基于光伏發(fā)電的變電站站用電系統(tǒng)應用研究

劉穎國網(wǎng)山西省電力公司晉城供電公司

基于光伏發(fā)電的變電站站用電系統(tǒng)應用研究

劉穎國
網(wǎng)山西省電力公司晉城供電公司

太陽能光伏發(fā)電是完全的綠色電力，具有清潔、無污染的優(yōu)勢，是當今全球備受推崇的能源應用方式。文中立足于實際變電站，探索光伏發(fā)電在變電站中站用電系統(tǒng)的應用研究。

光伏發(fā)電；變電站；站用電系統(tǒng)

1 引言

平時所談及的清潔能源主要是針對性煤炭資源，石油資源等非清潔資源而言的，清潔能源還有一個最大的優(yōu)勢，大部分的清潔能源都是可再生能源，例如風能，核能，太陽能，地熱能，潮汐能等等，這些能源在使用過程中幾乎對于環(huán)境是“零污染”的。并且人們可以大膽的使用，不用擔心能源的再生問題。例如平時非常熟悉的太陽能，就是充分利用太陽光所帶來的能量向其他形式的能量進行轉換，利用太能能發(fā)電，發(fā)熱等等，在太陽能的轉化過程中不會對于大氣環(huán)境帶來傷害，在很大程度上減少了溫室氣體的排放，促進了人們生活環(huán)境的綠色化，同時也符合現(xiàn)階段可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

變電站內利用光伏發(fā)電用于站內的站用電等系統(tǒng)，可減少電量損耗成本，減少資源消耗。本文以一座110kV變電站作為研究對象，探索光伏發(fā)電在變電站中站用電系統(tǒng)的應用研究。

2 太陽能光伏發(fā)電

太陽能在發(fā)電方面應用非常廣泛，采用太陽能進行發(fā)電，主要有兩種形式，第一種是采用太陽能的熱量進行發(fā)電，第二種是采用光伏發(fā)電，由于采用太陽能自身熱量進行發(fā)電的效率不高，所以對于大型的發(fā)電網(wǎng)絡是不適用的，下面針對光伏發(fā)電進行詳細的介紹。采用太陽能的光伏進行發(fā)電主要有兩種并網(wǎng)發(fā)電的形式，第一種是采用聚集性并網(wǎng)發(fā)電，對于大型的電網(wǎng)進行發(fā)電，將電能傳到更遠的位置，直接將高壓電網(wǎng)系統(tǒng)進行合并，能夠很簡單的實現(xiàn)無功功率和電壓的靈活控制，但是在合并電網(wǎng)的時候需要較長的輸送網(wǎng)絡，這對于整個電網(wǎng)系統(tǒng)來講是一個非常大的瓶頸，同時還可能導致無功補償，輸電線路經常出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。

這種并網(wǎng)方式適合于采用單臺逆變器集中并網(wǎng)發(fā)電方案實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。第二種是分散式的并網(wǎng)發(fā)電方式，該種發(fā)電方式是將發(fā)電裝置與低壓配電網(wǎng)絡向連接，然后通過配電網(wǎng)絡將不夠的電能進行調節(jié)，該種清潔能源能夠與其他的清潔能源進行結合，在電網(wǎng)發(fā)電過程中一起發(fā)揮作用，該種并網(wǎng)方式適合于采用一臺逆變器進行并網(wǎng)操作，然后完成發(fā)電。

整個光伏發(fā)電系統(tǒng)組成的構成包括光伏電池系統(tǒng)，蓄電池系統(tǒng)，太陽能控制系統(tǒng)，轉化器等等。

（一）光伏電池的構成：光伏電池是整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的最基礎的組成部分，當發(fā)電組件受到陽光的照射時，能量儲存系統(tǒng)就能夠將施加的光能吸收，然后利用這些光能產生光伏效應，這樣就能夠將光能直接轉化為電能。光伏電池的種類一般為硅材料的電池。

（二）蓄電池組：該設備能夠將電池組件產生的能量收集起來，然后當光照條件不充足時或者需求量超過負載的最大值的時候，就可以將以前已經儲存好的能量釋放出來，供應急使用。為了挺好儲存電能的能力，蓄電池組一般有幾個電池以串并聯(lián)的形式組合起來，需要保障能量的容量與電池組件相契合。由于蓄電池組是整個系統(tǒng)的關鍵儲能設備，所以需要充分考慮該電池組的性能，促進在能量不足的情況下充分保障發(fā)電效果，不需要由于能量不足再重新添加設備，蓄電池組的充電系統(tǒng)是高頻率的開關充電裝置，改配置是直流系統(tǒng)的自帶配置，能夠通過改配置的輸入端控制交流量的輸出情況。

（三）DC-DC變換裝置：通過控制回路中功率器件的導通與關斷，將光伏電池組件輸出的低壓直流電升壓成高壓直流電，保證在直流輸入電壓大范圍變化的情況下輸出穩(wěn)定的高壓直流電。

（四）逆變器：是一種將直流電轉化為交流電的裝置，能轉換光伏電池組件產生的直流電或蓄電池釋放的直流電。

3 光伏發(fā)電在變電站中站用電系統(tǒng)的應用研究

本文以晉城地區(qū)110kV潤城變電站的站用電系統(tǒng)為例，以接入光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究。

系統(tǒng)的應用研究總原則是既要滿足負載，以及用電的需求需長期，而安全的運行，必須考慮到它的經濟性和安全性，可靠性。

本變電站的主要負荷是站用的動力、照明、直流等。因此，光伏發(fā)電技術在變電站應用的思路是有效利用變電站建筑物屋頂裝設太陽能電池板，通過太陽能向變電站的站用負荷供電。

4 結語

變電站的光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用新能源來發(fā)電，符合光伏產業(yè)政策以及國家相關的農業(yè)政策光伏產業(yè)政策，為了建設“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”電力系統(tǒng)提供了深遠的意義。系統(tǒng)的節(jié)能和環(huán)保，以及運行穩(wěn)定的可靠性將會很快的提高。

[1]康曉月.變電站的光伏系統(tǒng)研究[J].中國科技信息，2012（13）：39-40

[2]謝同建.淺談太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)原理及設計與應用[J].江蘇建筑，2011（6）：72-74

[3]曹勇，劉萬兵，王慶勇.光伏發(fā)電逆變器工作原理及控制[J].自動化技術與應用，2013，32（12）：119-122

[4]胡俊鵬.光伏發(fā)電技術在變電站中的應用研究[D].山東大學，2013