云南村級(jí)光伏扶貧電站建設(shè)建議

楊剛 徐云江 楊警

摘 要：光伏發(fā)電是2015年國務(wù)院扶貧辦確定實(shí)施的“十大精準(zhǔn)扶貧工程”之一。從全國太陽年輻射總量的分布來看云南中部和西南部等廣大貧困地區(qū)的太陽輻射總量很大，適宜發(fā)展光伏發(fā)電項(xiàng)目。同時(shí)，這些地區(qū)因地處偏遠(yuǎn)、交通條件差、缺乏資源，找不到合適的產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目，難以打開全面實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的突破口。因此，村級(jí)光伏扶貧電站建設(shè)是推進(jìn)云南邊遠(yuǎn)貧困地區(qū)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的一個(gè)最佳途徑。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；電壓影響；電能損耗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.145

據(jù)國務(wù)院《村級(jí)光伏扶貧電站收益分配管理辦法》中相關(guān)規(guī)定對(duì)于村級(jí)光伏扶貧電站規(guī)模建議“單體規(guī)模300千瓦左右（具備就近接入條件的可放大至500千瓦）?！?而相關(guān)文件規(guī)定200kW—6000光伏項(xiàng)目以10（20）kV接入，6000kW以上光伏項(xiàng)目以35kV接入[1]?？梢?，村級(jí)光伏扶貧電站從建設(shè)規(guī)模上多從10kV電壓等級(jí)接入系統(tǒng)。而通過變壓器升壓到10 kV就地接入配電網(wǎng)，由于接入容量較大，對(duì)配電網(wǎng)的影響往往比較大[2]，本文著重討論此種情況下的村級(jí)光伏電站的建設(shè)建議。

1 村級(jí)光伏扶貧電站對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)的影響

1.1 對(duì)電壓的影響

云南貧困地區(qū)多處在配電線路末端，由于歷史原因，這些地區(qū)的電網(wǎng)線路和設(shè)備普遍偏老舊，存在臺(tái)區(qū)供電半徑大、線徑小等問題。隨著用戶對(duì)用電容量需求增高，特別在農(nóng)忙和節(jié)假日用電高峰時(shí)期，負(fù)荷過大，部分臺(tái)區(qū)表現(xiàn)出供電不足，出現(xiàn)過載和低電壓現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了居民生活。而村級(jí)光伏扶貧電站一般多近安裝于配電線路的末端。光伏電源接入末端負(fù)荷點(diǎn)處，相當(dāng)于在末端加了個(gè)電源，對(duì)末端電壓提升是較明顯的[3]。

1.2 對(duì)線路電能損耗的影響

因?yàn)楣夥娬窘尤胩嵘伺潆娋€路上的電壓，而當(dāng)負(fù)荷功率一定時(shí)，電壓升高就會(huì)減小負(fù)載電流，即流過供電線路上的電流會(huì)減小，因此線路損耗減小。但是，村級(jí)光伏扶貧電站要賣電賺錢，故多采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式，若并網(wǎng)后輸送距離較遠(yuǎn)也會(huì)增加線路損耗。

1.3 對(duì)保護(hù)的影響

線路末端位置接入 DG，這樣系統(tǒng)與 DG 之間的線路為雙端供電線路，其他線路仍然為單端供電線路[4]。下面將針對(duì)不同位置的故障分析 DG 接入對(duì)保護(hù)的影響。

（1）F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3 點(diǎn)發(fā)生短路故障。當(dāng) F1 點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù) 4，5 感受不到故障電流，不會(huì)受 DG 接入的影響。而對(duì)于保護(hù) 2，3 來說，其所流過的故障電流因 DG 的接入而變大，但是保護(hù) 1 流過的故障電流僅由系統(tǒng)提供，因此保護(hù) 1 不受影響。保護(hù) 2 、3會(huì)流過 DG 流向故障點(diǎn)的反向電流，當(dāng) DG容量足夠大時(shí)，保護(hù) 3 可能會(huì)誤動(dòng)。同理可分析F2，F(xiàn)3 點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)各保護(hù)的動(dòng)作情況。

（2）F4，F(xiàn)5 點(diǎn)發(fā)生短路故障。當(dāng)F4 點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，故障電流不會(huì)流過保護(hù) 5，因此保護(hù) 5 不會(huì)受到影響。而 DG 的接入使得流過保護(hù) 4 的故障電流增大，使保護(hù) 4 保護(hù)范圍擴(kuò)大，從而可能非選擇性動(dòng)作。保護(hù) 1，2，3 會(huì)流過由 DG 流入故障點(diǎn)的反向電流，當(dāng) DG 足夠大時(shí)會(huì)使保護(hù) 3 誤動(dòng)。同理可分析 F5 點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)各保護(hù)的動(dòng)作情況。

2 建設(shè)意見

村級(jí)光伏電站建設(shè)時(shí)需根據(jù)光伏電站的區(qū)域面積、太陽能資源特征、安裝條件、交通運(yùn)輸條件、地形條件，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀笳镜南嚓P(guān)資料等，同時(shí)考慮光伏電站的經(jīng)濟(jì)性、可行性，統(tǒng)籌規(guī)劃村級(jí)扶貧光伏發(fā)電項(xiàng)目，電力建設(shè)部分尤其注意以下幾點(diǎn)：

（1）靠近主干電網(wǎng)，以減少新增輸電線路的投資。

（2）考慮主干電網(wǎng)的線徑具有足夠的承載能力，在基本不改造的情況下有能力輸送光伏電站的電力。

（3）離用電負(fù)荷近，以減少輸電損失。

（4）對(duì)于經(jīng)常處于重載狀態(tài)的線路或經(jīng)常出現(xiàn)低電壓的臺(tái)區(qū)，可以優(yōu)先考慮光伏電源接入來提升供電線路或臺(tái)區(qū)的電壓質(zhì)量。

（5）村級(jí)扶貧光伏電站容量較小，則其對(duì)故障電流產(chǎn)生的影響不大；但若村級(jí)扶貧光伏電源的容量較大將造成原有繼電保護(hù)系統(tǒng)的斷路器與熔斷器不相匹配，引起繼電保護(hù)誤動(dòng)作。因此必須替換原有元件的保護(hù)裝置，而這需要的成本是相當(dāng)高的，所以，村級(jí)扶貧光伏電站的容量要綜合考慮。

參考文獻(xiàn)：

[1]云南電網(wǎng)公司計(jì)劃發(fā)展部.云南電網(wǎng)分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)細(xì)則[S].

[2]董雅俊.實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電用戶側(cè)并網(wǎng)需調(diào)整政策和創(chuàng)新機(jī)制[EB/OL].2011，09（07）.

[3]葉榮波，周昶，施濤，朱凌志.用戶側(cè)光伏發(fā)電并網(wǎng)的繼電保護(hù)分析[J].科技通報(bào).

[4]方永毅.分布式電源配電網(wǎng)繼電保護(hù)研究[D].華北電力大學(xué).

作者簡(jiǎn)介：楊剛（1976-），男，云南昆明人，本科，供電所所長(zhǎng)，研究方向：農(nóng)村用電管理。