光伏發(fā)電接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析

馮平勇

摘 要：在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，能源所占的比重較大，且對我國國家戰(zhàn)略具有舉足輕重的地位。我國目前的能源消耗量在世界上所占比重較大，在能源的供給上存在戰(zhàn)略危機(jī)。因此，光伏發(fā)電對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和戰(zhàn)略具有重大的作用，對我國國民經(jīng)濟(jì)和能源戰(zhàn)略的可持續(xù)發(fā)展幫助較大。光伏發(fā)電在未來具有廣闊的發(fā)展前景。本文試對光伏發(fā)電的相關(guān)技術(shù)性問題做一拋磚引玉的探討，主要對光伏的發(fā)電方面的接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)做以闡述。

關(guān)鍵詞：光伏；接入系統(tǒng)；發(fā)電；設(shè)計(jì)

中圖分類號：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

通過對光伏發(fā)電接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究，能有效解決目前分布式光伏發(fā)電建設(shè)等方面的一些問題和疑難技術(shù)，同時(shí)又可以對我國的可再生能源的開發(fā)做出貢獻(xiàn)，對我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有巨大作用，能夠?yàn)樯鐣峁┹^為安全、合格的且優(yōu)質(zhì)、環(huán)保的電力，為社會的穩(wěn)定和發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

1 光伏發(fā)電作用

光伏發(fā)電能有效地改善能源的結(jié)構(gòu)，使我國電力發(fā)電具有多種多樣，從而為國家的戰(zhàn)略調(diào)整和戰(zhàn)略構(gòu)成做出貢獻(xiàn)。光伏發(fā)電在改變能源結(jié)構(gòu)方面是指利用太陽能的發(fā)電技術(shù)，促進(jìn)可再生資源，同時(shí)對水電能源的優(yōu)化，以及對電能源的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，光伏發(fā)電在自然資源的大環(huán)境中沒有污染，而且對環(huán)境具有保護(hù)作用。

光伏發(fā)電對電網(wǎng)的供電量的提高和穩(wěn)定具有重要作用，同時(shí)，又滿足了用電量的超負(fù)荷情況。根據(jù)我國相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國國民經(jīng)濟(jì)的用電量非常大，用電超負(fù)荷情況較為嚴(yán)重，特別是在用電的高峰時(shí)段，用電過度緊張，產(chǎn)生許多問題，在用電的豐季、枯季都出現(xiàn)缺電現(xiàn)象。要努力建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目，在一定程度可減緩系統(tǒng)主網(wǎng)發(fā)電的壓力局面，且對電網(wǎng)的網(wǎng)架也有一定程度的增強(qiáng)，光伏發(fā)電對電網(wǎng)的供電的可靠性具有一定程度的提高作用。

光伏發(fā)電對我國的可持續(xù)能源的開發(fā)作用。光伏發(fā)電有一個(gè)非常突出特點(diǎn)，即無污染和環(huán)保清潔，光伏發(fā)電在促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高居民生活水平的同時(shí)，對環(huán)境的保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)有一定的影響。在目前的全球性資源緊張情況下，能源消耗較為浪費(fèi)、世界氣候回暖等情況嚴(yán)重危害著人類的生活，對世界經(jīng)濟(jì)帶來較為嚴(yán)重的依賴性。光伏發(fā)電可以一定程度緩解經(jīng)濟(jì)的壓力并促進(jìn)環(huán)境的改善。目前很多國家都在尋找可替代性能源，并使之成為本國的能源戰(zhàn)略，謀求在世界經(jīng)濟(jì)中的發(fā)展，在可持續(xù)能源的開發(fā)和利用上占據(jù)先機(jī)。我國也在加進(jìn)新能源的開發(fā)和利用，對光伏的發(fā)電站建設(shè)投入較大，穿透的燃煤電廠可被光伏電站取代，以便減少環(huán)境污染。如對廢氣和廢渣、廢水等的排放，形成較大的環(huán)境污染，通過使用光伏發(fā)電，每年可減少大量煤炭資源，且可以減少因燃煤引起的大量環(huán)境污染，為生態(tài)環(huán)境的宜居做出巨大貢獻(xiàn)。

2 接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

目前我國大部分地區(qū)采用的分布式的光伏發(fā)電接入系統(tǒng)，其光伏發(fā)電接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在滿足一定條件，即分布式光伏發(fā)電和電網(wǎng)之間的相互適應(yīng)的要求，然后遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)原則。選擇設(shè)計(jì)方案時(shí)，不僅要有普遍性和可擴(kuò)展性，還要具有經(jīng)濟(jì)效益。在光伏發(fā)電的接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還要在覆蓋面上較為寬泛，不能過于太多。

光伏發(fā)電接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則主要是系統(tǒng)要安全可靠，光伏發(fā)電技術(shù)要先進(jìn)、投資要合理、要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、高效運(yùn)行等。特別是設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目接入的規(guī)范化運(yùn)作，對于設(shè)備的招標(biāo)和光伏的發(fā)電項(xiàng)目接入系統(tǒng)的建設(shè)和系統(tǒng)的后期的運(yùn)營及成本等要求創(chuàng)造良好的發(fā)展條件。在可靠性能上的設(shè)計(jì)要求要做到設(shè)備與系統(tǒng)必須安全、可靠穩(wěn)定。經(jīng)濟(jì)方面要求必須照顧各方利益，實(shí)現(xiàn)利益共同發(fā)展，在合作上共贏。在先進(jìn)性方面，要選擇合理科學(xué)的設(shè)備，提高各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，對關(guān)鍵技術(shù)要努力追趕國內(nèi)外同行，使之達(dá)到先進(jìn)水準(zhǔn)。還要在適應(yīng)性上多方面地考慮各地區(qū)的不同實(shí)際情況，綜合各地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模和條件，對不同的地域、不同的發(fā)展形式和不同的規(guī)模狀態(tài)都能夠適應(yīng)。

3 光伏發(fā)電接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析

如某市某光電有限公司主要經(jīng)營方向是太陽能的光伏系統(tǒng)工程和相關(guān)的電池片及其研發(fā)、生產(chǎn)和銷售等一整套完整服務(wù)。該公司2012年投資建廠，當(dāng)年12月開始運(yùn)營，廠區(qū)中C區(qū)建有10kV的環(huán)網(wǎng)柜。本企業(yè)計(jì)劃在廠房屋頂安裝7621塊237W/塊太陽能電池組件，且每30塊組件組成一串，每15串或17串接入一個(gè)匯流箱，每15個(gè)匯流箱分別接入4臺直流柜，在經(jīng)過4臺陽光電源生產(chǎn)的600kW逆變器逆變?yōu)榻涣?30V，經(jīng)2臺1500kVA的雙分裂變壓器和2臺1000kVA的雙繞組變壓器升壓到20kV，接入B區(qū)的工程建設(shè)的配電房的20kV母線。主要采用用戶側(cè)并網(wǎng)方式，總裝機(jī)容量為2500kW。該計(jì)劃預(yù)計(jì)在2014年1月實(shí)施運(yùn)行。

在此工程建設(shè)中，主要利用廠房的屋頂建設(shè)光伏發(fā)電的相關(guān)項(xiàng)目，在預(yù)計(jì)建成后，可對本公司廠區(qū)提供發(fā)電。太陽能的發(fā)電可以有效利用其綠色、環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的能源，既對生態(tài)的環(huán)境有促進(jìn)作用，又能節(jié)約企業(yè)的經(jīng)營成本。對于該方案中的接入系統(tǒng)，主要提出兩個(gè)方案。其一方案負(fù)荷開關(guān)作為電網(wǎng)的接入點(diǎn)，不斷開短路的電流。第二方案為開關(guān)站較方案一多設(shè)20kV“M”接點(diǎn)。在綜合比較方案一、二中，可發(fā)現(xiàn)方案二作為工程接入系統(tǒng)的方案較為更優(yōu)。其方案二在接入系統(tǒng)中雖比方案一多設(shè)以間隔，但其成效是非常巨大的，較為實(shí)施便利、運(yùn)行和管理系統(tǒng)較為便利，且符合國家相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求等優(yōu)點(diǎn)。

結(jié)語

在對光伏發(fā)電接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探析后，可發(fā)現(xiàn)光伏接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較為有利的條件，可縮減并網(wǎng)的時(shí)間，提高光伏發(fā)電效益和企業(yè)的發(fā)電效率。在對光伏并網(wǎng)的規(guī)范問題上，對相關(guān)的并網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備等統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、保障光伏入網(wǎng)的安全。

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