本地區(qū)中分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電的應(yīng)用探析

保趙橋

摘 要：隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，我國(guó)能源資源日趨緊張，那么就需要充分利用可再生資源，非常重要的一種方式就是分布式光伏發(fā)電。文章以甘肅酒泉為例，分析了分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電的應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電；光伏發(fā)電系統(tǒng)；配電網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）11-0100-01

在各種可再生能源中，非常重要的一種基本能源就是太陽能，它有著最為廣泛的分布范圍，獲取起來也比較的方便。對(duì)于人類的生活來講，太陽能資源可以說取之不盡和用之不竭的；每年地球的陸地表面接收到的太陽輻射能量大約可以達(dá)到17萬億 kW以上。以甘肅酒泉地區(qū)為例，本地區(qū)有著充足的日照和豐富的光能資源，年日照時(shí)數(shù)在

3 000 h以上。

1 太陽能資源分布及開發(fā)意義

①太陽能資源分布情況：通過研究發(fā)現(xiàn)，從全球角度上來講，全年總輻射量或者日照總時(shí)數(shù)最大的是中國(guó)西藏、非洲、澳大利亞等地區(qū)。我國(guó)有著十分豐富的太陽能資源，每年路堤可以接收到1.9×1 016 kWh的太陽輻射總量。

②太陽能資源開發(fā)意義：太陽能資源是本世紀(jì)最有前途的可再生綠色能源，我國(guó)最近能源供應(yīng)日趨嚴(yán)峻，電源缺口在不斷的加大，那么就需要將可再生能源給充分利用起來，雖然小水電以及風(fēng)電已經(jīng)達(dá)到了商業(yè)化水平，但是因?yàn)樗鼈冎挥蟹浅Ｓ邢薜馁Y源量和地理分布，將其全部開發(fā)過來，未來需求也無法滿足，因此，就需要重視太陽能光伏發(fā)電。

2 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

通常情況下，光伏發(fā)電可以分為兩種方式，首先是借助于蓄電池來儲(chǔ)存能量，也就是我們通常稱呼的太陽能光伏獨(dú)立系統(tǒng)，蓄電池有著十分有限的存儲(chǔ)容量，需要較高的工程造價(jià)成本。太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)則是另外一種利用方式，可以將電網(wǎng)作為一個(gè)春呢個(gè)系統(tǒng)，向電網(wǎng)中的其他負(fù)載發(fā)送太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電力輸送，如果需要用電，就可以將電網(wǎng)中的電能給取出來，這樣蓄電池的作用就給電網(wǎng)給發(fā)揮出來。如果是直流負(fù)載，如通訊設(shè)備電源系統(tǒng)等，那么太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)就可以將直流交流逆變器以及交流配電設(shè)備給節(jié)約出來，有著較為簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，那么就不需要花費(fèi)較高的工程造價(jià)成本。如果可以并聯(lián)運(yùn)行太陽能發(fā)電系統(tǒng)和交流電網(wǎng)，那么蓄電池部分也可以從太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中省去，這樣就合并了太陽能控制器和直流交流逆變器，在較大程度上簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，節(jié)省了發(fā)電系統(tǒng)的投資成本，同時(shí)，也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的影響。因此，在今后光伏發(fā)電系統(tǒng)中，主要形式就是太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。

3 案例分析

①案例概況：甘肅酒泉某地區(qū)一污水處理廠占地面積為6.5 km2，到了2015年，規(guī)模將達(dá)到每天7.6萬 m3，到2020年，規(guī)模將達(dá)到每天12萬 m3。將改良A/A/O工藝作為主要的污水處理工藝，并且輔助采取了混凝和過濾技術(shù)。處理過污水之后，向廠附近河流排出去。濃縮脫水過污泥之后，進(jìn)行電廠焚燒或者填埋，而電廠冷卻主要采用的是回用水。

②污水處理廠能源消耗情況：將10 kV電源作為污水處理廠僅限電源，工作電源則是從附近供電部門110 kV變電站引入，從廠區(qū)附近公用線路中取來備用電源，這樣就可以有備用和工作電源。將單母線分段的接線方式應(yīng)用到10 kV及0.4 kV系統(tǒng)中。廠區(qū)采用的配電是10 kV和380/220 kV，將三相四線制中心點(diǎn)直接接地系統(tǒng)應(yīng)用到變電室低壓380 V中。

③分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電的設(shè)計(jì)思路和系統(tǒng)構(gòu)成：結(jié)合具體情況，我們將就近集中并網(wǎng)方案應(yīng)用到分塊發(fā)電中，在廠區(qū)樓宇0.4 kV低壓配電柜中接入并網(wǎng)發(fā)電。另外，應(yīng)用了單晶硅太陽能電池，太陽能發(fā)電的過程中，獲得了較快的發(fā)展。不斷改進(jìn)太陽能電池制造技術(shù)，增加了產(chǎn)量，應(yīng)用范圍也越來越大。太陽能家用電源以及光電水泵等已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到無電地區(qū)的農(nóng)村，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益較好。如今，出現(xiàn)了越來越多的中小型太陽能光伏電站，柴油發(fā)電機(jī)正在被取代。在很多地區(qū)也開始推廣應(yīng)用并網(wǎng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。各國(guó)逐漸實(shí)施了屋頂計(jì)劃，需求越來越多的光伏組件，那么就會(huì)進(jìn)一步降低它的價(jià)格。因?yàn)橄噍^于其他電池，單晶硅電池有著較高的轉(zhuǎn)換效率，那么就可以降低其他成本。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)采用的是固定式安裝方式，包括諸多方面的內(nèi)容，除了基本的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，如防水接線盒、單晶硅光伏組件、光伏組件的安裝支架、光伏陣列防雷匯流箱、直流防雷配電柜等，還需要有防雷接地裝置以及連接電纜等等。

④項(xiàng)目的節(jié)電效益和社會(huì)效益：本項(xiàng)目將單晶硅太陽能光伏用戶側(cè)并網(wǎng)電站給應(yīng)用了過來，因?yàn)楣夥l(fā)電時(shí)間吻合于電價(jià)峰值時(shí)段，0.9元為工業(yè)用電峰值電價(jià)，如果從電網(wǎng)采購(gòu)這些年發(fā)電量，就相當(dāng)于可以節(jié)約38萬元之多的電費(fèi)。經(jīng)過相關(guān)計(jì)算我們可以發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目實(shí)施后8年之內(nèi)，就可以將投資成本給收回來。面向南方15 ？觷進(jìn)行安裝，本電站有1 750 h的全年有效日照時(shí)間，對(duì)電站損耗進(jìn)行考慮，那么經(jīng)過折合，有著1 400 t的滿功率運(yùn)行時(shí)間，有著80%的電站整體轉(zhuǎn)換效率。經(jīng)過計(jì)算，全年發(fā)電量可以達(dá)到43萬 kWh。在能源節(jié)約方面，在發(fā)電過程中，利用的是可持續(xù)再生的太陽能資源，與國(guó)家的相關(guān)要求所符合。建設(shè)完本太陽能電站之后，每年可以進(jìn)行43萬 kWh的發(fā)電。如果每度電能需要消耗335 g標(biāo)煤，那么每年就可以節(jié)省出來150 t煤炭資源。每燃燒1 t標(biāo)煤，需要排放2.6 t的二氧化碳，那么就可以減少排放365.2 t的二氧化碳；每燃燒1t標(biāo)煤，需要排放24 kg的SO2，我們用7 kg來計(jì)算氮氧化物，那么就可以減少2.35 t的SO2排放，減少0.99 t的氮氧化物。此外，粉塵和煙塵的排放也可以得到較大程度的減少。每燃燒一噸標(biāo)煤，需要排放260 kg煤渣，那么就可以減少35 t的煤渣排放。

4 結(jié) 語

通過上文的分析我們可以得知，分布式發(fā)電具有較大的發(fā)展前景，獨(dú)立運(yùn)行以及與配電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行都是可以的。如果可以與配電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，那么本身電力需求既可以得到滿足，又可以向電網(wǎng)輸送多余電力。分布式電源有著較為廣泛的分布和較小的容量，并且有著較強(qiáng)的間歇性。配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和安全穩(wěn)定運(yùn)行會(huì)受到分布式發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行隨機(jī)性的影響。在以后的設(shè)計(jì)研究中，需要加大研究力度，進(jìn)行不斷的試驗(yàn)，進(jìn)行示范工程的建設(shè)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷的提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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