貴州大方發(fā)電有限公司 湯邦俊

1 光伏發(fā)電的配電網(wǎng)消納能力研究背景

環(huán)境問(wèn)題與資源危機(jī)是當(dāng)前人類(lèi)社會(huì)面對(duì)的兩個(gè)更加嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題，所以清潔再生能源發(fā)電技術(shù)已引起了研究與學(xué)者的普遍重視[1]。光伏發(fā)電技術(shù)作為一個(gè)最重要的清潔再生能源，已逐漸成緩解這些社會(huì)問(wèn)題的一種非?？尚械姆绞?。據(jù)估計(jì)，到2050年全世界直接使用太陽(yáng)能的比例將會(huì)發(fā)展到全球裝機(jī)總?cè)萘康?3%～15%左右。而由于世界各國(guó)政府對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)的大力支持，人們對(duì)于光伏發(fā)電有關(guān)實(shí)際問(wèn)題的研討也日益廣泛。同時(shí)，光伏發(fā)電板的生產(chǎn)成本也開(kāi)始逐漸下降。但由于光伏項(xiàng)目的并網(wǎng)發(fā)電會(huì)使輸配電網(wǎng)絡(luò)路缺乏安全穩(wěn)定性，電網(wǎng)消納光伏發(fā)電形成的能量已成為光伏行業(yè)發(fā)展的主要矛盾。

由于全球環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)峻，世界資源越來(lái)越短缺，逐漸成為當(dāng)下社會(huì)所主要面對(duì)的嚴(yán)峻問(wèn)題。但使用清潔能源作為主要發(fā)電材料的方式，近年來(lái)已在全球范圍內(nèi)引起注意，且清潔再生能源發(fā)電技術(shù)逐漸趨于世界范圍內(nèi)的關(guān)鍵能源。而光伏發(fā)電技術(shù)便是其中一個(gè)可再生清潔燃料，通過(guò)近年來(lái)的發(fā)展，光伏發(fā)電技術(shù)逐漸發(fā)展為一種緩解世界環(huán)境惡劣和資源短缺的主要技術(shù)手段之一[2]。

光伏及相關(guān)行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步是非常明顯的，且其效益也非?？捎^。盡管外國(guó)光伏企業(yè)已給我國(guó)提供了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，其發(fā)展趨勢(shì)也正被大力促進(jìn)。但在光伏發(fā)電項(xiàng)目的并網(wǎng)發(fā)電中，由于配電網(wǎng)的穩(wěn)定性還沒(méi)有得到保證，以及其對(duì)光伏發(fā)電能量的有效消納能力，對(duì)整個(gè)光伏發(fā)電領(lǐng)域都是一種很重要的阻礙因素。在對(duì)于更大規(guī)模的分布式發(fā)電項(xiàng)目接入電網(wǎng)的情形下，針對(duì)這一問(wèn)題解決和優(yōu)化其特性的研發(fā)工作，是十分有必要的。

秸稈的經(jīng)濟(jì)價(jià)值長(zhǎng)期以來(lái)一直被忽略，近年來(lái)因?yàn)榻斩挼穆短旆贌斐闪谁h(huán)境污染以及帶來(lái)安全隱患后才逐漸被人們重視。因?yàn)檗r(nóng)戶不知道如何利用秸稈，大量的秸稈被棄置在田間，腐化后產(chǎn)生的污水影響水質(zhì)和污染土壤。信陽(yáng)市禁止焚燒政策雖然不斷完善，也將秸稈的利用歸納入政府工作中，但因秸稈供求之間的矛盾以及政府政策失靈，秸稈仍出現(xiàn)大量的剩余，農(nóng)戶隨意丟棄和露天焚燒行為始終存在。

分布式發(fā)電是指一個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)營(yíng)或并網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的能源供應(yīng)方法，主要技術(shù)分為中小型、小規(guī)模發(fā)電工程、太陽(yáng)能光伏發(fā)電工程、生物智慧發(fā)電工程、燃油電池發(fā)電等，太陽(yáng)能發(fā)電體系因其清潔、無(wú)污染、容易獲得等優(yōu)勢(shì)取得了廣泛的運(yùn)用。光伏并網(wǎng)發(fā)電體系一般由光伏陣列、逆變器、儲(chǔ)能、電力電子逆變器等環(huán)節(jié)構(gòu)成。首先利用光伏板將太陽(yáng)光照射熱能轉(zhuǎn)化為低溫直流電，隨后再利用逆變器轉(zhuǎn)化為交流電[3]。

2 光伏發(fā)電消納能力的分析

2.1 消納能力

電壓越限和波動(dòng)。光伏并網(wǎng)后，一旦光伏發(fā)電在當(dāng)?shù)夭荒艹浞掷茫嘤嚯娔軐⒘魅腚娋W(wǎng)產(chǎn)生反潮流，從而使得供電變壓器母線的饋線電壓逐步增大。當(dāng)光伏發(fā)電的應(yīng)用普及率越高則反向功率就越大。因此饋線電壓也越高、網(wǎng)損就越大。值得注意的是，重負(fù)載和光電輸出峰值時(shí)間往往并不重合，這導(dǎo)致了節(jié)點(diǎn)的電力分布在一天內(nèi)出現(xiàn)明顯變動(dòng)。因此，白天的剩余光伏電量往往會(huì)產(chǎn)生高過(guò)電壓風(fēng)險(xiǎn)，而夜間的重負(fù)載則會(huì)產(chǎn)生低欠電風(fēng)險(xiǎn)。另外，由于光電并網(wǎng)的有功功率會(huì)隨著陽(yáng)光輻射強(qiáng)度、云層高度以及氣溫的變動(dòng)而發(fā)生變化，使得光配電網(wǎng)電壓所產(chǎn)生的波動(dòng)性比較明顯。

診斷患有非繼發(fā)性帕金森病[7];改良性H-Y分級(jí)介于2-4級(jí);年齡50-80歲之間;病程不少于6個(gè)月。

由于各個(gè)區(qū)域內(nèi)的功能類(lèi)型不同，且地塊容積率、建筑面積、樓頂面積存在差異，故占地面積內(nèi)光伏安裝容量存在顯著差異。典型功能區(qū)域內(nèi)光伏最大安裝容量與區(qū)域占地面積進(jìn)行比較，可獲得功能區(qū)域發(fā)電功率密度，如普通的居民住宅容積率為0.8～1.5，建筑面積為80～150萬(wàn)m2，光伏容量為25～40MW，發(fā)電功率密度為0.25～0.4MW/萬(wàn)m2[5]；高層的居民住宅容積率為1.5～3，建筑面積為150～300萬(wàn)m2，光伏容量為15～30MW，發(fā)電功率密度為0.15～0.3MW/萬(wàn)m2；商業(yè)建筑容積率為3～5，建筑面積為300～500萬(wàn)m2，光伏容量為80～130MW，發(fā)電功率密度為0.8～1.3MW/萬(wàn)m2。辦公建筑容積率為3～6，建筑面積為300～600萬(wàn)m2，光伏容量為50～90MW，發(fā)電功率密度為0.5～0.9MW/萬(wàn)m2。

2.2 典型功能區(qū)域發(fā)電密度測(cè)算

涪陵區(qū)龍?zhí)舵?zhèn)一豬場(chǎng)在2009年期間發(fā)生了豬敗血性鏈球菌病，該病以發(fā)病突然，高熱稽留，死亡較快，流行性強(qiáng)。筆者針對(duì)該病采取了流行病學(xué)、臨床癥狀、剖檢變化診斷和治療等有效的防治措施，控制了該豬場(chǎng)豬敗血性鏈球菌病。就診斷治療和防治措施進(jìn)行探討，總結(jié)體會(huì)如下。

2.3 光伏發(fā)電及負(fù)荷特性對(duì)比分析

針對(duì)同一功能區(qū)域內(nèi)光伏發(fā)電曲線以及負(fù)荷曲線實(shí)施對(duì)比，結(jié)果如圖1。

光伏量最大盈余發(fā)用比測(cè)算如下：普通居民住宅的功能區(qū)域功率密度為0.25～0.4MW/萬(wàn)m2，功能區(qū)域負(fù)荷密度0.1～0.2MW/萬(wàn)m2，光伏最大盈余發(fā)用比為1～2.5，大量剩余的電力返送。高層居民住宅的功能區(qū)域功率密度為0.15～0.3MW/萬(wàn)m2，功能區(qū)域負(fù)荷密度0.2～0.35MW/萬(wàn)m2，光伏最大盈余發(fā)用比為0～1.2，部分剩余電力返送；辦公建筑的功能區(qū)域功率密度為0.5～0.9MW/萬(wàn)m2，功能區(qū)域負(fù)荷密度1.5～3.5MW/萬(wàn)m2，光伏最大盈余發(fā)用比＜0，發(fā)電可以消納。由此可知：普通居民住在最大盈余發(fā)用比最高，大量剩余的電力返送；其次為高層住宅，部分剩余電力返送；最后則為辦公建筑，其最大盈余發(fā)用比小于零，發(fā)電可以消納。

隨著藥品種類(lèi)的日益增多，用藥錯(cuò)誤呈現(xiàn)的狀況也更加復(fù)雜。醫(yī)院對(duì)用藥安全問(wèn)題必須給予高度重視，積極歸納、總結(jié)錯(cuò)誤的原因，加強(qiáng)對(duì)用藥錯(cuò)誤事件的監(jiān)測(cè)和干預(yù)，合理規(guī)避用藥錯(cuò)誤事件的發(fā)生。醫(yī)務(wù)人員應(yīng)自覺(jué)遵守醫(yī)療機(jī)構(gòu)的規(guī)章制度，增強(qiáng)自身的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備和責(zé)任心，不斷提高醫(yī)療技術(shù)及人文服務(wù)水平，從源頭上降低用藥錯(cuò)誤的發(fā)生率。

在未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建成后，因發(fā)電公司與用電終端間的數(shù)據(jù)已通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行反饋，從而通過(guò)控制中心就能進(jìn)行用電能力與負(fù)荷要求之間的對(duì)應(yīng)，從而在大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上做出正確預(yù)測(cè)，進(jìn)而減少棄電事件的出現(xiàn)。同時(shí)，基于對(duì)終端供需數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)掌握，也能夠匹配電能交易，從而使得新能源發(fā)電公司可以做到經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化。

3 高比例戶用光伏技術(shù)為發(fā)電及并網(wǎng)帶來(lái)的問(wèn)題負(fù)面影響

電力消納是指電能消化與吸收的能力，由于發(fā)電廠內(nèi)無(wú)論以什么形式完成發(fā)電過(guò)程(如風(fēng)能、煤炭等)后再由電路送入網(wǎng)絡(luò)中，電力都無(wú)法實(shí)現(xiàn)隨時(shí)的儲(chǔ)存，所以電能在形成后就需要立即實(shí)現(xiàn)消費(fèi)，這也就需要把富余的電力采用調(diào)度的方法送到最需要電力的地方——這也就是電力消納的具體內(nèi)容。消納能力主要用途之一就是推動(dòng)清潔能源消費(fèi)，以多能互補(bǔ)的形式提升分布式清潔能源的友好性并網(wǎng)水平和電網(wǎng)可調(diào)容積比例，優(yōu)化資源調(diào)配，進(jìn)行跨地域的協(xié)調(diào)管理，從而促進(jìn)新能源集中跨省交換與分布式省間交換[4]。

電壓三相負(fù)荷不平衡。造成電壓三項(xiàng)不均衡的關(guān)鍵因素是三相線路的參數(shù)不對(duì)稱以及三項(xiàng)負(fù)載不均衡。而這些不均衡的現(xiàn)象在戶用光伏單相并網(wǎng)后會(huì)尤為嚴(yán)重。其中，接入容量的不同以及太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入位置，都分別對(duì)電壓三項(xiàng)不均衡有一定的影響。從接入容量的角度考察，戶用光伏并網(wǎng)的容量大小與其對(duì)供電的影響程度成正比關(guān)系。從接入位置上來(lái)考察，如果在饋電頭端接入了光伏技術(shù)電源，則不均衡的現(xiàn)象將不會(huì)很突出。而如在饋電末端將其全部接入，不均衡程度將大大提高。在這種電網(wǎng)電壓三項(xiàng)不均衡的狀況下，不但等值正序電壓都會(huì)產(chǎn)生損失，同時(shí)負(fù)序及零序電壓也都會(huì)產(chǎn)生損失。由于這一類(lèi)損失的產(chǎn)生導(dǎo)致電網(wǎng)的整體損失增加，其效益也有所降低。

諧波。造成電網(wǎng)高頻諧波含量增加的最主要原因，是由于非線性負(fù)荷的分配過(guò)度且分散而造成的。由于光伏板需借助逆變器進(jìn)行并網(wǎng)，由于其非線性運(yùn)行的特性使得產(chǎn)生高頻諧波問(wèn)題的頻率更加突出。和三相電壓不均衡的現(xiàn)象基本一致，而光伏網(wǎng)絡(luò)接入容量大小和地點(diǎn)同樣也會(huì)使得高頻諧波失真的程度受到影響。因此在連接地點(diǎn)一定時(shí)候也會(huì)使得連接容量變大，這樣產(chǎn)生城市配電網(wǎng)絡(luò)的諧波畸變的狀況也會(huì)增加。而在連接容量一定的情形下，在連接地點(diǎn)越接近該線末梢處的情形下，產(chǎn)生城市配電網(wǎng)絡(luò)的諧波畸變水平也會(huì)相應(yīng)增加。諧波的現(xiàn)象也會(huì)使得變壓器系統(tǒng)、發(fā)電廠或其他設(shè)備中產(chǎn)生過(guò)熱等異常狀況發(fā)生，另外，諧波電流對(duì)于電能測(cè)量也會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，進(jìn)而造成測(cè)量偏差問(wèn)題的產(chǎn)生。

對(duì)配電網(wǎng)管理的挑戰(zhàn)。用戶的光伏屬用戶個(gè)人所有，且規(guī)模較大、人員分散，故不能全部由供電企業(yè)管理。對(duì)用戶的隨意訪問(wèn)或退出會(huì)加大網(wǎng)站運(yùn)營(yíng)的不確定性。終端用戶是光伏并網(wǎng)發(fā)電的最直接受益人，由于目前終端用戶所安裝的監(jiān)控裝置水平較低，這將使供電企業(yè)須投入巨大資金對(duì)配電網(wǎng)路進(jìn)行升級(jí)改造，可能會(huì)影響并網(wǎng)用戶的光伏發(fā)電容量，所以是十分必要的，但無(wú)法兼顧市場(chǎng)公平，也加大了對(duì)供電企業(yè)的管控難度。目前，光伏發(fā)電并網(wǎng)電價(jià)中的地方政府成份也不少，因此伴隨戶用光伏并網(wǎng)比重的提高，有必要逐漸形成市場(chǎng)化的電價(jià)形成機(jī)制。

智能調(diào)度方法評(píng)價(jià)。以智慧電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)系統(tǒng)為背景，通過(guò)采用AGC目標(biāo)值和實(shí)際數(shù)值之間的對(duì)比，檢驗(yàn)了智能調(diào)度方案的正確性。通過(guò)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)風(fēng)電場(chǎng)在一個(gè)時(shí)間內(nèi)各個(gè)采樣節(jié)點(diǎn)的實(shí)際配電盤(pán)輸出功率，并利用對(duì)AGC目標(biāo)曲線的偏離來(lái)確定時(shí)間是不是在功率限制期間。當(dāng)二值重合度很高時(shí)，偏差最接近0的點(diǎn)為功率限制時(shí)間，當(dāng)二值重合度很低時(shí)則不是功率限制時(shí)間。在限制用電的階段，風(fēng)電場(chǎng)配電盤(pán)出力AGC 指標(biāo)曲線和實(shí)際曲線較為相似，但誤差較小。該智能調(diào)節(jié)方式可自動(dòng)精確地測(cè)算出各風(fēng)電場(chǎng)的最大發(fā)電容量阻塞時(shí)間，從而最大程度地降低了風(fēng)電理論功率的計(jì)算誤差。