光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)思考

蔣文榮 陶勇 邱文淵

摘 要：在電能生產(chǎn)中，為節(jié)約不可再生能源，國(guó)家加強(qiáng)了新能源的開(kāi)發(fā)，并大力推動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用。光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要是利用太陽(yáng)能電池直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)具有投資少、耗能小、運(yùn)行靈活等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被接入10kV配電網(wǎng)中，為我國(guó)電力行業(yè)帶來(lái)較大效益。文章簡(jiǎn)單介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本概念與優(yōu)勢(shì)，并對(duì)其接入10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)技術(shù)展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)；優(yōu)勢(shì)；10kV配電網(wǎng)；運(yùn)行技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）12-0198-01

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來(lái)越快，社會(huì)對(duì)電能應(yīng)用逐漸增多，同樣，電能消耗越來(lái)越高。基于此，國(guó)家逐漸重視能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)逐漸接入10kV配電網(wǎng)中，新能源得到有效利用[1]。光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種電力電子技術(shù)、蓄電池技術(shù)、電力工程技術(shù)等為一體的綜合性技術(shù)，將其引入配電網(wǎng)中，并網(wǎng)運(yùn)行，能夠有效降低電能生產(chǎn)投資、減小能源消耗、提高系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性，因此，推動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，已經(jīng)成為當(dāng)前新能源領(lǐng)域開(kāi)發(fā)中的研究重點(diǎn)。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的概念

新形勢(shì)下，能源的短缺與環(huán)境的污染，嚴(yán)重影響了社會(huì)發(fā)展，國(guó)家越發(fā)重視新型清潔能源的開(kāi)發(fā)與利用。在該種大背景下，國(guó)家確定了太陽(yáng)能等可再生能源未來(lái)發(fā)展方向。光伏發(fā)電系統(tǒng)逐漸應(yīng)用至各個(gè)方面，極大提高了電能供應(yīng)的可靠[2]。光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要由太陽(yáng)能電池、蓄電池、控制器、逆變器等構(gòu)成，是一種利用太陽(yáng)能電池，直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、環(huán)保性，不僅能獨(dú)立發(fā)電，還能并網(wǎng)運(yùn)行，受到各個(gè)國(guó)家重視，前景廣闊。

2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

與我國(guó)現(xiàn)在應(yīng)用的主要發(fā)電方式相比，光伏發(fā)電系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：由維修保養(yǎng)方面來(lái)看，光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，維修便利，提高了配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性[3]。由環(huán)保方面來(lái)看，光伏發(fā)電系統(tǒng)依靠太陽(yáng)能發(fā)電，在發(fā)電過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生二次垃圾，并且，與傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)相比，光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行無(wú)聲，不會(huì)產(chǎn)生噪聲污染，為工作人員提供了安靜的工作環(huán)境。由穩(wěn)定方面來(lái)看，傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電與太陽(yáng)能發(fā)電都存在較大不穩(wěn)定性，而光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，使太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化過(guò)程具有較好的靜態(tài)穩(wěn)定性，提高了電能質(zhì)量。由供電可靠性來(lái)看，光伏發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立于電網(wǎng)之外，若電網(wǎng)發(fā)生故障，光伏系統(tǒng)可對(duì)重要用戶提供不間斷的電力保障，降低了大面積提電帶來(lái)的后果，滿足了用戶對(duì)電能可靠性的需求。另外，光伏發(fā)電系統(tǒng)較為適合區(qū)域發(fā)展，適合為偏遠(yuǎn)農(nóng)村、社區(qū)等居民提供電能，保障敏感用戶正常用電，當(dāng)前，廣發(fā)發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)逐漸接入10kV配電網(wǎng)中，向社區(qū)、農(nóng)村提供電能，區(qū)域用電可靠性明顯提高。

3 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)成

現(xiàn)階段，我國(guó)逐漸將發(fā)展目光放在光伏發(fā)電系統(tǒng)引入10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)技術(shù)中，并將其作為研究重點(diǎn)。對(duì)此，為提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的功能，應(yīng)首先保障相關(guān)設(shè)備質(zhì)量與性能完好，主要集中在以下幾方面：

（1）太陽(yáng)能光伏電池組件。該組件是一種半導(dǎo)體，在選擇光伏電池組件時(shí)，應(yīng)根據(jù)綜合性能選擇，以此保障光伏發(fā)電系統(tǒng)的流暢運(yùn)行。常用光伏電池組件為結(jié)晶硅組件，當(dāng)太陽(yáng)光照射在光伏組件上時(shí)，結(jié)晶硅上會(huì)生成大面積PN結(jié)，形成光生電壓，將太陽(yáng)能和轉(zhuǎn)化為電能，是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵。（2）光伏陣列匯流箱PVS。減少光伏組件與逆變器間的連線數(shù)量，便利光伏發(fā)電系統(tǒng)維護(hù)，提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，當(dāng)前，該組件已經(jīng)成為決定光伏發(fā)電系統(tǒng)是否正常運(yùn)行、是否發(fā)揮功能的重要組件，因此，保障其的質(zhì)量與作用發(fā)揮非常重要。（3）保障逆變器的質(zhì)量與安全。在發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行中，光伏電池組件吸收太陽(yáng)光，并將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為直流電，此時(shí)，需要逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，才能真正供給電網(wǎng)，保障電能質(zhì)量與可靠性。因此，應(yīng)保障逆變器的型號(hào)適當(dāng)，質(zhì)量較高，在逆變器運(yùn)行中，應(yīng)定期檢查，保障逆變器發(fā)揮最高效用，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)中運(yùn)行的可靠性。（4）配電設(shè)備與安全裝置。在光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)時(shí)，配電設(shè)備是必不可少的構(gòu)成部分，其中包含有對(duì)于交流直配電柜、母線、控制設(shè)備、分布電能設(shè)備等，保障配電設(shè)備的安全性，設(shè)置高效的防雷、接地設(shè)備，保障發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后正常運(yùn)行。

4 光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)技術(shù)

在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)時(shí)，嚴(yán)格遵守新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求等，保障光伏發(fā)電系統(tǒng)騙過(guò)你的安全性、可靠性，推動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)高質(zhì)量運(yùn)行。

4.1 接入10kV配電網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

光伏發(fā)電系統(tǒng)介入10kV配電網(wǎng)運(yùn)行后，再沿用傳統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無(wú)法保障其安全、可靠運(yùn)行，對(duì)此，為提高配電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，降低故障發(fā)生，保障居民日常正常用電，推動(dòng)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，應(yīng)依照新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。由我國(guó)現(xiàn)有的電力方面技術(shù)指標(biāo)來(lái)看，在光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)之后，應(yīng)貫徹以下標(biāo)準(zhǔn)：《戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》（計(jì)劃號(hào)2017008-CPIA）和《戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)電氣安全設(shè)計(jì)技術(shù)要求》（計(jì)劃號(hào)2017009-CPIA）、Q/GDW 1480-2015《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》等。

4.2 接入10kV配電網(wǎng)的技術(shù)要求

在我國(guó)電力運(yùn)行中，10kV配電網(wǎng)是應(yīng)用最為廣泛的配電網(wǎng)，加強(qiáng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入，對(duì)我國(guó)電力發(fā)展甚至經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有較高意義。因此，落實(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)，保障技術(shù)應(yīng)用的準(zhǔn)確性，非常重要。具體來(lái)講，在系統(tǒng)接入配電網(wǎng)過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)：首先，在發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)時(shí)，分布式光伏應(yīng)以單點(diǎn)式接入，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。其次，在分布式光伏接入低壓分配電臺(tái)區(qū)時(shí)，避免與其他臺(tái)區(qū)建立低壓聯(lián)絡(luò)。最后，在光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)范，貼合當(dāng)?shù)貙?shí)際，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)的可行性。

4.3 接入10kV配電網(wǎng)的技術(shù)方案

在電網(wǎng)運(yùn)行中，配電技術(shù)與光伏發(fā)電系統(tǒng)之間有關(guān)系密切，因此，在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)中時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際情況為依據(jù)，分布式光伏系統(tǒng)單點(diǎn)接入。并且，在實(shí)際接入時(shí)，需要設(shè)定多元化技術(shù)方案，以便滿足不同地區(qū)的配電要求。觀看我國(guó)現(xiàn)階段電力發(fā)展，在系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)的技術(shù)中，可采用以下幾種方案：方案一，光伏發(fā)電系統(tǒng)可直接通過(guò)專線接入10kV配電網(wǎng)中，在共用變電站中分配出一個(gè)專用斷路器，將光伏系統(tǒng)與斷路器連接，當(dāng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，配電開(kāi)關(guān)、并網(wǎng)點(diǎn)斷路器都處于閉合狀態(tài)，光伏發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)的電能直接傳輸至公用電網(wǎng)。公用配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)電能直接通過(guò)配電線路傳輸至用電用戶，提高用電可靠性。方案二，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)先接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)專線，后接入10kV配電網(wǎng)中，光伏發(fā)電系統(tǒng)歸屬用戶站，非并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，用戶站與其他性質(zhì)電力用戶都依靠公用電網(wǎng)用電，光伏發(fā)電系統(tǒng)滿足用戶自用電后，還可將電能輸送至公用電網(wǎng)，有效節(jié)約其他能源。

5 結(jié)語(yǔ)

縱觀電能在我國(guó)發(fā)現(xiàn)形式，可以看出，光伏發(fā)電系統(tǒng)作為新型供電方式，必然具有極大的競(jìng)爭(zhēng)力，在電網(wǎng)系統(tǒng)中占有重要地位，推動(dòng)智能電網(wǎng)的發(fā)展。對(duì)此，文章簡(jiǎn)單敘述了光伏發(fā)電系統(tǒng)的概念以及其存在的優(yōu)勢(shì)，敘述了并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)成，在光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)過(guò)程中，文章敘述了接入10kV配電網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求，并簡(jiǎn)單介紹了幾個(gè)技術(shù)方案，以期推動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在我國(guó)配電網(wǎng)中的應(yīng)用，使太陽(yáng)能發(fā)電走進(jìn)千家萬(wàn)戶，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王軍，郭峰，黃國(guó)強(qiáng).光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)技術(shù)探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，（18）：245.

[2]胡志恒，肖昆，魏然，等.分布式光伏電站接入10kV配電網(wǎng)工程方案分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，（36）：245.

[3]孫換春.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，（5）：245.