淺析新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用

馬蘭

[摘 要]工業(yè)產業(yè)化的不斷發(fā)展，地球上的化石能源可利用不斷縮減，面對這一趨勢，可再生能源的開發(fā)越來越重要。在所有的新能源中，作為可利用空間比較大的一種再生資源，太陽能以其低成本，高性能的特點深受眾多行業(yè)領域的青睞，如果我們能夠更加科學地對此進行開發(fā)利用，就能為日常生產、生活提供取之不竭，用之不盡的財富。筆者將在本文中對新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的具體使用進行論述，旨在為業(yè)內人士提供一定的參考依據。

[關鍵詞]新能源；光伏發(fā)電系統(tǒng)；應用

中圖分類號：TM615.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0371-01

一、新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本概述

（一）光伏發(fā)電的基本原理

所謂的新能源就是太陽能、生物能、水能、潮汐、風能、地熱、洋流等一系列的非常規(guī)能源。在這些能源中，太陽能具有巨大的開發(fā)潛能和利用空間，而且它具有清潔、綠色環(huán)保、安全、穩(wěn)定等一系列的特點。這種資源能夠以最低的生態(tài)環(huán)境代價絕對為我們的生產、生活帶來巨大的效益。本文研究的主要目標“光伏發(fā)電系統(tǒng)”其實就是能夠實現太陽能光電化轉變的一個體系，該體系的核心就是構成“太陽電池”的要素。當太陽電池受到太陽輻射的時候，電池板上的電子在光子的激發(fā)下出現移動，這些光子開始在太陽電池的表層移動，導致電池板上電子數量出現差異，而太陽電池板上下兩面之間是用導線聯(lián)合的，電子數量的不平衡最終引起電池板電流的生成。

（二）光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本內涵

根據是否與電網相連接的標準我們將光伏發(fā)電系統(tǒng)分成獨立系統(tǒng)與并網系統(tǒng)兩種。前者是指沒有接入電網的發(fā)電形式，該種系統(tǒng)必須要靠蓄電池提供的能量才能維持正常運轉。第二種系統(tǒng)發(fā)電則要與國家電網相連接。與第一種方式不同的是，它因為可以從電網系統(tǒng)中獲得能量量，所以不用配置專門的蓄電電池，減少蓄電池儲存能量和釋放能量的時間，能夠提高光伏系統(tǒng)整體的發(fā)電性能，節(jié)能減耗，節(jié)約成本[1]。

二、新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用

（一）應用項目概況

我國財政部門于2012年開展了第二批5MW金太陽光伏屋頂項目活動，該項目在中能華辰齊魯工業(yè)大學舉行。該項目準備要在校園建筑頂上安裝20000塊250W光伏組件，共5MW。項目在進行組件安裝的時候使用的是固定傾角與固定式平鋪相結合的方式，主要分布在輕工業(yè)學院的樓群頂上，被劃分成了5個片區(qū)。者5個片區(qū)的組件形成光伏矩陣集中到并網逆變設備中。設備功率經過交流分裂變壓器完成提壓工作，并于國網相連接。

（二）對主要設備的技術要求

（1） 逆變器。該設備是光伏并網體系的主要構成因素，同時更是關鍵的電流處理手段。本研究金太陽光伏屋頂項目活動中的光伏發(fā)電站逆變器具有以下特點：1）安裝并網點要簡單易行、具有封閉性、開斷點清晰可見、具有接地性能、電流開斷設備。2）要達到國家、行業(yè)的相關標準規(guī)范，具有低電壓封閉、檢有壓自動聯(lián)網作用（建議使用不超過20%UN、0.2秒閉鎖發(fā)電方式，以及85%UN自動聯(lián)網控制數值）。3）在專線完成分布式電源連接的時候，在專線線路的情況下，重合閘也可以不用出現。4）在自動重合閘與國網線路相連接的時候，要對重合時間進行審查。

（2） 交直流配電柜。防雷接電性能是該種電流柜必須具備的一項性能，作為光伏逆變設備與低壓交流配電設備的連接點，電流柜應該含有電壓、電流、電能等一系列的相關指示儀器；具有狀態(tài)指示儀器；斷路設備、電涌保護設備等一系列保護系統(tǒng)；同時它的隔離開關斷點要清晰可見[2]。

（三）并網運行的技術要求

南非于2015年11月3日舉辦了International Electric Commission，而且在相繼而來的太陽能光伏能源系統(tǒng)技術年會中，國網公司的研究人員帶領國網光伏項目研究小組成員共同編制了《并網光伏逆變器低電壓穿越測試規(guī)程》已經于2014年公布?！恫⒕W光伏逆變器低電壓穿越測試規(guī)程》對于電網的光伏逆變設備，低電壓穿越的檢測手段進行了公布。不同的地方可以根據當地對低電壓利用的技術標準，對光伏逆變器進行檢測。這項標準是國內相關領域在國際上發(fā)布的第一個標準，說明國內光伏連網檢測措施在全球相關領域內獲得了肯定，這一轉變?yōu)檫^IEC光伏連網的標準爭取了說話的機會，促進我國光伏領域的進一步拓展，為該項產業(yè)的發(fā)展提供關鍵的技術依靠。根據連接規(guī)范標準，在光伏系統(tǒng)設計中，必須充分考慮到繼電保護、安全自動設備，無功功率替換，防雷性能與接地性能，自動化調控，檢測系統(tǒng)等要素，以保證其具備連入電力系統(tǒng)的基本性能[3]。

（四）繼電保護要求

（1） 在對線網進行保護的過程中，要根據系統(tǒng)主要特征和電氣的主接線的需求來進行。（2）當被保護對象在空載、輕載、滿載等不同情況下的時候，容易出現各類金屬和非金屬線路問題，那么線路保護系統(tǒng)應該及時作出相應的回應。確保系統(tǒng)零故障、實現各類故障問題的自動轉換與消除、功率突然發(fā)生轉變，系統(tǒng)操作不能出現問題。（3）在線路出現振蕩癥狀的時候，線路保護系統(tǒng)能夠采取正確行動，當振蕩過程中出現并發(fā)性問題的時候，要確保該類故障的消除。（4）要將主保護系統(tǒng)的動作時間控制在20毫秒內，排除通道傳輸的間隔時間，將電流返回時間控制在30毫秒以內，要排除故障點到保護出口點的時間。（5）當手動合閘與故障線路相重合以后，保護系統(tǒng)可以在最短時間范圍內必須要完成三相跳閘。黨無故障線路與手動重合閘結合時，不能采取任何措施。（6）保護設備對電波應具有一定的過濾作用，要具備一定抗干擾，抗諧波功能。在體系投切變壓設備、靜止補償設備、電容裝備，避免一系列故障問題的產生。

（五） 本項目光伏發(fā)電的效益

從2013年10月1日到2015年12月31日其，按照《財政部國家稅務總局關于光伏發(fā)電增值稅政策的通知》（財稅〔2013〕66號）的相關條例規(guī)定，國家電網公司要根據發(fā)電戶電力產品銷售，將其中應納稅額的50%作為征收點。作為目前全球范圍內的頂尖技術，光伏發(fā)電系統(tǒng)不僅僅有利于緩解當下全球范圍內的能源危機，同時也能促進環(huán)保產業(yè)的發(fā)展，實現可持續(xù)發(fā)展的主要目標。本研究金太陽光伏屋頂項目活動中，預計25年內的總發(fā)電量約為17832.5萬/kW·h，按照0.5元/kW·h的電費標準來推算，每年可節(jié)約獎金386萬元的電費，整個系統(tǒng)在25年間可以為學校節(jié)約將近9625萬元的費用。和煤炭耗能量進行對比，通過該項目工程來解決用電問題，每年能夠可以節(jié)約將近2390t煤炭資源，各重要的是它的零環(huán)境代價對于生態(tài)環(huán)境所起的保護作用是不可估量的。

三、結語

綜上所述，太陽能資源作為一種用之不竭的可再生資源，在此基礎上發(fā)展起來的光伏發(fā)電工程繼承了該能源的清潔衛(wèi)生、綠色環(huán)保、高性價比等一系列特點，已經在廣大的電力客戶群體中得到了廣泛的應用與發(fā)展，所以將成為未來新能源發(fā)展的主要項目。不過就目前的整體應用情況來看，我們對于太陽能發(fā)電潛能的開發(fā)仍然處于初步發(fā)展階段，絕大部分潛能仍然沒有得到有效開發(fā)利用，所以我們要加大光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用研究力度。

參考文獻

[1] 龔賀.住宅小區(qū)屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用研究[J]. 浙江建筑，2015，09：51-55.

[2] 劉洋洋. 綠色生態(tài)住宅小區(qū)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用芻議[J]. 科技風，2011，03：225-226.

[3] 王勇，阮潔. 城鎮(zhèn)化建設中光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用[J]. 智能建筑電氣技術，2014，03：7-11.