我國分布式光伏發(fā)電的現(xiàn)狀與展望

葛坦鋒 曹興達

摘要：進入二十一世紀以來，隨著時代的不斷向前發(fā)展和科技的不斷創(chuàng)新進步，在中國特色社會主義進入新時代的社會大背景下，我國的第一、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)展勢頭，經(jīng)濟的發(fā)展勢頭也呈現(xiàn)出迅猛的勢頭，但隨著社會的不斷發(fā)展進步，在創(chuàng)新驅(qū)動成為指導(dǎo)各行各業(yè)核心動力的前提下，傳統(tǒng)的，對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)當下的發(fā)展方向和趨勢，有基于此，對于新能源技術(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，力爭為光伏發(fā)電技術(shù)的深化應(yīng)用，提出切實可行的建議與具體措施，進而助力光伏發(fā)電技術(shù)的進一步發(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，能夠有效解決我國不可再生能源緊張的問題，已經(jīng)開始成為我國配電網(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低壓配電網(wǎng)運行的沖擊，達到低壓配電網(wǎng)輸配電過程中安全效益和經(jīng)濟效益的全面優(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，直接布置在用戶負載周圍，電能可以不用遠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、熱電聯(lián)產(chǎn)機組、微型燃氣輪機，燃料電池，太陽能光伏發(fā)電、風力發(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)來運行，所以離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能發(fā)電組件，控制器和蓄電池組成，若要為交流負載進行供電，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)的范圍包括對邊遠地區(qū)的供電系統(tǒng)、太陽能路燈、通信信號電源等各種帶有蓄電池等儲能元件的可以獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。而且要求儲能元件的續(xù)航能夠保證3到5個陰雨天的能量供給。

并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是太陽能發(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)和帶儲能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。前者的主要特點是可以在光伏發(fā)電系統(tǒng)因多云等原因不能正常工作時自動切換到公共電網(wǎng)，當公共電網(wǎng)出現(xiàn)癱瘓時還能自動切換回光伏發(fā)電。后者的主要特點就是除了并入公共電網(wǎng)以外還帶有儲能元件，這種發(fā)電系統(tǒng)主動性很強，當光伏發(fā)電系統(tǒng)和公共電網(wǎng)都因為故障而癱瘓時可以用儲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)療場所，避難所指示燈及照明等重要應(yīng)急負載。

2我國分布式光伏發(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，所以并網(wǎng)控制方面的影響因素是我們要進行充分考慮的。因為分布式發(fā)電系統(tǒng)的能源特點是具有多并網(wǎng)逆變器，其在并網(wǎng)運行中的相互耦合影響機理是在設(shè)計的時候需要重點注意的。同時這個也涉及到一些并網(wǎng)協(xié)調(diào)性能的控制問題，所以也應(yīng)該重視多個逆變器在獨立運行中如何協(xié)調(diào)控制頻率與電壓，從而更好地使負荷合理動態(tài)地分配。針對上述的并網(wǎng)多能源逆變器的特點，來開展關(guān)于獨立并網(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

（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)指標嚴格控制諧波問題，避免造成裝置誤動或電能質(zhì)量污染。比如，可以利用有源電力濾波器來消除諧波，通過濾波器補償解決電壓波動;可針對逆變過程增加虛擬阻抗回路，以有效抑制諧波，減少其對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。應(yīng)根據(jù)實際情況合理選擇繼電保護裝置。一般可在接入點后方增設(shè)繼電保護，這樣既可以有效消除接入點電流驟增引起的波動，也可以實現(xiàn)裝置的整定保護。現(xiàn)階段分布式光伏電站接入低壓配電網(wǎng)中繼電保護設(shè)置較為全面，在此不再贅述。（3）孤島檢測。分布式光伏電站與低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)運行過程中若電網(wǎng)失壓，防孤島保護必須在2s內(nèi)將光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開，主動孤島檢測方法與被動孤島檢測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償裝置（SVC）來實現(xiàn)電能負荷調(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，該裝置可通過負反饋調(diào)節(jié)實現(xiàn)無功功率補償，從而降低分布式光伏電站接入后各節(jié)點的電壓偏差，從根本上提升低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)運行中的電能質(zhì)量。除此之外，在規(guī)劃設(shè)計的過程中還需要做好潮流計算，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)的潮流波動情況，并對可能出現(xiàn)的潮流變向引起的各項問題進行針對性防護和處理，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

因為分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)主要以太陽能為發(fā)電的能量來源，而太陽能會隨著當?shù)氐臍夂蚝退幍牡乩砦恢玫韧饨缫蛩赜幸欢ǖ碾S機性，并且光伏發(fā)電的核心器件天陽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。因為上述原因，我們在進行電網(wǎng)的設(shè)計過程中，應(yīng)該充分考慮當?shù)氐目稍偕茉吹姆植碱A(yù)測，評估負荷水平的可用性、隨機性以及合理性。在需要實施光伏發(fā)電的區(qū)域做一些實地考察，對當?shù)氐碾娋W(wǎng)和用戶的用電負荷做一些深入的了解與分析，從而確定在當?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?shù)乜傮w規(guī)劃后再進行分步實施。進而避免出現(xiàn)負荷過小或者某一個電網(wǎng)單元負荷過大的情況，從而提升當?shù)仉娋W(wǎng)運行的可靠性。

結(jié)語

光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，在我國，是未來發(fā)展的方向與趨勢，只有上下一心，內(nèi)外結(jié)合，以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，以輿論引導(dǎo)，提升大眾對于光伏發(fā)電技術(shù)的認知，才能真正實現(xiàn)光伏發(fā)電技術(shù)的持續(xù)深化和進步。

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