光伏新能源可持續(xù)運行和發(fā)展的措施探究

邢鈺 李佳欣 孫婧 申李文 王凱杰

摘 要：目前光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)歷了一個半周期，正處于第二個周期的成長期。光伏產(chǎn)業(yè)是一個極易受到外部環(huán)境變化影響的行業(yè)，而外部環(huán)境變化往往是不可預測的，這加劇了光伏產(chǎn)業(yè)周期的波動。同時，光伏產(chǎn)業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)，它代表著科技發(fā)展的最新水平。在產(chǎn)業(yè)周期一次次跌宕中，歷來是有輸有贏，但終將是優(yōu)秀淘汰落后，推動整個行業(yè)變得更加成熟。 光伏新能源已經(jīng)成為了當前的一個研究重點，目前提出的應用理念為，保證建成的光伏發(fā)電能源系統(tǒng)能夠實現(xiàn)可持續(xù)運行和發(fā)展，從整體上保障電網(wǎng)功能。

關鍵詞：可持續(xù)電網(wǎng);光伏新能源;技術應用;技術監(jiān)管

引言：與常規(guī)能源相比，光伏能源具有間歇性特點，在運行時期，會對原有的電網(wǎng)造成較大沖擊，在光伏新能源的應用中要考慮這一問題，嘗試通過技術手段提高電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性。在全球加快新能源開發(fā)利用的背景下，光伏產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)得以快速發(fā)展，與此同時，國內(nèi)外光伏產(chǎn)品銷售市場競爭也越發(fā)激烈。光伏產(chǎn)業(yè)本身極易受外部環(huán)境變化影響，我國“兩頭在外”的模式也使得光伏產(chǎn)業(yè)周期波動較為劇烈，國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)若想在激烈的市場中穩(wěn)健發(fā)展，就必須了解光伏這一新型產(chǎn)業(yè)的生命周期，平衡外部環(huán)境變化導致的產(chǎn)能和市場需求變化，從而推動我國能源利用結構優(yōu)化。

1 可持續(xù)電網(wǎng)建設中光伏新能源的應用方式

1.1 合理利用現(xiàn)有土地資源

土地資源是有限的，在發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的同時，保護耕地數(shù)量不減少顯得尤為重要，在充分利用屋頂發(fā)電、光伏照明、建筑一體化、農(nóng)戶院內(nèi)空閑地發(fā)展光伏發(fā)電的基礎上，國家應出臺獎勵政策支持建筑一體化、不斷提升綠色建筑設計標準等，在節(jié)能節(jié)地等方面不斷進行探索。

除上述不占用土地資源的措施外，確需占地的，盡可能利用沙漠戈壁， 因為這些地方生態(tài)環(huán)境十分脆弱，在這些地區(qū)廣泛應用太陽能發(fā)電，不僅能生產(chǎn)大量綠色清潔電力和動力，還能防風固沙，保水增綠，便民富民，具有重大的經(jīng)濟效益，生態(tài)效益和社會效益。

以庫不齊沙漠達拉特光伏發(fā)電項目為例，庫布齊沙漠擁有全國一類的太陽能資源，太陽輻射強度高，日照時間長，年均日照時數(shù)超過3180小時，光照資源優(yōu)勢明顯，發(fā)展光伏發(fā)電條件得天獨厚。光伏新能源的可持續(xù)性表現(xiàn)為，在系統(tǒng)的長期應用中發(fā)揮供電能力，改組我國的能源結構，我國當前的光伏發(fā)電站主要建設在西部地區(qū)，原因為這一區(qū)域的場地費用較低，并響應我國的“西電東輸”號召，但是從實際運行效果來看，由于缺乏對自然環(huán)境的深度研究和分析，導致系統(tǒng)的故障率上升，實際獲取的效益與設計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，應考慮系統(tǒng)對運行環(huán)境的需求，包括風沙參數(shù)、風力參數(shù)、電力生成效率等，當發(fā)電量滿足設計要求時，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，對于高壓供配電線纜來說，風力擺動、線纜覆冰為最常見的故障形式，所以在具體的研究中，要分析各個區(qū)域的氣候環(huán)境，考慮系統(tǒng)日常維護和運行中的消耗成本。

1.2降低應用成本

我國當前的光伏新能源系統(tǒng)的應用成本較高，產(chǎn)生成本由場地施工、系統(tǒng)維護、供配電損耗、技術投入等多個環(huán)節(jié)產(chǎn)生，另外在太陽能電池板的生產(chǎn)中，也存在電池板生產(chǎn)成本過高問題，降低了光伏新能源的實際應用效益。

光伏產(chǎn)業(yè)是一個朝陽產(chǎn)業(yè)，在發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的同時，考慮地域因素也是十分必要的。我國是一個人口大國，糧食問題依然是重中之重，根據(jù)2019年10月中華人民共和國國務院新聞辦公室發(fā)布的《中國的糧食安全》白皮書 顯示， 2018年，包括大豆等油料和飼料在內(nèi)的糧食進口總量為11555萬噸，出口總量366萬噸，差額11189萬噸。糧食自給依然有缺口， 從中長期看糧食的供求還是緊平衡態(tài)勢。通過百度搜索全國各省市糧食自給率，僅有黑龍江、河南、新疆、湖南、湖北、江西、安徽、江蘇能夠自給，隨著經(jīng)濟發(fā)展對土地的需求越來越大，土地利用矛盾越來越突出。要想把把飯碗牢牢端在自己手中，堅守耕地保護紅線，不斷提高耕地質(zhì)量 ，糧食種植面積保持總體穩(wěn)定依然是最主要的措施。

2 可持續(xù)電網(wǎng)建設中光伏新能源實施方案

2.1 完善光伏供電技術

光伏發(fā)電是環(huán)保型新能源，不會對大氣、水體及土壤造成污染，是促進經(jīng)濟與環(huán)境可持續(xù)健康發(fā)展的一劑良藥。呂梁市根據(jù)各貧困村人口分布、自然條件、扶貧對象和電網(wǎng)配套條件，確定光伏扶貧電站建設規(guī)模和模式，發(fā)展形成了“光伏+”產(chǎn)業(yè)扶貧模式，幫助貧困戶通過多種方式獲得資產(chǎn)收入、勞務收入、創(chuàng)業(yè)收入等，通過持續(xù)不斷地推動實施，如今的“光伏+”產(chǎn)業(yè)扶貧模式讓火辣辣的陽光變成了沉甸甸的鈔票，也讓貧困戶得到了實實在在的收益。 光伏新能源的一個重要特征為，系統(tǒng)的輸出功率有較高的間歇性，這種運行方式會對原有的電網(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計中，可以應用儲能技術，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的完善與優(yōu)化工作，消除光電配電網(wǎng)中的間歇性。

2.2 政府宏觀調(diào)控

作為目前增速最快、倍受追捧的清潔能源，光伏在中國正獲得越來越多的政策支持和資本青睞，然而在應用普及的道路上卻總是面對一塊繞不過去的絆腳石，即“棄光”。官方數(shù)據(jù)顯示，在2016年上半年，西北地區(qū)的棄光問題十分嚴重，棄光電量達到32.8億千瓦時，棄光率19.7%。國網(wǎng)公司指出，在地消納量不足、電網(wǎng)外輸能力不夠，是造成西北五省棄光限電問題嚴重的主因。

2.3 建全管理機制

在光伏新能源系統(tǒng)的建設中，一個重要管理內(nèi)容為光伏發(fā)電系統(tǒng)的各類設施，只有設施正常運行，才可保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。在具體的工作中，建成的長效追責制度管理內(nèi)容為：工作人員的工作內(nèi)容、工作質(zhì)量和工作形式等多個方面，當發(fā)現(xiàn)由于工作人員的從業(yè)素養(yǎng)不足引發(fā)大規(guī)模故障，或者相關子系統(tǒng)運行質(zhì)量下降時，要分析相關故障的引發(fā)原因，并確定這一故障的引發(fā)人員，依照制度進行處理。

3 結論

綜上所述，隨著環(huán)境污染問題越來越嚴重，人們逐漸意識到太陽能等一類清潔能源的重要性。相關研究預測二十一世紀太陽能發(fā)電技術將成為重要能源形式，將取代傳統(tǒng)能源方式成為世界主要供能方案。在系統(tǒng)的監(jiān)管工作中，應用的方法包括建成長效追責制度、開發(fā)儲能技術和發(fā)揮政府的協(xié)調(diào)作用，提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]盧幫軍.可持續(xù)電網(wǎng)建設中光伏新能源的應用及監(jiān)管探析[J].中國高新技術企業(yè)，2017（11）：54-55[2019-05-06].

[2]于鵬.可持續(xù)電網(wǎng)建設中光伏新能源應用監(jiān)管探討[J].中國高新技術企業(yè)，2016（30）：95-96.

山西朔州 中北大學朔州校區(qū) 036000