可持續(xù)電網(wǎng)建設(shè)中光伏新能源的應(yīng)用及監(jiān)管研究

張政

摘要：隨著社會(huì)不斷發(fā)展，我國科學(xué)技術(shù)得到了不斷地創(chuàng)新，光伏新能源已經(jīng)成為了當(dāng)前的一個(gè)研究重點(diǎn)，目前提出的應(yīng)用理念為，保證建成的光伏發(fā)電能源系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)運(yùn)行和發(fā)展，從整體上保障電網(wǎng)功能?；诖耍疚囊怨夥履茉催\(yùn)行原理為切入點(diǎn)，重點(diǎn)分析實(shí)現(xiàn)光伏新能源可持續(xù)運(yùn)行和發(fā)展的措施，在此基礎(chǔ)上提出針對(duì)光伏新能源應(yīng)用和監(jiān)管的方法，讓光伏新能源能夠發(fā)揮應(yīng)有優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)電網(wǎng)建設(shè);光伏新能源;應(yīng)用;監(jiān)管

1概述

1.1光伏發(fā)電原理

在我國各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步提升，人們生活水平不斷提高的今天，我國在城市建設(shè)的過程中對(duì)電力的需求也在不斷增大，這使得電力單位所面臨的壓力也在持續(xù)加深。在此背景下，我國電力單位逐漸開始運(yùn)用新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)，其可以有效緩解我國的能源緊張問題。在對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的前期，首先必須要對(duì)光伏發(fā)電原理進(jìn)行了解。光伏發(fā)電的核心部件是太陽能光伏電池，其主要是由薄膜或單晶硅或多晶硅等材料制成，其工作原理與二極管較為相似，但不同的是在光伏發(fā)電太陽能電池中所起到推動(dòng)和影響P-N結(jié)空穴和電子運(yùn)動(dòng)的是太陽光子和光輻射熱，即光生伏特效應(yīng)。而光伏發(fā)電系統(tǒng)主要指的是由光伏電池、逆變控制器等核心部件等組成的系統(tǒng)，其包括了離網(wǎng)光伏、并網(wǎng)光伏發(fā)電兩個(gè)系統(tǒng)。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，由于離網(wǎng)光伏發(fā)電的操作較為簡(jiǎn)單，其適用范圍較廣，因此使用率較高一些。而并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)由于蓄電池體積較大，在太陽能電力不夠時(shí)需要通過電網(wǎng)購電才能夠保證后續(xù)的使用，發(fā)電成本較大，而且后續(xù)的維護(hù)工也作較為復(fù)雜，使得實(shí)際應(yīng)用程度較低。

1.2有關(guān)全新能源光伏發(fā)電技術(shù)特點(diǎn)研究

我們需要明確，新型能源光伏發(fā)電技術(shù)，其發(fā)電的形式主要依靠半導(dǎo)體材料，將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，而且整個(gè)發(fā)電過程中，不會(huì)利用到機(jī)械工具，對(duì)于燃料的需求也是沒有的，所以無污染、無噪音是它最明顯的特點(diǎn)，太陽能資源的儲(chǔ)量較大，可以說太陽能是利用不盡的，基于太陽能的光伏發(fā)電技術(shù)，所產(chǎn)生的電能必將呈現(xiàn)出可再生循環(huán)利用的特性，這樣可以有效緩解我國能源利用的緊張程度。另一方面，光伏發(fā)電技術(shù)可以將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，整個(gè)轉(zhuǎn)化過程極為簡(jiǎn)單，其中減少了多個(gè)步驟，這樣成本的花費(fèi)以及土地資源的利用，都能得到有效節(jié)省，最為重要的便是它避免了對(duì)環(huán)境造成直接污染。

2可持續(xù)電網(wǎng)建設(shè)中光伏新能源的應(yīng)用及監(jiān)管

2.1光伏新能源在電網(wǎng)建設(shè)中的可持續(xù)發(fā)展

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與提升，能源的消耗也在逐年漸增，這也就使得我國能源出現(xiàn)了匱乏，隨著時(shí)間的推移，我國經(jīng)濟(jì)在可持續(xù)發(fā)展的過程中也受到了一定的限制。這也就導(dǎo)致我國在能源供應(yīng)的方式上需要加速改革，而光伏新能源則需要加大其利用率的應(yīng)用，即通過借助電網(wǎng)分散面積廣的特點(diǎn)進(jìn)行最大利用率的應(yīng)用。實(shí)際生活中，每到炎熱的夏天，空調(diào)的大規(guī)模用電就是一個(gè)十分突出的難題，對(duì)于可持續(xù)電網(wǎng)而言。通過以太陽能光伏發(fā)電為主，在用電高峰期時(shí)其他再生能源發(fā)電為輔，最后以傳統(tǒng)火力發(fā)電為必要時(shí)的補(bǔ)給，通過這樣的安排和配合來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展建設(shè)。

2.2提高系統(tǒng)體量

我國當(dāng)前的光伏新能源整體上較為分散，甚至出現(xiàn)私人承包現(xiàn)象，在具體的應(yīng)用中，對(duì)相關(guān)技術(shù)的投入不足，降低了系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，雖然一些區(qū)域建成了光伏發(fā)電站分散接入電網(wǎng)的形式，但是控制方面的難度較高，并且一些配件在運(yùn)行中容易出現(xiàn)問題，降低了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。為解決這一問題，應(yīng)提高光伏新能源系統(tǒng)的體量，建成集中式的電網(wǎng)配套系統(tǒng)。另外在具體的應(yīng)用中，除了增加整體性的應(yīng)用結(jié)構(gòu)和應(yīng)用體量，也需要增大獨(dú)立發(fā)電站的體量，更改傳統(tǒng)的私人承包形式，對(duì)于已經(jīng)具有硬件基礎(chǔ)的發(fā)電站，可加入新型的控制技術(shù)和控制構(gòu)件，提高對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的控制精度，讓整個(gè)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，也具有更好的發(fā)展空間。

2.3在單體用戶中的應(yīng)用

要保證發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)營，相應(yīng)的光伏企業(yè)必須對(duì)新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用途徑進(jìn)行分析，根據(jù)不同地區(qū)的發(fā)展情況以及用電情況來加強(qiáng)新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用。一般情況下，太陽能資源可以適用于我國全方位地區(qū)，但小型的電源光伏發(fā)電技術(shù)則只適用于不利于光伏建設(shè)電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)。因而在實(shí)際的應(yīng)用過程中，相應(yīng)的工作人員必須立足于實(shí)際情況來進(jìn)行新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，在單體用戶中進(jìn)行應(yīng)用，即家庭用電中，電力資源在單體用戶的生活與工作中的作用毋庸置疑。而在實(shí)際的應(yīng)用過程中，主要是通過并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行電力供給，一般電力支持為5～9kW，通過新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，可以滿足社會(huì)群眾對(duì)電力的需求，從而保證其正常的生活與生產(chǎn)。

2.4考慮綜合環(huán)境

我國當(dāng)前的光伏發(fā)電站主要建設(shè)在西部地區(qū)，原因?yàn)檫@一區(qū)域的場(chǎng)地費(fèi)用較低，并響應(yīng)我國的“西電東輸”號(hào)召，但是從實(shí)際運(yùn)行效果來看，由于缺乏對(duì)自然環(huán)境的深度研究和分析，導(dǎo)致系統(tǒng)的故障率上升，實(shí)際獲取的效益與設(shè)計(jì)思想之間存在很大差異。在今后的系統(tǒng)完善和優(yōu)化工作中，應(yīng)考慮系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行環(huán)境的需求，包括風(fēng)沙參數(shù)、風(fēng)力參數(shù)、電力生成效率等，當(dāng)發(fā)電量滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，才可確定這一區(qū)域可以投建光伏發(fā)電站。另外需要分析線纜經(jīng)過區(qū)域的自然環(huán)境，對(duì)于高壓供配電線纜來說，風(fēng)力擺動(dòng)、線纜覆冰為最常見的故障形式，所以在具體的研究中，要分析各個(gè)區(qū)域的氣候環(huán)境，考慮系統(tǒng)日常維護(hù)和運(yùn)行中的消耗成本。

3可持續(xù)電網(wǎng)建設(shè)中光伏新能源的監(jiān)管模式

3.1開發(fā)儲(chǔ)能技術(shù)

光伏新能源的一個(gè)重要特征為，系統(tǒng)的輸出功率有較高的間歇性，這種運(yùn)行方式會(huì)對(duì)原有的電網(wǎng)造成過大沖擊，降低了電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展效果，所以在今后的研究方案設(shè)計(jì)中，可以應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的完善與優(yōu)化工作，消除光電配電網(wǎng)中的間歇性。在該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用中，監(jiān)管的內(nèi)容首先為該項(xiàng)技術(shù)的設(shè)計(jì)合理性，只有在保證儲(chǔ)能技術(shù)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、發(fā)揮應(yīng)有儲(chǔ)能作用的基礎(chǔ)上，才可確認(rèn)該項(xiàng)技術(shù)能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行。其次為技術(shù)的應(yīng)用過程監(jiān)管，包括該項(xiàng)技術(shù)中各類構(gòu)件、各個(gè)子系統(tǒng)的搭建工作，確保各類構(gòu)件能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)督該系統(tǒng)在運(yùn)行中的各類施工技術(shù)和施工項(xiàng)目，只有在能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，才可完成工程驗(yàn)收工作。最后為系統(tǒng)的運(yùn)行過程監(jiān)管，管理的內(nèi)容包括構(gòu)件的運(yùn)行狀態(tài)、對(duì)電能的存儲(chǔ)能力等，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其中某項(xiàng)工作存在問題時(shí)，則需要落實(shí)相應(yīng)的系統(tǒng)檢修工作。

3.2政府要發(fā)揮主導(dǎo)作用，轉(zhuǎn)變民眾傳統(tǒng)的用能觀念

為了推動(dòng)光伏新能源這類分布式系能源的更好發(fā)展，政府需要引導(dǎo)民眾加快轉(zhuǎn)變過去的用能觀念，樹立一個(gè)新型的用能觀念。在電網(wǎng)建設(shè)中，分布式能源必須要能夠讓電力用戶從消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Φ纳a(chǎn)者，這是因?yàn)樾履茉幢揪褪且环N實(shí)現(xiàn)能源領(lǐng)域民主化的方式。政府要引導(dǎo)光伏新能源在電力市場(chǎng)中得到更好的應(yīng)用，避免出現(xiàn)由于過度集中接入而產(chǎn)生的電網(wǎng)改造投入。

3.3降低電網(wǎng)建設(shè)中光伏新能源的成本

目前，光伏電站建設(shè)成本居高不下，是電力行業(yè)的一個(gè)大難題。解決這個(gè)難題可以通過兩個(gè)方面去解決，即一方面是市場(chǎng)規(guī)模合理化;另一方面是提升光伏新能源技術(shù)。由于中國每年新增的光伏發(fā)電裝置約占全球的一半還多，所以很有必要保持市場(chǎng)規(guī)模的合理性。而且俗話說技術(shù)創(chuàng)新才是行業(yè)的根本，只有不斷開發(fā)和發(fā)展光伏新能源的發(fā)電功能，提升其發(fā)電技術(shù)，才能夠更好地給光伏行業(yè)帶來健康而有發(fā)展前景的未來。

結(jié)語

綜上所述，在光伏新能源技術(shù)的應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)可持續(xù)化的方式為提高系統(tǒng)的體量、考慮綜合環(huán)境和降低系統(tǒng)的應(yīng)用成本，并在發(fā)電站中設(shè)置相應(yīng)的構(gòu)件和技術(shù)，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。在系統(tǒng)的監(jiān)管工作中，應(yīng)用的方法包括建成長(zhǎng)效追責(zé)制度、開發(fā)儲(chǔ)能技術(shù)和發(fā)揮政府的協(xié)調(diào)作用，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

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