光伏發(fā)電的發(fā)展及其對電網規(guī)劃的影響研究

董科研+姚佳

摘 要：為了保證光伏發(fā)電模式能優(yōu)良的發(fā)展，并能在和電網系統(tǒng)相融合之后進一步發(fā)揮出更好的質量，需要技術人員能掌握光伏發(fā)電技術的關鍵點，根據光伏項目的建設情況采取相應對策。本文就光伏發(fā)電的發(fā)展及其對電網規(guī)劃的影響進行了分析。

關鍵詞：光伏發(fā)電；電網；電力

由于在公社發(fā)展、經濟建設階段之中消耗了大量的能源，所以目前能源的枯竭情況變得更加嚴峻，同時為了能有效的應對好這一問題，目前出現(xiàn)了太陽能類型的發(fā)電方式，利用太陽能電池板將太陽能轉化為電能，這樣既有了穩(wěn)定的電能供應，同時還不需要消耗不可再生能源，由此光伏發(fā)電的模式也成為了未來能源領域發(fā)展的主要方向之一。

1 光伏類型太陽能發(fā)電的優(yōu)勢

我國領土面積較大，并且各個地區(qū)都有著充足的光照，這也為光伏模式的發(fā)電提供良好基礎，并且在實際的運用過程之中，光伏發(fā)電在以下的幾個方面有著極為突出的優(yōu)勢。首先，光伏類型的發(fā)電模式在產生電量的階段主要是將光能轉化為電能，而光能不僅是一種清潔能源，同時因為其來自于太陽的輻射，所以光能可謂是不會枯竭的能源，能保證人們長時間的使用，并促進社會獲得良好發(fā)展。其次，化石類型的能源在使用的過程之中往往會產生相應有害氣體污染環(huán)境，而光伏發(fā)電所產生的能源，無論是在其產生階段還是在其使用階段，都能保對環(huán)境沒有任何的污染，是一種清潔、沒有噪音，對環(huán)境友好的高質量能源。第三，在傳統(tǒng)類型能源使用的過程中，還需要相關人員解決運輸?shù)膯栴}，尤其是一些地形條件比較復雜、自然環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，其化石類型能源在運輸方面就存在較大的問題，對于人們的正常使用存在較大影響。而光伏類型的發(fā)電設備由于使用的是太陽光，所以也就成功的打破了地域條件能源利用的制約，這發(fā)電方式在無人區(qū)之中、地形復雜險峻的地區(qū)發(fā)揮了良好的作用。第四，光伏類型的發(fā)電設備也經歷了長時間的發(fā)展，發(fā)電技術也是在逐漸的發(fā)展、完善，和這種設備的最初階段相比，現(xiàn)階段的發(fā)電設備在發(fā)電總量、發(fā)電質量等面都有了較大幅度提升，能保證用戶使用到高質量的電能。第五，光伏類型的發(fā)電設備的設計以及生產制造技術已經逐漸成熟，大部分的組裝工作在生產企業(yè)之中就能完成，這也就使得在光伏項目的教案設建設階段簡化了施工難度，在保證光伏類型發(fā)電設備安裝、調試有良好質量的同時，還能有效的縮短項目的建設周期。

2 光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢

2.1 太陽能電池材料的發(fā)展

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器、負載等幾部分組成，太陽能電池陣列是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心。太陽能電池用半導體材料制成，在半導體上照射光后，由于半導體吸收光能會激發(fā)出電子和正電荷，從而半導體中有電流流過，稱為“光伏效應”。太陽能電池技術是太陽能發(fā)電技術的主要組成部分。太陽能電池主要有以下幾種類型：單晶硅電池、多晶硅電池和薄膜電池。單晶硅、多晶硅電池具有制造技術成熟、產品性能穩(wěn)定、使用壽命長、光電轉化效率相對較高的特點。薄膜電池具有弱光效應好，成本相對于硅類太陽能電池較低的優(yōu)點。隨著薄膜光伏電池技術不斷進步，薄膜光伏電池的市場份額將快速增長，相對而言未來薄膜電池有更大的發(fā)展空間和更好的發(fā)展前景。

2.2 光伏建筑一體化的發(fā)展

我國大量的建筑屋頂都是沒有充分的利用，針對太陽能比較豐富的地區(qū)應當大力興建與建筑相結合的并網光伏系統(tǒng)。在我國東部沿海發(fā)達地區(qū)，用電量大，對光伏發(fā)電市場需求較強。同時，目前我國光伏產業(yè)主要集中在東部省份。光伏產業(yè)對當?shù)亟洕陌l(fā)展也起著重要作用，在城市建設光伏建筑一體化集成光伏系統(tǒng)，對于城市的供電保障與能源節(jié)約都能起到很好的促進作用。

2.3 太陽能地面光伏發(fā)電站的發(fā)展

我國有廣闊的荒漠資源，主要分布在太陽能資源豐富的西北地區(qū)，其年總輻射約為每平方米2000千萬時。在我國新疆、甘肅、內蒙古以及陜北等地區(qū)可以大力建設裝機容量較大的太陽能地面光伏發(fā)電站，不但能解決這些偏遠地區(qū)長期無電的窘境，還能促進我國光伏產業(yè)的迅速發(fā)展。其中，徐州協(xié)鑫光伏電站就是典型的地面并網型光伏電站，其總裝機容量為20MW，該電站采用了多種跟蹤方式安裝光伏組件，并裝設有完善的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。該項目填補了我國大型地面光伏并網電站建設領域的多項技術空白，為我國電力事業(yè)的快速發(fā)展，優(yōu)化電源結構，促進節(jié)能減排。

3 光伏類型發(fā)電技術對于電網在規(guī)劃方面的影響

通過將光伏類型發(fā)電技術和供電網絡系統(tǒng)相融合，使得光伏發(fā)電系統(tǒng)之中原本用作儲能裝置的蓄電池設備被電網輸電網絡所取代，這樣也是免除了普通光伏類型發(fā)電設備在運行過程中，需要進行電能儲存以及釋放的過程，從而避免了在這個過程中出現(xiàn)的浪費情況，使得電能的利用更加充分，而光伏類型發(fā)電模式和電網系統(tǒng)融合是一個復雜的過程中，其相互之間的影響也是多方面。

3.1 對于供電電網在負荷方面的影響

在光伏類型發(fā)電設備使用的過程中，由于光伏設備主要是將太陽能轉化為電能，所以在實際的發(fā)電過程中也就不可避免的會受到光照強度方面的影響，在晴天的狀態(tài)下發(fā)電量會呈現(xiàn)出單峰的情況，發(fā)電量的最大值出現(xiàn)在中午光照最為強烈的時間，如果天氣多變則發(fā)電量曲線也會發(fā)生相應的變化，所以將光伏發(fā)電模式和供電網絡相互融合之后，就會對電網系統(tǒng)之中的電能負荷產生一定的影響。另外，受到地理位置方面東西部分偏差的影響、季節(jié)方面變動的影響都使得電網系統(tǒng)之中的負荷產生波動。

3.2 對電網系統(tǒng)調度自動化方面的影響

由于光伏類型發(fā)電設備接入到電網系統(tǒng)之中的項目發(fā)展時間較短，在目前的電力系統(tǒng)之中還不能有效的做到自動化的調度，這也就使得電網系統(tǒng)無法進行電網頻率方面、電網電壓方面的調整，不利于電網系統(tǒng)的控制以運行管理。

3.3 對電壓的影響

當光伏發(fā)電并網后，由于存在反向的潮流，光伏發(fā)電電流通過饋線阻抗產生的壓降將使負荷側電壓比變電站側高，這可能導致負荷側電壓越限。另外，光伏發(fā)電輸出電流的變化也會引起電壓波動，而同一區(qū)域的光伏發(fā)電的發(fā)電功率受光照變化的影響具有一致性，這將加劇電壓的波動，可能引起電壓/無功調節(jié)裝置的頻繁動作。

4 結束語

光伏并網發(fā)電促使電網運行向智能化模式轉變，加快新型電網調度平臺建設與發(fā)展，滿足了區(qū)域用電資源一體化生產需求，促進和推動了經濟的發(fā)展。為了適應電網運行作業(yè)要求，要借助計算機控制平臺構建新型調度方案，為光伏并網發(fā)電建立多元化運行模式。

參考文獻

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