葛坦鋒 曹興達(dá)

摘要：進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著時(shí)代的不斷向前發(fā)展和科技的不斷創(chuàng)新進(jìn)步，在中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代的社會(huì)大背景下，我國(guó)的第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)都得到了空前的發(fā)展，各行各業(yè)都呈現(xiàn)出蒸蒸日上的發(fā)展勢(shì)頭，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展勢(shì)頭也呈現(xiàn)出迅猛的勢(shì)頭，但隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)成為指導(dǎo)各行各業(yè)核心動(dòng)力的前提下，傳統(tǒng)的，對(duì)于自然資源和能源無度索取的發(fā)展方式，顯然已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)下的發(fā)展方向和趨勢(shì)，有基于此，對(duì)于新能源技術(shù)的探索與有效的應(yīng)用，成為引領(lǐng)各行各業(yè)未來發(fā)展的核心要素，本文聚焦光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用方向，通過全方面、多角度、分層次的剖析，力爭(zhēng)為光伏發(fā)電技術(shù)的深化應(yīng)用，提出切實(shí)可行的建議與具體措施，進(jìn)而助力光伏發(fā)電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電技術(shù);應(yīng)用領(lǐng)域及方向;探索與思考

引言

分布式光伏電站在一定程度上緩解了傳統(tǒng)煤炭發(fā)電的壓力，能夠有效解決我國(guó)不可再生能源緊張的問題，已經(jīng)開始成為我國(guó)配電網(wǎng)建設(shè)的重中之重。分布式光伏電站接入低壓配電網(wǎng)時(shí)需通過調(diào)整配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、并網(wǎng)接入模式等，最大限度降低電站對(duì)低壓配電網(wǎng)運(yùn)行的沖擊，達(dá)到低壓配電網(wǎng)輸配電過程中安全效益和經(jīng)濟(jì)效益的全面優(yōu)化。

1分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成

分布式發(fā)電（DistributedGeneration），一般是指那些發(fā)電功率比較小，分散，非外送型，直接布置在用戶負(fù)載周圍，電能可以不用遠(yuǎn)距離輸送而是直接就近消納。分布式發(fā)電系統(tǒng)有：以液體或者微電網(wǎng)中的分布式光伏發(fā)電技術(shù)氣體為能源的內(nèi)燃機(jī)、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、微型燃?xì)廨啓C(jī)，燃料電池，太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等類別。分布式光伏發(fā)電則主要為太陽(yáng)能光伏發(fā)電，分為離網(wǎng)式和并網(wǎng)式兩種。離網(wǎng)式指的是不將電力系統(tǒng)并入其它電網(wǎng)來運(yùn)行，所以離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能發(fā)電組件，控制器和蓄電池組成，若要為交流負(fù)載進(jìn)行供電，則還需要逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電。而離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的范圍包括對(duì)邊遠(yuǎn)地區(qū)的供電系統(tǒng)、太陽(yáng)能路燈、通信信號(hào)電源等各種帶有蓄電池等儲(chǔ)能元件的可以獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。而且要求儲(chǔ)能元件的續(xù)航能夠保證3到5個(gè)陰雨天的能量供給。

并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是太陽(yáng)能發(fā)電組件產(chǎn)生直流電經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換后成為傳統(tǒng)電網(wǎng)要求的交流電之后，才能夠接入公共電網(wǎng)。這種電網(wǎng)雖然可以不需要儲(chǔ)能元件，但是卻需要并入電網(wǎng)才能保證供電可靠性。并網(wǎng)光伏發(fā)電分為：有逆流和無逆流光伏發(fā)電系統(tǒng)，這兩者的區(qū)別就在于能否在電量充裕時(shí)向公共電網(wǎng)供電。另外還有切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和帶儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。前者的主要特點(diǎn)是可以在光伏發(fā)電系統(tǒng)因多云等原因不能正常工作時(shí)自動(dòng)切換到公共電網(wǎng)，當(dāng)公共電網(wǎng)出現(xiàn)癱瘓時(shí)還能自動(dòng)切換回光伏發(fā)電。后者的主要特點(diǎn)就是除了并入公共電網(wǎng)以外還帶有儲(chǔ)能元件，這種發(fā)電系統(tǒng)主動(dòng)性很強(qiáng)，當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和公共電網(wǎng)都因?yàn)楣收隙c瘓時(shí)可以用儲(chǔ)能元件作為后備電源，這種系統(tǒng)可以應(yīng)用于緊急通信電源，加油站，醫(yī)療場(chǎng)所，避難所指示燈及照明等重要應(yīng)急負(fù)載。

2我國(guó)分布式光伏發(fā)電建議

2.1分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制

對(duì)于不帶蓄電池的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)需要并入電網(wǎng)來保證供電可靠性。而分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)有多并網(wǎng)逆變器以及多能量來源的特點(diǎn)，所以并網(wǎng)控制方面的影響因素是我們要進(jìn)行充分考慮的。因?yàn)榉植际桨l(fā)電系統(tǒng)的能源特點(diǎn)是具有多并網(wǎng)逆變器，其在并網(wǎng)運(yùn)行中的相互耦合影響機(jī)理是在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要重點(diǎn)注意的。同時(shí)這個(gè)也涉及到一些并網(wǎng)協(xié)調(diào)性能的控制問題，所以也應(yīng)該重視多個(gè)逆變器在獨(dú)立運(yùn)行中如何協(xié)調(diào)控制頻率與電壓，從而更好地使負(fù)荷合理動(dòng)態(tài)地分配。針對(duì)上述的并網(wǎng)多能源逆變器的特點(diǎn)，來開展關(guān)于獨(dú)立并網(wǎng)控制模式和協(xié)調(diào)控制策略的研究。

2.2做好系統(tǒng)保護(hù)

（1）諧波抑制。在分布式光伏電站接入過程中應(yīng)按《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》的相關(guān)指標(biāo)嚴(yán)格控制諧波問題，避免造成裝置誤動(dòng)或電能質(zhì)量污染。比如，可以利用有源電力濾波器來消除諧波，通過濾波器補(bǔ)償解決電壓波動(dòng);可針對(duì)逆變過程增加虛擬阻抗回路，以有效抑制諧波，減少其對(duì)各裝置和線路的影響，提升分布式光伏電站接入低壓配電網(wǎng)的可靠性。（2）繼電保護(hù)。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇繼電保護(hù)裝置。一般可在接入點(diǎn)后方增設(shè)繼電保護(hù)，這樣既可以有效消除接入點(diǎn)電流驟增引起的波動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)裝置的整定保護(hù)?，F(xiàn)階段分布式光伏電站接入低壓配電網(wǎng)中繼電保護(hù)設(shè)置較為全面，在此不再贅述。（3）孤島檢測(cè)。分布式光伏電站與低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行過程中若電網(wǎng)失壓，防孤島保護(hù)必須在2s內(nèi)將光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開，主動(dòng)孤島檢測(cè)方法與被動(dòng)孤島檢測(cè)方法至少采用各一種。確定孤島狀態(tài)存在后，可直接通過智能控制快速切除。

2.3提升電能質(zhì)量

為進(jìn)一步提升分布式光伏電站與低壓配電網(wǎng)同規(guī)劃效果，在并網(wǎng)接入過程中應(yīng)選用分布式光伏電源與靜止型無功補(bǔ)償裝置（SVC）來實(shí)現(xiàn)電能負(fù)荷調(diào)節(jié)。SVC能夠有效消除分布式光伏電站接入后的無功功率，若無功功率波動(dòng)，該裝置可通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)無功功率補(bǔ)償，從而降低分布式光伏電站接入后各節(jié)點(diǎn)的電壓偏差，從根本上提升低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行中的電能質(zhì)量。除此之外，在規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中還需要做好潮流計(jì)算，利用半步變量潮流推算法確定分布式光伏電站接入后系統(tǒng)的潮流波動(dòng)情況，并對(duì)可能出現(xiàn)的潮流變向引起的各項(xiàng)問題進(jìn)行針對(duì)性防護(hù)和處理，減少由潮流引起的低壓配電網(wǎng)故障。

2.4電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其配置優(yōu)化

因?yàn)榉植际焦夥l(fā)電系統(tǒng)主要以太陽(yáng)能為發(fā)電的能量來源，而太陽(yáng)能會(huì)隨著當(dāng)?shù)氐臍夂蚝退幍牡乩砦恢玫韧饨缫蛩赜幸欢ǖ碾S機(jī)性，并且光伏發(fā)電的核心器件天陽(yáng)能電池板的能量密度也不是特別高，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相比較與其它的傳統(tǒng)電網(wǎng)有一定的差異性。因?yàn)樯鲜鲈颍覀冊(cè)谶M(jìn)行電網(wǎng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該充分考慮當(dāng)?shù)氐目稍偕茉吹姆植碱A(yù)測(cè)，評(píng)估負(fù)荷水平的可用性、隨機(jī)性以及合理性。在需要實(shí)施光伏發(fā)電的區(qū)域做一些實(shí)地考察，對(duì)當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)和用戶的用電負(fù)荷做一些深入的了解與分析，從而確定在當(dāng)?shù)氐哪男﹨^(qū)域作多少確定容量的分布式光伏發(fā)電設(shè)備，在做出完善的當(dāng)?shù)乜傮w規(guī)劃后再進(jìn)行分步實(shí)施。進(jìn)而避免出現(xiàn)負(fù)荷過小或者某一個(gè)電網(wǎng)單元負(fù)荷過大的情況，從而提升當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

結(jié)語(yǔ)

光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，在我國(guó)，是未來發(fā)展的方向與趨勢(shì)，只有上下一心，內(nèi)外結(jié)合，以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，以輿論引導(dǎo)，提升大眾對(duì)于光伏發(fā)電技術(shù)的認(rèn)知，才能真正實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電技術(shù)的持續(xù)深化和進(jìn)步。

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