基于500kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究

摘 要：隨著全球能源危機(jī)和節(jié)能減排戰(zhàn)略的推進(jìn)，發(fā)展太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生的清潔能源已成為社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。光伏發(fā)電系統(tǒng)憑借環(huán)保、低噪聲、適用范圍廣等恃點(diǎn)而備受青睞，而分布式光伏發(fā)電以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，己成為新能源應(yīng)巧的主要方式，國(guó)家也在積極施行推進(jìn)分布式發(fā)展的政策。

關(guān)鍵詞：500kW；光伏；并網(wǎng)；發(fā)電

1 500kW并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)概述

500kW光伏發(fā)電系統(tǒng)連接到電力系統(tǒng)的電網(wǎng)中，成為電力系統(tǒng)的一部分，可為電力系統(tǒng)提供有功和無(wú)功電能，要實(shí)現(xiàn)光伏電池能量向電網(wǎng)的傳輸，涉及到MPPT、DC-AC逆變、濾波等功能，這些功能需要使用合理的電路完成。光伏組件輸出電壓范圍寬，一般需要對(duì)輸入電壓進(jìn)行升降壓處理，以滿足并網(wǎng)輸出的需求。下面文章就對(duì)當(dāng)前500kW光伏并網(wǎng)發(fā)電的結(jié)構(gòu)與發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

1.1 500kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

工頻變壓器隔離結(jié)構(gòu)是一種比較常見(jiàn)的電路結(jié)構(gòu)，該電路直接由橋式電路完成高頻調(diào)制，高頻信號(hào)通過(guò)低通濾波后得到50Hz正弦并網(wǎng)電流信號(hào)，輸出用工頻變壓器進(jìn)行隔離和變壓。這種電路拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，隔離度好；但本身也存在一定缺點(diǎn)，即輸出變壓器的存在使系統(tǒng)的體積和重量大，效率也由于受到變壓器工藝的影響而不可能太高等問(wèn)題。

1.2 500kW光伏并網(wǎng)發(fā)電現(xiàn)狀

光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在，主要有兩大類(lèi)應(yīng)用形式：光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安裝規(guī)模大小還可以分為集中式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。

光伏離網(wǎng)系統(tǒng)是人們最早使用的光伏發(fā)電系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)用于通信、水泵、路燈及導(dǎo)航等設(shè)備，以及為一些遠(yuǎn)離電網(wǎng)的用戶提供一些簡(jiǎn)單的家庭用電。

集中式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)主要指大型光伏并網(wǎng)電站，作為大電源直接向高壓輸電系統(tǒng)供給遠(yuǎn)距離負(fù)荷。集中式光伏系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要包括：選址靈活，可以增加光伏系統(tǒng)輸出功率的穩(wěn)定性；運(yùn)行方式較為靈活，可以進(jìn)行無(wú)功和電壓控制，參與電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)等；建設(shè)周期短，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，同時(shí)運(yùn)行成本低，便于集中管理。但是由于需要依賴(lài)長(zhǎng)距離輸電線路送電入網(wǎng)，以及光伏發(fā)電自身的不穩(wěn)定性，輸電線路損耗、電壓跌落、無(wú)功補(bǔ)償?shù)葐?wèn)題仍無(wú)法從根本上解決。

分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)主要以靠近用戶、即發(fā)即用的模式工作，通常實(shí)施在城市屋頂、道路街道兩旁和大型建筑等方面。由于系統(tǒng)處于用戶側(cè)，光伏發(fā)電可直接供給當(dāng)?shù)刎?fù)載，減少線路損耗。同時(shí)可以與智能電網(wǎng)和微電網(wǎng)有效結(jié)合，運(yùn)行靈活，適當(dāng)條件下可以脫離電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行。

目前，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)占據(jù)了全球光伏市場(chǎng)的絕大部分份額，并得到了各國(guó)政府的大力扶持，正以迅猛的速度發(fā)展。所以我們應(yīng)該認(rèn)真研究光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，做好相關(guān)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。

2 500kW光伏并網(wǎng)發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

500kW光伏并網(wǎng)發(fā)電的原則是“就近發(fā)電、就近轉(zhuǎn)換、就近并網(wǎng)、就近使用”，這16個(gè)字能夠體現(xiàn)出光伏并網(wǎng)發(fā)電提高發(fā)電效率的理念，同樣的，如果做到上述的要求，還能夠解決電力在運(yùn)輸過(guò)程中的消耗問(wèn)題，那么下面就詳細(xì)討論一下500kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

2.1 并網(wǎng)容易

現(xiàn)在一直困擾光伏發(fā)電發(fā)展的一個(gè)難題就是并網(wǎng)難的問(wèn)題。在我國(guó)，光照充足且適合建大型光伏電站的地方往往是偏遠(yuǎn)地區(qū)，電站的建設(shè)和并網(wǎng)難度都較大，即使有些大型電站能建成運(yùn)行，也會(huì)因?yàn)椴荒懿⒕W(wǎng)使其發(fā)出的電成為“棄電”、“廢電”。分布式光伏發(fā)電一般是建在城市中，以家庭住宅、企事業(yè)單位為依巧，只需要對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)管理稍加改造就能使其并網(wǎng)，同時(shí)還能解決用戶自身的用電問(wèn)題。

2.2 硬件設(shè)備要求低

500kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，分布式發(fā)電是當(dāng)前比較運(yùn)用廣泛的，在這種模式下，其中的發(fā)電系統(tǒng)是互相獨(dú)立的，并且屬于小型設(shè)備，這樣下來(lái)對(duì)于設(shè)備的要求就會(huì)降低，并且由于設(shè)備可以由用戶控制，也不會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模停電的問(wèn)題。

由于屬于分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，在特殊時(shí)期，尤其是用電高峰，還能夠調(diào)整性能，提供足夠的電力度過(guò)用電高峰期，當(dāng)出現(xiàn)意外事故災(zāi)害，也可以持續(xù)供電，成為集中供電方式的重要補(bǔ)充方式。

2.3 投資成本低

傳統(tǒng)的集中光伏電站由于地理位置的影響，在進(jìn)行基站建立過(guò)程中，需要進(jìn)行較高的財(cái)政投入，這使得很多發(fā)電項(xiàng)目前期的資金投入，所以很多投資者都放棄了這些項(xiàng)目。但是500kW分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電通過(guò)分布式的建立理念，使得前期的投資有比較明顯的減少，成本也隨之降低。

2.4 環(huán)保節(jié)能

光伏發(fā)電的原理是通過(guò)光伏效應(yīng)產(chǎn)生電能，發(fā)電過(guò)程中無(wú)污染、無(wú)噪音，有利于普及清潔能源知識(shí)和措施。在推進(jìn)分布式光伏發(fā)電過(guò)程中，能讓人們更好的關(guān)注環(huán)境，自覺(jué)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境。

3 500kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的效益評(píng)價(jià)

對(duì)比我國(guó)常規(guī)能源產(chǎn)業(yè)，500kW光伏并網(wǎng)發(fā)電具有自己獨(dú)特的特點(diǎn)，雖然規(guī)模不是特別大，但是分布廣泛，通過(guò)并網(wǎng)結(jié)構(gòu)的建立，一方面能夠調(diào)整我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，對(duì)于生態(tài)環(huán)境是一種比較好的保護(hù)；另一方面可以增加經(jīng)濟(jì)效益，所以在這方面的貢獻(xiàn)也不能忽視。

由于我國(guó)地域遼闊，西部地區(qū)的太陽(yáng)能輻射比較充足，所以是發(fā)展光伏并網(wǎng)發(fā)電的重要地區(qū)，但是西部地區(qū)也存在自身的問(wèn)題，由于地處偏僻地區(qū)，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展較內(nèi)陸以及沿海地區(qū)比較落后，那么國(guó)家就要加強(qiáng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的政府補(bǔ)貼，這樣既可以促進(jìn)光伏發(fā)電的發(fā)展，也能夠在一定程度上消除了貧困，減少了東西地區(qū)的經(jīng)濟(jì)差距。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于當(dāng)代能源危機(jī)與環(huán)境保護(hù)的重視，基于500kW等發(fā)電項(xiàng)目得到了發(fā)展，因此光伏項(xiàng)目的綜合效益評(píng)價(jià)不能背離我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展理論，同時(shí)要結(jié)合光伏發(fā)電項(xiàng)目的自身特點(diǎn)及其特定的功能要求與建設(shè)目標(biāo)，保證項(xiàng)目建設(shè)的科學(xué)性、合理性，經(jīng)濟(jì)性、和諧性。

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作者簡(jiǎn)介：陽(yáng)大兵（1988，9-），男，籍貫：江西省九江市，學(xué)歷：研究生，研究方向：光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究。