分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電站系統(tǒng)的應(yīng)用

王濤

山東理工職業(yè)學(xué)院 山東濟寧 272000

隨著環(huán)境情況的不斷惡化，在各個行業(yè)進行生產(chǎn)建設(shè)的時候都應(yīng)該響應(yīng)環(huán)保的號召，而分布式光伏發(fā)電站有節(jié)能環(huán)保、降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點，符合現(xiàn)在可持續(xù)發(fā)展的理念，并且在對其進行應(yīng)用的時候，其技術(shù)的優(yōu)越性已經(jīng)越來越明顯。所以，可以看出它在電網(wǎng)中占有重要的地位，并具有較好的發(fā)展前景。

1 光伏發(fā)電技術(shù)簡介

光伏發(fā)電技術(shù)的原理相對簡單，光伏電站的建設(shè)施工周期較短，而且在設(shè)備運行維護中也比較簡單，因此光伏電站應(yīng)用的非常廣泛。由于光伏發(fā)電屬于靜態(tài)發(fā)電，不會產(chǎn)生噪音，同時不需要燃料，后續(xù)運營維護成本低，是一種易于標(biāo)準(zhǔn)化的綠色發(fā)電技術(shù)。進行光伏發(fā)電廠址的選擇也非常的方便，其前期投入較小，一般來說大型的光伏發(fā)電站建設(shè)時間不會超過半年。光伏電站的組件通常是由光伏組件和逆變器來組成的，在運行過程中不需要消耗燃料，而且可以實現(xiàn)無人看守，其運維成本也非常低。

2 分布式并網(wǎng)的光伏發(fā)電站

2.1 繼電保護

對于此分布式光伏發(fā)電站并網(wǎng)建設(shè)而言，應(yīng)對110kV 變電站的主變壓間隙保護進行合理的調(diào)整，并增設(shè)并網(wǎng)斷路器，使得光伏發(fā)電站與變電站之間的保護裝置能夠相互作用。而在對該地區(qū)進行發(fā)電站建設(shè)的時候，應(yīng)該根據(jù)難易點對其進行孤島保護，進行合理的設(shè)計，使得能對電網(wǎng)側(cè)線路進行有效的保護。在進行并網(wǎng)之后，微電網(wǎng)將處在孤島的運行狀態(tài)，這時公共連接位置的功率將會被切斷，若是在切斷之前存在功率流向微電網(wǎng)的現(xiàn)象，則微電網(wǎng)的功率會呈現(xiàn)出缺額的狀態(tài)，反之則盈余。在并網(wǎng)的狀態(tài)下，若是緊急控制沒有技術(shù)啟動，則微電網(wǎng)的內(nèi)部頻率會出現(xiàn)大幅度下降的情況，有功功率缺額的動態(tài)變化和頻率的變化剛好相反，這樣就極有可能導(dǎo)致電網(wǎng)出于癱瘓的狀態(tài)[1]。

2.2 運行控制技術(shù)

運行控制技術(shù)在發(fā)的系統(tǒng)發(fā)電過程中的應(yīng)用主要是采用實時動態(tài)性采集系統(tǒng)運轉(zhuǎn)所處環(huán)境溫度、輻射強度、交流輸出電壓及電流等指標(biāo)，當(dāng)被采集的數(shù)據(jù)與電腦系統(tǒng)輸出功率相關(guān)規(guī)定相符時，提示光伏發(fā)電系統(tǒng)可依照效率最高的原則，自行在恒壓恒功率恒電流及最大功率為點追蹤模式中作出最有利選擇。在恒壓運行模式下，逆變器中的直流母線電壓指標(biāo)不變，電壓值是開路電壓的70.0%左右；而在恒功率運行模式下，技術(shù)人員可結(jié)合需求，連續(xù)調(diào)整指標(biāo)。并網(wǎng)結(jié)合電力系統(tǒng)相關(guān)命令，進行規(guī)范性的發(fā)電作業(yè)；在恒流工運行模式下，并網(wǎng)發(fā)電目標(biāo)的實現(xiàn)是以恒定交流電流為基礎(chǔ)，此時逆變器電流指標(biāo)高低也能被連續(xù)調(diào)控，在最大功率位點追蹤運行模式，逆變器不僅能達到對太陽能電池板發(fā)電電壓的動態(tài)性監(jiān)測，還可實現(xiàn)對電流電壓指標(biāo)的全程追蹤，保證不同時間點并網(wǎng)發(fā)電作業(yè)的連貫性、有效性。

2.3 控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)

（1）并網(wǎng)逆變器的同步控制技術(shù)研究與開發(fā)。并網(wǎng)系統(tǒng)逆變器通過對主配電網(wǎng)的電壓、相位、頻率等信號進行實時采樣并比較，保證逆變器輸出與主配電網(wǎng)同步，實現(xiàn)同步閉環(huán)控制功能；同時對直流輸入和交流輸出等電壓進行檢測并比較，對并網(wǎng)逆變器進行啟動和關(guān)閉輸出，實現(xiàn)自動并網(wǎng)運行。

（2）故障定位及繼電保護裝置的研究與開發(fā)。分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)裝設(shè)過壓、失壓、頻率檢測與保護、過載過流、漏電、防雷、接地短路、自動隔離電網(wǎng)、逆向功率自動檢測與保護，實現(xiàn)故障定位，保證并網(wǎng)系統(tǒng)與設(shè)備正常運行。

3 并網(wǎng)型光伏電站的主要應(yīng)用形式

3.1 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)

（1）并網(wǎng)逆變器的同步控制技術(shù)研究與開發(fā)。并網(wǎng)系統(tǒng)逆變器通過對主配電網(wǎng)的電壓、相位、頻率等信號進行實時采樣并比較，保證逆變器輸出與主配電網(wǎng)同步，實現(xiàn)同步閉環(huán)控制功能；同時對直流輸入和交流輸出等電壓進行檢測并比較，對并網(wǎng)逆變器進行啟動和關(guān)閉輸出，實現(xiàn)自動并網(wǎng)運行。

（2）故障定位及繼電保護裝置的研究與開發(fā)。分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)裝設(shè)過壓、失壓、頻率檢測與保護、過載過流、漏電、防雷、接地短路、自動隔離電網(wǎng)、逆向功率自動檢測與保護，實現(xiàn)故障定位，保證并網(wǎng)系統(tǒng)與設(shè)備正常運行[2]。

3.2 集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)將各發(fā)電單元的電能匯總后穩(wěn)定輸出到電網(wǎng)，至此整個發(fā)電流程完成。集中式光伏發(fā)電站的建設(shè)具有占地面積大、建設(shè)時間短、資本投入集中等特點，因此在建設(shè)過程中需要重點關(guān)注場區(qū)選址、發(fā)電單元光伏組件的選型及傾斜角度、逆變系統(tǒng)選型等問題。目前大規(guī)模商用光伏組件主要是硅系光伏組件和薄膜光伏組件，其中晶歸類光伏組件更是占到主導(dǎo)地位。晶歸類組件主要分為單晶硅和多晶硅，2 種材質(zhì)主要區(qū)別就在于提純精度不同。單晶硅的轉(zhuǎn)換效率更高，目前市場主流產(chǎn)品可以接近或達到20%；多晶硅的轉(zhuǎn)化效率能夠接近15%，但是造價較單晶硅產(chǎn)品要低。由于近年來單晶提純技術(shù)的快速發(fā)展，致使單晶組件價格持續(xù)降低，所以單晶組件越來越受到市場的追捧。發(fā)電單元方陣有多種運行方式，使用何種方式?jīng)Q定了項目的投資、收益以及后期的運行、維護。實際現(xiàn)場采用的運行方式主要包括：固定傾角、可調(diào)式傾角、單軸跟蹤（平軸、斜軸）、雙軸跟蹤，每種安裝方式有各自的特點。固定傾角運行方式的成本最低，但發(fā)電效能較差，雙軸跟蹤方式的發(fā)電效能最高，但成本最高。具體采用的運行方式要與現(xiàn)場條件相結(jié)合，目前投產(chǎn)的集中式電站大多采用可調(diào)式傾角的模式。

4 結(jié)語

在科技不斷更新的背景下，我國對分布式光伏發(fā)電站的研發(fā)工作給予了大力的支持，并且隨著號召的不斷相應(yīng)，光伏發(fā)電的主要技術(shù)之一就是分布式光伏發(fā)電網(wǎng)，對于電力企業(yè)而言，對該技術(shù)進行加強，這樣促進我國電力行業(yè)發(fā)展的同時也解決了環(huán)境污染的問題。本文主要對分布式光伏發(fā)電網(wǎng)的應(yīng)用及技術(shù)進行了詳細(xì)的分析。