分布式光伏发电系统

分布式光伏发电系统（精选12篇）

分布式光伏发电系统 篇1

0引言

近年来, 化石能源短缺和生态环境恶化受到了全球持续关注, 人们在不断探索研究绿色、环保、可再生新能源的开发和利用, 其中也包括太阳能。我国 在太阳能 光伏 (PV) 领域的研 究和利用也已经进入到快速发展的阶段。

华东地区由于人口稠密, 用地紧张, 建设大规 模太阳能 光伏发电场在经济上可行性较差, 因此本地区的太阳能光伏利用主要以在大型工业厂房、公共建筑等屋顶建设太阳能光伏发电站的形式出现。此类项目一般位于城市近郊或工业开发区, 装机容量通常为0.5~5 MW之间, 组件安装一般采用固定式, 并网采用0.4kV或10kV就近并网方式。现就此类项目的工程设计特殊要点进行一些总结和探讨。

1系统构成

屋顶太阳能光伏发电系统一般是由屋顶光伏组件阵列、光伏阵列汇流箱、直流配电柜、逆变器、低压交流柜、升压变压器、高压交流柜及电缆组 成的多级 汇流、逆变、升压、并 网系统组成。典型系统框架如图1所示。

光伏阵列汇流箱是一种具有将太阳能电池组件有序连接、汇流和防雷功能的接线装置。该装置能够保障光伏系统在 维护、检查时易于分离电路, 当光伏组件发生故障时尽量减少 退出系统运行的组件数量, 是光伏发电系统直流侧的一次汇流设备。光伏阵列汇流箱 在屋顶光 伏组件方 阵场就地 室外安装。光伏组件阵列通过汇流箱在室外进行汇流后, 经电缆接至机房的直流配电柜进行二次汇流。直流配电柜将二次汇流后 的直流电能经电缆送至并网逆变器, 经并网逆变器转变为与交流电网同频率、同相位的正弦波电流, 再经升压后馈入电网, 实现并网发电功能。

2光伏组件的安装

光伏组件是由若干块晶 硅电池或 薄膜电池 封装组成, 安装在建筑物屋顶接受太阳辐射并将其转换为电能的器件。受材料科学技术限制, 太阳能电池的转换效率要提高1%~2%非常困难, 所以光伏组件 的安装对 系统效率 的提高显 得尤其重要。

光伏组件的安装要根据工程所在地 的经纬度、地 形、建筑朝向等因素因地制宜, 使组件尽可能多地接受阳光辐射。

光伏组件的安装主要需确定安装倾角及安装间距。

2.1光伏组件的安装倾角

由于地球的赤道面和黄道面存在夹角, 一年内太阳直射点在南、北回归线之间变化, 同一地点不同季节受到最大阳 光辐射的角度也会随之变化。因此, 要使光伏组件平面上全年接受最大阳光辐射量, 光伏组件安装倾角不能简单地等于当地纬度值, 也不能以水平面上太阳辐射最低月份 (北半球通常是12月) 得到最大 太阳辐射量所对应的角度作为组件的倾角, 因为这样在夏天时, 组件平面上受到的太阳辐射量会被大大削弱。

光伏组件的安 装倾角应 根据当地不同倾角 平面上全 年平均太 阳辐射量来确定。

根据中国国家 气象中心 发布的1981—2000年《中国气象辐射资料年册》统计整理, 我国部分 地区光伏 组件的最佳安装倾角如表1所示。

表1中的φ是当地纬 度;β是并网光伏组件的 最佳安装 倾角;HT是方组件表面上全年平均辐射量。

2.2光伏组件的安装间距

分布式光伏发电系统由于受场地限制, 一般需要分前后几排安装光伏组件。此时必须在前后排组件之间保持一定 的距离。组件方阵前后排之间的距离应保证全年最不利日 (即冬至日) 当地时间09:00—15:00时段内互不遮挡阳光。

图2为2排组件之间最小距离示意图。

L—组件长度D—2排组件之间的距离H—遮挡物高度β—组件安装倾角αs—太阳高度角γs—太阳方位角r—太阳入射线水平面上投射在前后排组件之间的长度

由图2所示, 根据几何 关系可知, 2排组件之 间的最小 距离为:

因此, 只要知道工程所在地的纬度, 并确定了 组件的安 装倾角, 就可通过上式算出2排组件之间的最小安装间距。

3直流侧线路压降的控制

光伏组件接受阳光辐射 产生的直 流电能, 需经过2级汇流送至逆变器转化为 交流电能, 从屋顶光 伏组件至 逆变器一般采用电缆连接。根据《民 用建筑太 阳能光伏 系统应用 技术规范》 (JGJ203—2010) 的要求, 直流侧线 路损耗应 控制在2%以内。

要控制直流线路的损耗, 可以从2个方面采 取措施:尽量减小从光伏组件至逆变器的线路长度;适当增大电缆截 面, 减小压降。

3.1减小从光伏组件至逆变器的线路长度

需分析项目总平面的布置。由于每幢 建筑的屋 顶面积有限, 光伏组件往往会安装在多幢建筑物的屋顶, 如果逆变 器集中安装在配电房内, 需考虑配电房至各建筑物之间线路路径应尽量控制到最小。如果条件允许, 逆变器也可以就近安装在各建筑物顶层的房间内。

3.2适当增大电缆截面

由于各级汇流装置的存在, 需将光伏 组件之间 的连接线、组件至汇流箱、汇流箱至直流配电柜、直流配电柜 至逆变器 之间的各段电缆分别计算压降, 再将各段压降相加。选取合适的各段电缆截面规格, 使各段线路压降之和控制在2%以下。

直流线路电压损失计算公式为:

式中, Δu%为线路电压损失百分数;R′0为线路单位长度的电阻 (Ω/km) ;P为线路输送的直流功率 (kW) ;l为线路长度 (km) ;Unph为计算线路传输的直流电压 (kV) 。

4防雷及浪涌保护

分布式光伏发电系统的光伏组件安装在建筑屋面, 一般都已经装有完善的屋顶防雷系统。设计光伏组件时应采用 滚球法复核屋面原有防雷系统是否能保护全部光伏组件, 如果有部分光伏组件位于屋面防雷系统保护范围之外, 应加装适当的避雷装置, 并与原有避雷装置连接。

光伏组件的外框、支架、紧固件等金属 材料要采 取等电位连接措施, 每排 (列) 金属构件均可靠连接, 且与建筑物屋顶避雷装置有不少于2点可靠连接。

现场汇流箱、直流配电柜内汇流母线上应安装符合Ⅰ级分类试验要求的浪涌保护器 (SPD) , 该SPD的标称放电电流应不低于20kA (10/350μs波形) , 持续运行电压不低于1.15U0 (U0为所连接光伏组件串联后的最大开路电压) 。

5开关站及其他

由于分布式并网光伏发电系统一般安装在已 建成的厂 区或建筑群内, 因此光伏系统的开关站设计往往因规划、用地 等原因而做出牺牲, 有时甚至只能在厂区角落处设计开关站。这时需要平衡工厂总平面布置和线路敷设等因素, 必要时可与建筑业主协商, 在已建成 的建筑物 内划出一 部分面积 设计开关站。开关站的布置原则应满足《10kV及以下变电所设计规范》和《低压配电设计规范》要求。

由于逆变器的转换效率一般在96%~98%, 损耗部分的能量以热能的形式排放到逆变器室内, 因此在较大装机容量的光伏系统, 尤其是逆变器集中安装时, 应特别注意逆变器室的 空调通风设计。

6存在问题及建议

直流侧的汇流箱、直流配电柜各回路进出线均安装有短路保护电器, 且按照规范短路保护电器整定值不低于回路标称短路电流的1.25倍。但根据太阳能电池的特 性曲线, 其短路电流为一个定值, 约为1.05倍额定电流。因此, 直流线路安装的短路保护电器实际上并不能实现短路保护的功能, 而仅仅是一个开关电器。并且一旦某一个回路发生短路, 由于短路电流不大, 运行人员很可能不能及时发现, 而使故障长期存在, 导致系统运行效率降低、光伏组件寿命缩短, 甚至扩大故障范围。

因此建议增设一套并网光伏电站电力监控系统, 用以监控交、直流侧设备及逆变器各进出线回路的各项电量, 采集运行数据, 尽早发现故障并定位和排除故障。

参考文献

[1]杨金焕, 于化丛, 葛亮.太阳能光伏发电应用技术[M].电子工业出版社, 2009

[2]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].中国电力出版社, 2005

分布式光伏发电系统 篇2

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

目录 1概述

2特点

3解决方案

应用场景解决方案方案特点 4国家补贴政策

5各国发展 德国西班牙中国 6服务意见

7影响

1概述

分布式光伏发电

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。

2特点

分布式光伏发电具有以下特点： 一是输出功率相对较小。一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内。与集中式电站不同，光伏电站的大小对发电效率的影响很小，因此对其经济性的影响也很小，小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。

二是污染小，环保效益突出。分布式光伏发电项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。

三是能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。但是，分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦，再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积有限，不能从根本上解决用电紧张问题。四是可以发电用电并存。大型地面电站发电是升压接入输电网，仅作为发电电站而运行；而分布式光伏发电是接入配电网，发电用电并存，且要求尽可能地就地消纳。

3解决方案

应用场景

分布式光伏发电系统应用范围：可在农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区附近建造，解决当地用户用电需求。解决方案 分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。

分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。方案特点

系统相互独立，可自行控制，避免发生大规模停电事故，安全性高； 弥补大电网稳定性的不足，在意外发生时继续供电，成为集中供电不可或缺的重要补充；

可对区域电力的质量和性能进行实时监控，非常适合向农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区的居民供电，大大减小环保压力；

输配电损耗低，甚至没有，无需建配电站，降低或避免附加的输配电成本，土建和安装成本低；

调峰性能好，操作简单；

由于参与运行的系统少，启停快速，便于实现全自动。

4国家补贴政策

《分布式光伏发电补贴政策》

最新的分布式光伏发电补贴政策在国内部分地区相继出台，其补贴力度超过业内预期。其中嘉兴光伏产业园对建成的分布式项目给予每度电2.8元的补贴，在行业上下引起震动。在嘉兴之后江西、安徽等地关于个人分布式光伏电站补贴政策也先后出炉。新能源行业分析师认为，分布式光伏发电政策力度超预期，将有利于分布式光伏电站市场加速发展。

6月18日举行的“2013长三角嘉兴投资贸易洽谈会暨嘉兴太阳能光伏产业投资推介会”上传出，嘉兴光伏产业园内建成的个人分布式项目将得到每度电2.8元的补贴，补贴三年，逐年下降5分钱。“平均下来，三年半就可以收回成本。”业内人士戏称，这下全国人民都要去嘉兴建分布式电站了。

除了嘉兴光伏产业园，桐乡市出台的《关于鼓励光伏发电示范项目建设的政策意见(试行)》给予的补贴同样丰厚。桐乡市提出对装机容量0.1兆瓦以上的示范工程项目实行“一奖双补”。首先给予投资奖励，即对实施项目按装机容量给予每瓦1.5元的一次性奖励;其次是发电补助，政府对光伏发电实行电价补贴，建成投产前两年按0.3元/千瓦时标准给予补贴，第三至第五年给予0.2元/千瓦时标准补贴;此外桐乡市还鼓励屋顶资源出租，对出租方按实际使用面积给予一次性30元/平方米的补助。

江西省则以实施屋顶光伏发电示范工程的形式给予专项资金补助。补助标准考虑国家政策、光伏组件市场价格等因素逐年调整，一期工程将补贴4元/峰瓦，二期工程暂定3元/峰瓦。居民自建屋顶光伏发电示范工程将获得4000元左右的补贴。

新能源行业资深分析师表示，各省市补贴标准普遍在国家补贴的基础上给予0.25-0.3元/度的补贴。国家层面期限长达20年的补贴方案也将很快出炉，预计为0.45元/度。国务院常务会议关于加快光伏行业健康发展的六项措施中已经明确要求全额收购光伏发电量，再加上补贴力度较大，将带动个人投资屋顶光伏发电项目的积极性。从而能消化掉部分过剩产能，曲线驰援国内光伏制造行业。已知的出台地方性分布式光伏发电补贴的地域有： 嘉兴：光伏产业园内建成的个人分布式项目将得到每度电2.8元的补贴，补贴三年，逐年下降5分钱。桐乡：对装机容量0.1兆瓦以上的示范工程施项目按装机容量给予每瓦1.5元的一次性奖励；其次是发电补助，政府对光伏发电实行电价补贴，建成投产前两年按0.3元/千瓦时标准给予补贴，第三至第五年给予0.2元/千瓦时标准补贴。合肥：居民自家建光伏发电项目或企事业单位建设光伏停车场，项目投入使用并经验收合格后，按装机容量一次性给予2元/瓦补贴，另外按照发电量给予每度电0.25元的补贴。江西：以实施屋顶光伏发电示范工程的形式给予专项资金补助，一期工程将补贴4元/峰瓦，二期工程暂定3元/峰瓦。

5各国发展

德国

德国可再生能源法规定了光伏发电的补贴办法，对于屋顶光伏和地面光伏等各类光伏发电的应用模式，其规模不同，补贴力度不同。

该国2012年最新修改的法律规定，光伏发电的上网电价从17.94欧分每千瓦时到24.43欧分每千瓦时。该国还规定，未来12个月内如果安装容量超过350万千瓦，上网电价下降3%；如果超过750万千瓦，上网电价下降15%。要求100千瓦以上的分布式电源必须安装远程通信和控制装置，以便调度实时了解其出力，并且可以进行调度。

该国已经开始采取一些间接措施来满足分布式电源接入配电网的要求，如升级改造接入点的上级变压器，重新配置馈线的电压条件和控制设备等。西班牙

西班牙要求某一区域安装的分布式电源的容量为该区域的峰值负荷的50%以下，尽量避免分布式电源反送电。[2] 中国

中国从2009年开始实施特许权招标，推动地面大型光伏电站建设。[3] 国家发展改革委副主任、国家能源局局长吴新雄指出，要抓紧落实国务院关于促进光伏产业健康发展指导意见的要求，大力开拓分布式光伏发电市场，促进光伏产业健康发展。

他同时强调，各地要充分认识光伏发电的重要性，准确把握光伏产业的发展形势，抓住光伏产业的发展机遇，把大力推动分布式光伏发电应用作为一项重要工作。重点在经济发达地区选择网购电价格高、电力负荷峰谷差大、补贴相对少、用电量大且负荷稳定的工业园区，按照“自发自用、就地消纳”原则开展分布式光伏应用示范。发展现状

光伏产业产能过剩的矛盾由来已久。中国光伏组件产量自2007年以来，连续5年位居世界第一。2011年，中国光伏组件产量是当年新增安装容量的10倍，90%的光伏组件需要销往国外。

中国光伏产业严重依赖国外市场的风险在欧美“双反”时暴露无遗。为挽救中国光伏产业，国家2012年以来连续出台政策支持分布式光伏发电发展。为了响应国家政策，国家电网公司发布分布式光伏发电相关管理办法，为促进分布式发电的快速发展奠定了坚实的基础。

分布式光伏发电近3年呈现爆发式增长。中国从2009年开始了“金太阳”工程和光电建筑示范项目，给予分布式光伏发电系统补贴，并按照投资规模的大小，确定补贴额度。截至2011年年底，国家已公布的光电建筑示范项目规模约为30万千瓦；“金太阳”工程已公布的规模约为117万千瓦。分布式光伏发电爆发式增长，但与之相关的规划、设计、施工、管理和运行的标准、规范不健全，导致问题集中显现。

国家公布的相关规划提出，2015年分布式光伏发电要达到1000万千瓦。同时，明确提出鼓励在中东部地区建设与建筑结合的分布式光伏发电系统。因此，分布式光伏发电是未来的重要发展方向。[2] 并网发电

2012年年底，中国首个居民用户分布式光伏电源在青岛实现并网发电，从申请安装到并网发电，整个过程用了18天就全部完成。

2013年1月25日，北京市首个个人申请的分布式光伏电源顺利并入首都电网。据该用户介绍，如果能得到每度电0.4-0.6元的补贴，这样的小型电站的投资回报率将远高于银行利率。[4] 各省市已基本完成上报分布式光伏示范区方案，各省市补贴方案将陆续出炉。江西、安徽等地关于个人分布式光伏电站补贴政策已先后出炉。其中，合肥市规定居民自家建光伏发电项目或企事业单位建设光伏停车场。

6服务意见

1.分布式电源对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义。国家电网公司（以下简称公司）认真贯彻落实国家能源发展战略，积极支持分布式电源加快发展，依据《中华人民共和国电力法》、《中华人民共和国可再生能源法》等法律法规以及有关规程规定，按照优化并网流程、简化并网手续、提高服务效率原则，制订本意见。

2.本意见所称分布式电源，是指位于用户附近，所发电能就地利用，以10千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的发电项目。包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电等类型。

3.以10千伏以上电压等级接入、或以10千伏电压等级接入但需升压送出的发电项目，执行国家电网公司常规电源相关管理规定。小水电项目按国家有关规定执行。

4.公司积极为分布式电源项目接入电网提供便利条件，为接入系统工程建设开辟绿色通道。接入公共电网的分布式电源项目，其接入系统工程（含通讯专网）以及接入引起的公共电网改造部分由公司投资建设。接入用户侧的分布式电源项目，其接入系统工程由项目业主投资建设，接入引起的公共电网改造部分由公司投资建设（西部地区接入系统工程仍执行国家现行规定）。

5.分布式电源项目工程设计和施工建设应符合国家相关规定，并网点的电能质量应满足国家和行业相关标准。

6.建于用户内部场所的分布式电源项目，发电量可以全部上网、全部自用或自发自用余电上网，由用户自行选择，用户不足电量由电网提供。上、下网电量分开结算，电价执行国家相关政策。公司免费提供关口计量装置和发电量计量用电能表。

7.分布式光伏发电、风电项目不收取系统备用容量费，其他分布式电源项目执行国家有关政策。

8.公司为享受国家电价补助的分布式电源项目提供补助计量和结算服务，公司收到财政部门拨付补助资金后，及时支付项目业主。

9.公司地市或县级客户服务中心为分布式电源项目业主提供接入申请受理服务，协助项目业主填写接入申请表，接收相关支持性文件。

10.公司为分布式电源项目业主提供接入系统方案制订和咨询服务。接入申请受理后40个工作日内（光伏发电项目25个工作日内），公司负责将10千伏接入项目的接入系统方案确认单、接入电网意见函，或380伏接入项目的接入系统方案确认单告知项目业主。项目业主确认后，根据接入电网意见函开展项目核准和工程设计等工作。380伏接入项目，双方确认的接入系统方案等同于接入电网意见函。

11.建于用户内部场所且以10千伏接入的分布式电源，项目业主在项目核准后、在接入系统工程施工前，将接入系统工程设计相关材料提交客户服务中心，客户服务中心收到材料后出具答复意见并告知项目业主，项目业主根据答复意见开展工程建设等后续工作。

12.分布式电源项目主体工程和接入系统工程竣工后，客户服务中心受理项目业主并网验收及并网调试申请，接收相关材料。

13.公司在受理并网验收及并网调试申请后，10个工作日内完成关口电能计量装置安装服务，并与项目业主（或电力用户）签署购售电合同和并网调度协议。合同和协议内容执行国家电力监管委员会和国家工商行政管理总局相关规定。14.公司在关口电能计量装置安装完成、合同和协议签署完毕后，10个工作日内组织并网验收及并网调试，向项目业主提供验收意见，调试通过后直接转入并网运行。验收标准按国家有关规定执行。若验收不合格，公司向项目业主提出解决方案。

15.公司在并网申请受理、接入系统方案制订、接入系统工程设计审查、计量装置安装、合同和协议签署、并网验收和并网调试、政府补助计量和结算服务中，不收取任何服务费用；由用户出资建设的分布式电源及其接入系统工程，其设计单位、施工单位及设备材料供应单位由用户自主选择。

16.国家电网公司为分布式电源并网提供客户服务中心、95598服务热线、网上营业厅等多种咨询渠道，向项目业主提供并网办理流程说明、相关政策规定解释、并网工作进度查询等服务，接受项目业主投诉。[5]

7影响*****

1、对电网规划产生影响。分布式光伏的并网，加大了其所在区域的负荷预测难度，改变了既有的负荷增长模式。大量的分布式电源的接入，使配电网的改造和管理变得更为复杂。

2、不同的并网方式影响各不相同。离网运行的分布式光伏对电网没有影响；并网但不向电网输送功率的分布式光伏发电会造成电压波动；并网并且向电网输送功率的并网方式，会造成电压波动并且影响继电保护的配置。

3、对电能质量产生影响。分布式光伏接入的重要影响是造成馈线上的电压分布改变，其影响的大小与接入容量、接入位置密切相关。光伏发电一般通过逆变器接入电网，这类电力电子器件的频繁开通和关断，容易产生谐波污染。

分布式光伏发电系统 篇3

关键词：分布式光伏发电集成系统；优化建议；基本原则

中图分类号：TM727；TN915.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）12-0016-01

存在于我国中东部的分布式光伏发电集成系统的分布和系统接入问题在整个光伏发电系统的重要性缺乏足够的重视。集成系统各个组件的设计工艺的水平直接决定了工程后期集成系统区域中整体的视觉效果，好的设计在一定程度能够确保集成系统各个组件能够保证规定的使用年限，能够按照工程预期实现整个发电集成系统的效率最大化。本文就工程前期设计中需要遵循的基本原则以及工程中常见的问题进行研究，在光伏集成发电逐渐得到应用普及的现状下探讨对当前分布式发电集成系统的优化问题。

1 分布式光伏发电集成设计遵循的基本原则

1.1 易操作性

分布式光伏发电集成系统的设计必须尽量易于操作，和人口稀少的西部拥有开阔的安装地点不同，这种分布式的发电集成系统一般安装在屋面楼顶等地方，这些地方一般存在一定的倾斜度或者是高度比较高。在这种屋面具有一定的倾斜度并且承重能力有限的情况下工人的施工难度将会增加，所以集成系统在设计之初就要考虑到后期的施工难度，降低操作的难度，并且尽量保证将工程设计控制在一期之内。

1.2 安全性

由于分布式的光伏发电集成系统主要应用于人口和建筑比较密集的中部和东部地区，因此集成系统的安全性问题显得尤为重要。在具有倾斜度的屋顶施工需要将各个部件运送到屋面或楼顶进行施工，在这过程中存在部件因运输而导致损伤和施工人员的安全问题。目前市场上通常采用安装一定的导轨实现与屋面材料进行连接，采用目前市场上较为通用承载力比较高的铝合金的支架结构，它便于安装操作且不易锈蚀损坏，在一定程度上可以减少后期的安全隐患。在施工过程中还存在高空坠物的危险，由于施工地区的人口和建筑物的密度比较大，施工人员高空作业后期会产生废弃的材料，加上屋面的倾斜度会增加高空坠物的隐患，在设计的中要考虑到集成系统的整体性以及将后期的废料收集进行合理的回收设计。

在设计中还需要考虑到各部件的重量是否在屋面的最低承重范围之内，屋面的材料的承重能力会随着雨水阳光等的风化而导致其承重能力的降低，施工人员本身的重量也需要考虑在内，因此在进行集成系统的设计中要考虑到施工地点的最低承重并且把重量控制在这个范围之内。

1.3 一致性

分布式的光伏发电系统将较大数量的太阳能电池串联起来以达到一定高度的电压，然后才能从逆变器的输入端进行输入，这样一定数量串联的子系统再进行并联以达到系统的额定功率。在这个过程中需要数量较大的设备，为了保证系统的稳定，选用的太阳能电池需要是相同的规格和工作性能，同时在设计中要避免互相之间存在遮挡影响工作效率以及方向和角度问题而导致的差异，保持各个子系统运行的一致性。

1.4 可持续发展原则

分布式光伏集成系统存在的区域需要考虑到所在地区可能存在后期进行施工改造问题以及自然灾害等对系统部件的破坏，集成系统存在的大而分散的特点，因此设计既要保证整个系统的整体一致性，整个系统具有稳定性，同时采用并联各个子系统的方式保证其独立性，在某个子系统遭到破坏时其他系统能够不受影响仍然保持正常的运行。另外，采用铝合金或新型的支架考虑到其坚固性的同时还需要考虑到其抗腐蚀和抗氧化性，以及损害后的修复性，尤其是重工业和污染比较严重的地区。

2 当前设计中分布式光伏发电集成设计中遇到的常 见问题

分布式光伏发电集成系统分布占地面积比较大，逆变器和控制装置的数量比较多，线路的串联以及并联比较复杂，而且由于其特殊的位置原因，发生故障时进行排查和修检的困难大。由于中部和东部地区的施工和整修而导致的线路和各个系统部分的运行产生障碍的问题比较多。东部地区比较特殊的天气情况给整个系统的稳定运行带来了挑战，产生的电能不稳定问题给系统接入电网带来新的挑战。

3 针对分布式光伏发电集成常见问题的优化建议

针对分布式光伏发电集成常见系统稳定的问题，在进行前期的设计中需要对控制器进行各项内容的控制，包括故障报警以及定位、测量等，另外采用多功能的汇流箱，进行智能的汇流预警和线路排查。各个光伏发电子系统采用相同规格的电池组件按照相同的设置距离安装构成一个发电矩阵，组成矩阵的各个单元配备完善的逆变器和控制装置尽量减少各个系统的差异而造成系统电压的不稳定。

考虑到东部地区特殊的气候条件，需要具体分析不同型号的太阳能电池板各个性能的强弱的具体数值选择合适型号的太阳能电池组，以下选用东部地区常采用的250 Wp多晶硅太阳能电池板为例将需要考虑的具体方面进行考虑。见表1。

在设计安装过程中，考虑到当地的经纬度位置和屋面的倾斜程度进行合理的方位和角度选取，保持选取方位和角度的一致性。采用可活动的支架来调节夏冬因太阳角度的变化而导致的产生的较大电压差。

施工过程中应该对首先对光伏安装组件进行检查，安装过程中对重量比较大的组件进行机械固定，以减少对组件的破坏。在设计施工过程中对工人作业需要使用的脚手架进行系统的防护措施的保护以及工程后期产生的废料进行系统的回收，搭建格挡装置减少高空坠物的危险，完成后要进行严格的验收，运行前进行系统的清洁，保证太阳能组件效能的正常发挥。

4 结 语

随着近年来大规模的光伏电站的建立，对太阳能的开发和利用将成为未来一段时间内新能源领域中重要部分。因此通过不断地对分布式光伏发电集成系统设计的优化能够提高后期施工过程中质量和效率，同时可以减少后期使用中的问题，针对东部和中部地区特殊的气候和条件进行分析是现阶段设计过程中的重要问题，通过设计方案的不断改进，太阳能光伏发电系统能够在施工中缩短施工的难度和时间长度，有效缩减了不必要的成本支出，虽然存在着一定的问题和不完善的地方，但这对以后光伏发电集成系统的设计提供了改进的方向。

参考文献：

[1] 李晶，许洪华，赵海翔，等.并网光伏电站动态建模及仿真分析[J].电力系 统自动化，2008，（24）.

[2] 王一波，李晶，许洪华.考虑电网安全稳定约束的光伏电站最大安装容 量计算与分析[J].太阳能学报，2008，（8）.

分布式光伏发电系统屋面防水 篇4

关键词：分布式光伏发电系统,屋面,防水

分布式光伏发电特指在用户场地附近建设的光伏发电设施,运行方式以用户侧自发自用、余电上网, 且在配电网系统内平衡调节为特征。该系统设备包括:光伏组件、支架、逆变器、配电柜、计量表及双向电表等。

分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导充分利用当地太阳能资源,减少石化能源消费,不仅能有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途输运中的损耗问题。

目前,建在建筑物之上的光伏发电系统是一种应用广泛的分布式光伏发电系统,简称BMPV(Building Mounted Photovoltaic),涉及的建筑物包括民用建筑、公共建筑、工业建筑等一切可以承载光伏发电系统的建筑物。

BMPV又可以分 为BIPV(Building Integrated Photovoltaic)和BAPV(Building Attached Photovoltaic) 两种形式。

BIPV,是与建筑物同时设计、同时施工和安装, 并与建筑物形成完美结合的光伏发电系统,也称为“构建型”和“建材型”光伏建筑系统,是将光伏阵列作为建筑结构的功能部分,包括用光伏组件取代传统的屋面材料,如屋面板、瓦、石板瓦、金属屋面、窗户、遮雨棚等。它作为建筑物外围护结构的一部分,既具备发电功能,又具有建筑构件和建筑材料的功能,甚至还能提升建筑物的美感,与建筑物形成完美的统一体。

BAPV,则是附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统,也称为“安装型”光伏建筑系统。它的主要功能是发电,与建筑物功能不发生冲突,不破坏或削弱原有建筑物的功能。

本文讨论的分布式发电系统,主要是指BAPV系统。

1 BAPV 系统屋面防水设防

当前,国家相关规划明确提出:鼓励在中东部地区建设与建筑结合的分布式光伏发电系统。在国家及地方政府政策的大力支持下,分布式光伏发电系统的应用已越来越广泛,占光伏发电系统的总装机容量的比例达到57%以上,将成为未来光电的重要发展方向。

BAPV系统中,光伏组件在屋面上的安装方式, 不仅要考虑日照和阴影,而且要因屋面形式而异。在工程上,组件的安装必须考虑荷重、耐风压、抗地震、排水、防水以及防雷等问题[1]。因为工程主要涉及到光伏支架与屋面的结合,进而涉及屋面防水问题,因此设计方案、工程施工质量的优劣,不仅关系到建筑物的使用寿命,而且直接影响到建筑内的生产活动或民生的正常进行。目前,由于分布式光伏发电处于市场导入期,竞争激烈,系统的设计、施工质量良莠不齐,对所在屋面的防水问题更应予以重视。

各类屋面工程包括屋面结构层以上的屋面找平层、隔汽层、防水层、保温隔热层、保护层和使用面层, 是房屋建筑的一项重要的分部工程。根据建筑物的性能、重要程度、使用功能及防水层合理使用年限等要求,国家标准GB 50207—2007《屋面工程质量验收规范》规定,将屋面防水划分为四个等级,并规定了不同等级的设防要求及防水层厚度[2]。

对于BAPV来说,城市中较大型的公共建筑和别墅屋面防水属于Ⅱ级设防;一般的工业与民用建筑、普通住宅、一般办公楼、学校、旅馆等屋面防水属于Ⅲ级设防。

2 BAPV 安装方式及 BAPV 屋面渗漏原因简析

2.1 BAPV安装方式

光伏组件的安装方式因屋面形式而异。大部分是采用分离式设计,灵活性较大,以点式连接构件架空在屋面结构之上,在不影响原有屋面功能的同时,创造较好的通风条件,使太阳能电池板获得最佳的工作效率,维护也比较方便,特别适用于平屋面和坡屋面上[3]。

平屋面BAPV常见安装方式有:混凝土配重法 (含浇注混凝土基座法和预制混凝土块配重法)、现浇混凝土连接屋面法、化学锚固螺栓固定法等。

坡屋面BAPV常见安装方式有:连接屋面主结构法、专用夹具固定法、双组分胶粘接法(轻量安装法[4])。

2.2 BAPV 屋面渗漏原因简析

BAPV系统施工案例中,在结构载荷等设计正确的前提下,如果正确、安全、文明施工,且不进行屋面钻孔,一般来说也不会破坏屋面防水层,造成屋面渗漏。这类的施工方法有:混凝土配重法、钢构连接法、专用夹具固定法、双组分胶粘接法等。

造成屋面可能发生渗漏的情况,有如下几种:

1) 在混凝土平屋面或别墅混凝土坡屋面上安装光伏支架时,利用预埋螺栓、膨胀螺栓或化学锚固螺栓固定法安装光伏支架的工程;

2)在钢结构坡屋面上安装光伏支架时,对于彩钢板肋板截面为梯形的情况,利用自攻螺丝将支架与彩钢瓦屋面牢固固定的工程;

3)电缆套管或屋面给水管道穿过屋面板;

4) 屋面彩钢板锈蚀并出现漏点,或局部区域锈蚀;

5)错误、粗暴的施工方法。

上述几种情况,都有可能在系统安装过程中破坏屋面原有防水层或防水瓦片,使屋面在光伏系统使用寿命期内发生渗漏。但在使用条形基座且基座与排水方向垂直布置时,则有可能阻碍屋面雨水排放,造成渗漏。另外,即使在光伏系统安装过程中做了屋面防水处理,但由于施工质量和自然环境的原因,如在气候恶劣地区,经历年冻融循环、日晒等,屋面起鼓开裂,在加速防水层老化及破损后,屋面亦很有可能在后期发生渗漏[5]。

3 BAPV 屋面防水

屋面防水处理遵循的一般原则是:宜导不宜堵, 即保证节点的处理,在暴雨积水时能顺利地让水泻掉而保障屋面不漏。因此,在设计时首先应使支架基座不与排水方向垂直布置,不阻碍屋面雨水排放。另外, 施工中在既有屋面上采用直接放置支架基座的方式安装光伏系统时,基座不与原屋面的结构层发生关系,并保证基座放置平稳、整齐,采取措施进行固定, 避免发生倾覆、滑移等现象。由于基座与结构层不发生关系,设置附加防水层困难,应尽量保全原屋面的防水层,防止发生渗漏[6]。

对于必须打孔破坏原屋面的情况,则要做到因地制宜,根据不同情况做不同处理。

3.1 BAPV 混凝土平屋面或别墅混凝土坡屋面防水

对于混凝土平屋面或别墅混凝土坡屋面(上覆瓦片)的新建建筑,通常在设计时就应预埋螺栓,按照常规做法做好屋面防水。

对于有混凝土平屋面或别墅混凝土坡屋面(上覆瓦片)的既有建筑,应首先确认屋面结构。将光伏组件基座与结构层连接时,基座顶部金属埋件周边是防水薄弱环节,若处理不当,雨水易从埋件的螺栓周围下渗到结构层,对结构层的受力钢筋造成腐蚀,形成安全隐患。因此,设置光伏组件基座时,应将防水层铺设到基座和金属埋件的上部,并在地脚螺栓周围做密封处理;穿防水层处用防水密封胶填实,隔绝雨水下渗路径(图1);此外,还应在基座下部增设一层附加防水层,即使基座顶部发生渗漏,雨水也不会下渗到结构层[7]。

对于有混凝土平屋面或别墅混凝土坡屋面的既有建筑,若使用化学锚固螺栓固定支架,应首先确认保护层或使用面层的厚度。对于单位面积承重较大的预制楼板屋面,可在屋面现浇一定厚度的混凝土层, 固化后利用化学锚固螺栓固定支架。对于上覆瓦片的坡屋面,应确认打孔深度,将化学锚固螺栓固定后,螺栓穿过瓦片的位置应使用防水密封胶做密封处理(图2)。化学锚固螺栓由于承载能力大,抗疲劳、耐老化, 部分型号能承受动载荷和冲击载荷;对基体无膨胀力,不产生挤压应力,因此,不会对屋面防水造成不良影响[8]。

3.2 BAPV 金属屋面防水

对于金属屋面来说,需要将光伏系统的钢结构穿透原防水层及压型钢板,固定在建筑的主体钢结构上 (图3);再参照金属屋面防水做法,进行隔汽、保温及防水处理。施工的重点是去锈蚀、密封、对基层及外围涂刷防水涂料[9]。

对金属屋面的局部漏点,应采用优质中性耐候密封胶涂抹封堵;对于局部锈蚀严重的彩钢板,在安装光伏组件前需要更换。

1)对于彩钢板肋板截面为梯形的情况:光伏支架通常是通过自攻螺栓与彩钢板从侧面或顶面连接。自攻螺栓必须带有配套的耐候密封防水垫片,且在固定完毕后,螺钉处须使用优质中性耐候密封胶涂抹。

2)对于有电缆套管穿屋面板的情况:在现有国标的图集上均载有做法。具体做法可参考国标图集01J925—1《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》、06J925—2《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造 (二)》、08J925—3《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造(三)》。设计和施工中,可根据实际工程的具体情况选用。

3)对于电缆穿屋面板的情况:可采用得泰盖片进行防水。得泰盖片是一种屋面防水结构,经常用在有彩色压型钢板的屋面上,采用EPDM或SILICONE柔性材料制成,具有良好的物理性能和耐化学腐蚀性能,可克服刚性防水材料的漏水等问题。

4 结语

苏州分布式光伏发电项目备案 篇5

一、备案的权限

分布式光伏发电项目实行备案制管理。

苏州市域内企业投资的分布式光伏发电项目，由苏州市发改委实行备案；自然人利用自有住宅及在住宅区域内投资建设的分布式光伏发电项目，由各县级市、区实行备案。

二、项目备案操作规程

（一）企业项目备案 1.项目备案的流程

（1）项目投资企业向项目属地发改部门申请项目备案，属地发改部门经初审后报苏州市发改委；

（2）项目投资企业填写项目备案申请表（表格从苏州市发改委网站下载）及备案所需提供的相关材料，报苏州市行政服务中心发改委窗口；（3）窗口受理并通过形式审查，拟文交能源处、法规处会签；（4）会签通过并经办公室核稿，交分管主任审定；

（5）分管主任审定并签发后，交办公室打印并由窗口盖章；（6）备案文件由窗口交属地发改部门。2.备案需提供的材料

（1）属地发改部门的项目备案请示（2）项目备案申请表

（3）项目投资企业营业执照，法人代表身份证

（4）项目所依托建筑物（设施）房屋产权证（土地证）

（5）房屋租赁合同和合同能源管理协议（如建筑物非项目建设单位所有）（6）载荷复核计算书（7）技术方案

（二）自然人项目备案 1.项目备案的流程

（1）自然人直接向项目属地电网企业申请登记；

（2）属地电网企业集中一批项目后，向属地发改部门申请备案；（3）属地发改部门按属地所规定的备案流程办理备案。2.备案需提供的材料

（1）属地电网企业的项目备案请示（2）电网企业的并网接入意见

三、项目备案操作要点

（一）合同能源管理协议可包含房屋租赁合同。

（二）载荷复核计算书必须由有资质的建筑设计单位出具。

（三）技术方案由光伏发电设计能力的单位提供。

（四）项目投资企业不得自行变更项目备案文件的主要事项，包括投资主体、建设地点、项目规模、运营模式等。

（五）自然人的集中备案项目应视作一个项目实行备案管理。

（六）电网企业直接受理自然人登记申请后，应对住宅的房屋产权证或住宅区域内物业及相关邻里的意见、房屋载荷的安全证明以及技术方案进行审核，确认符合相关要求后，再集中向属地发改部门申请备案。

（七）自然人项目集中备案后，属地发改部门应将备案文件向苏州市发改委报备。

分布式光伏发电系统 篇6

前言

发展分布式电源是国家保障能源供应、优化能源结构、治理环境污染、建设生态文明的重大战略部署。分布式光伏发电作为最有发展前景的一种可再生绿色能源，被世界各国公认为是目前利用太阳能的最好方式。

一、分布式光伏发电政策现状

近年来，国务院各部委为鼓励分布式电源建设制订了积极的政策，下发了若干意见及通知，明确了要积极开拓光伏应用市场、加快产业结构调整和科技进步、规范产业发展秩序、加强并网管理和服务、完善支持政策等措施。

1、大力支持用户侧光伏应用。开放用户侧分布式电源建设，支持和鼓励企业、机构、社区和家庭安装、使用光伏发电系统。对分布式光伏发电项目实行备案管理，豁免分布式光伏发电应用发电业务许可，所发全部电量纳入全社会发电量和用电量统计，并作为地方政府和电网企业业绩考核指标。

2、加强配套电网建设、完善并网服务。电网企业加强与光伏发电相适应的电网建设和改造，保障配套电网与光伏发电项目同步建成投产。接入公共电网的光伏发电项目，其接网工程以及接入引起的公共电网改造部分由电网企业投资建设。电网企业简化分布式光伏发电的电网接入方式和管理程序，为光伏发电全过程提供并网服务，优化系统调度运行，优先保障光伏发电运行，确保光伏发电项目及时并网，并全额收购所发电量。对分布式光伏发电项目免收系统备用容量费和相关服务费用。

3、完善电价和补贴政策。对分布式光伏发电实行按照电量补贴，根据资源条件和建设成本，制定光伏电站分区域上网标杆电价，通过招标等竞争方式发现价格和补贴标准。根据光伏发电成本变化等因素，合理调减光伏电站上网电价和分布式光伏发电补贴标准。根据光伏发电发展需要，调整可再生能源电价附加征收标准，扩大可再生能源发展基金规模。

二、分布式光伏发电设计选型

分布式光伏发电项目工程设计和施工建设应符合国家相关规定，并网点的电能质量应满足国家和行业相关标准。

1、电压等级选择。分布式光伏发电并网电压等级应根据装机容量进行初步选择，原则上是：8千瓦及以下可接入220伏;8千瓦～400千瓦可接入380伏;400千瓦～6000千瓦可接入10千伏;5000千瓦～30000千瓦以上可接入35千伏。最终并网电压等级应根据电网条件，通过技术经济比选论证确定。

2、接入方式选择。分布式光伏发电可以专线或T接方式接入系统。专线接入，是指分布式光伏发电接入点处设置专用的开关设备（间隔），如直接接入变电站、开闭站、配电室母线，或环网柜等方式。T接，是指分布式光伏发电接入点处未设置专用的开关设备（间隔），如直接接入架空或电缆线路方式。

3、電能消纳方式选择。分布式光伏发电按照电能消纳方式，可分为全部上网、自发自用余电上网、全部自用三种，由用户自行选择。用户不足电量由电网提供，上、下网电量分开结算，电价执行国家相关政策。全部上网是指所发电量全部送入公共电网，电网企业负责全额收购所发电量。全部自用是指所发电量全部用于满足客户自身使用，不足电量由电网企业按当地销售电价向用户提供。自发自用余电上网是指所发电量优先满足用户使用，多余电量上网（执行分布式光伏发电价格政策，按照当地燃煤脱硫机组标杆电价由电网企业收购），不足电量由电网企业按当地销售电价向用户提供。这种模式实现了分布式光伏发电的就地消纳，多余电量卖给市电，不足电量由市电供给。电网企业最新规定：对于利用建筑屋顶及附属场地建成的分布式光伏发电项目（不含金太阳等已享受中央财政投资补贴项目），发电量已选择为“全部自用”或“自发自用余电上网”，当用户用电负荷显著减少（含消失）或供用电关系无法履行时，允许其电量消纳模式变更为“全部上网”模式。

三、RH公司案例研究

1、项目背景。RH公司是一家从事新能源产业的高科技公司，其分布式光伏发电项目建设规模包括光伏屋顶发电系统及相应的配套并网设施，全部采用固定式支架安装，使用1栋建筑屋面，面积约4万2。项目建设地年参考辐射量值约1478kW·h/m2，属于太阳能资源较丰富地区，具有良好的开发应用价值。

2、项目概述。RH公司分布式光伏发电总装机容量为4.6MWp，光伏发电机组分为2个1MW子系统和2个1.25MW子系统，每个光伏子系统连接一座1MVA或1.25MVA箱式升压变压器，组成子系统——箱式站单元接线，该单元接线将子系统逆变组件输出的0.28kV电压通过升压变压器升压至10kV，4台升压变压器的高压侧接至10kV母线，汇流后以10kV电缆线路接至公司10kV配电室10kV母线，并经该公司10kV专用线路并入电网企业的110kV 变电站主变10kV出口，电能消纳方式选用自发自用余量上网。

3、效益分析。本工程投产后，按照全电量电价补贴标准以及当地燃煤机组标杆上网电价收购价格测算，20年销售总额达7300万元，缴纳所得税1500万元，实现净利润约5500万元，工程的建设和运行给当地财政带来较大的税收收入。本工程投产后经测算，20年年平均发电量为545.71万kW·h，同燃煤火电站相比，每年可为国家节约标准煤550.6t，每年约减少SO2排放量163.86t、NO2排放量15.57t、CO2排放量4740.97t。本工程是绿色工程，从节约煤炭资源和环境保护角度分析，具有较为明显的经济效益、社会效益和环境效益。

四、结语

分布式光伏发电系统 篇7

1 光伏发电应用现状

据悉, 2013年河南省电力公司受理分布式电源用户143个, 并网发电用户32个, 累计发电量1361.34万千瓦时, 2014年河南省并网新能源用户303家、发电容量35.7万千瓦。这充分说明分布式光伏发电技术在河南省已广泛应用。

近几年, 国家对光伏发电较为重视, 国家和地方政府相继出台了一系列促进光伏产业发展的相关政策, 与此同时, 农村地区消费者逐渐认可光伏产品, 越来越多的居民开始使用家用太阳能电源产品。光伏应用市场发展较为迅速, 比如格力的光伏空调, 这些项目顺应市场需求, 节能意义巨大, 将成为今后的发展趋势。

2 系统设备组成及技术要求

目前应用最广泛的分布式光伏发电系统, 是建在建筑物屋顶的规模较小的光伏发电项目, 比如在居民自建房屋、城市居民小区、学校、医院、党政机关、产业集聚区厂房等建筑屋屋顶, 或者利用荒山、荒地大面积建设光伏发电系统, 该类项目须接入公共电网, 运营模式采用“自发自用、余量上网、就近消纳、电网调节”, 与公共电网一起为附近的用户供电。

2.1 安装需要考虑的因素

在计划安装分布式光伏发电系统前, 需考虑以下因素:安装的环境条件以及当地的日光辐射情况, 系统需要承受的负载总功率大小, 系统输出和并网电压等级, 以及使用直流电还是交流电, 系统每天需要工作的小时数, 如遇到没有日光照射的阴雨天, 系统需连续工作的天数。

2.2 分布式光伏发电系统设备组成

分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备, 另外还有供电系统监控装置和计量装置。

家庭用并网型分布式光伏系统由于规模不大, 汇流箱和交直流配电柜可以不用。一般太阳能发电系统主要由太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器组成。

太阳能电池板:这是太阳能发电系统中的核心部分, 也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能量转换为电能, 或送往蓄电池中存储起来, 或推动负载工作。太阳能电池板按照发电效率由低到高的顺序有以下4种:非晶硅薄膜太阳能电池、多晶硅电池、单晶硅电池和薄膜复合晶硅电池。

控制器:太阳能控制器的作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压, 快速、平稳、高效的为蓄电池充电, 并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方, 合格的控制器还应具备温度补偿的功能。

蓄电池:一般为铅酸电池, 小微型系统中, 也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来, 供负载使用。

逆变器:太阳能直接输出一般都是直流12V、24V、48V, 为了向交流220V的家用电器提供电能, 需要使用逆变器。效率是选购逆变器的重要标准之一, 效率越高, 在光电组件产生的直流电转换成交流电的过程中产生的电量损耗越少。

2.3 接入系统的方案及技术要求

在国家电网公司《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》中规定, 公司为分布式电源项目业主提供接入系统方案制订和咨询服务。接入光伏发电项目申请受理后25个工作日内, 公司负责将10千伏接入项目的接入系统方案确认单、接入电网意见函, 或380伏接入项目的接入系统方案确认单告知项目业主。

接入系统方案的内容应包括:分布式光伏发电项目建设规模 (本期、终期) 、开工时间、投产时间、系统一次和二次方案及设备选型、产权分界点设置、计量关口点设置、关口电能计量方案等。其中, 系统一次包括:并网点和并网电压等级、接入容量和接入方式、电气主接线图、防雷接地、无功配置、互联接口设备的选型等;系统二次包括:保护、自动化配置要求以及监控、通信系统要求。

接入方式一般有三种:专线接入公网、T接方式接入公网和通过用户内部电网接入。

分布式光伏发电系统应以单点方式接入配电网, 接有分布式光伏的低压配电台区, 不能与其他台区建立低压联络 (配电室、箱式变低压母线间联络除外) 。分布式光伏接入系统方案应明确公共连接点、并网点位置, 并对接入分布式光伏的配电线路载流量、配变容量进行校核, 以满足光伏发电上网和离网后用户用电需求。

通过用户内部电网接入时应注意以下技术问题:并网点应安装易操作, 具有明显开断指示、具备开断故障电流能力的开断设备。分布式光伏电能计量装置应具备电流、电压、电量等信息采集和三相电流不平衡监测功能, 采集数据上传至相关电网调度部门。接入380伏配电网的分布式光伏, 宜采用三相逆变器;接入220伏配电网的分布式光伏, 应校核同一台区每相接入的光伏发电总容量, 防止三相功率不平衡。接入220/380伏配电网的分布式光伏并网验收时, 应测量其并网点谐波。

3 发展前景

分布式光伏发电系统是近年提出的“微电网”的一部分, 是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统, 它既可以与外部电网并网运行, 也可以孤立运行, 对负荷实现多种能源形式的高可靠供给, 是传统电网向智能电网的过渡, 所以建设分布式光伏发电系统对智能电网的建设意义重大。

摘要：分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的新能源综合利用技术。本文从分布式光伏发电系统的现状、设备组成和技术要求等方面, 简单阐述了光伏发电技术的应用和发展前景。

关键词：分布式发电,光伏发电,系统组成,政策

参考文献

[1]关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见.国家电网公司, 2012.

[2]韩学栋, 王海华, 李剑锋.小型分布式光伏发电系统设计.电力建设, 2014.

[3]阮小东.分布式光伏发电关键问题.储能技术, 2013.

分布式光伏发电系统 篇8

目前国家对建筑节能减排工作以及对新能源和可再生能源的开发和利用给予高度的重视和大力的政策支持,使得中国对太阳能利用的投入不断加大,取得了一定的节能效益,同时也暴露出一些问题:

(1)在民用建筑领域,太阳能仅用于采暖(制热),太阳能发电仍未在建筑领域大规模投入使用。

(2)在民用建筑领域,冷热源设备具有不同的制冷(热)量规格,如常见的有1.5匹以下的单冷式空调机,3匹以下的分体式冷暖两用型空调机等等。这些不同规格的冷热源设备按照实际功率折算后可以划分1~3 k W级别、3~5 k W级别和5 k W以上级别。而这些冷热源设备在使用时并不进行如此分类,直接并联在城市电网中,并依赖于城市电网。市电网属于高品质电能,其要求全年都具有较高的稳定性。而对于部分冷热源设备,例如3 k W以下级别的热泵空调装置,其用电负荷具有季节冲击性的特点。将各种冷热源设备直接接入城市电网这种简单盲目的做法将会对城市电网带来巨大的影响,加大了电网的监测和调控的难度,增加了供电和用电成本的同时,也加重了对环境的破坏。另一方面,当并联的冷热源设备或其他负载过多时,尤其是在用电高峰期,城市电网往往因为用电负荷过大而采取分区分时限电的方式,严重影响了用户的正常生活和工作。

(3)在民用建筑领域,由于建筑面积、建筑围护结构形式、建筑高度层次以及建筑不同的当阳面受到的太阳辐射强度不同、能够实现持续性光电的时间也不同的影响,加上不同的光电装置的发电量和发电效率不一致,最终导致光伏发电的电能品质不同,从而传统的光伏发电和应用模式不能直接套用在建筑领域中,加大了光电在建筑领域的应用难度,阻碍了光电与建筑一体化技术的发展。

1 系统介绍

1.1 系统方案可行性分析

从建筑结构的角度来看,由于同一座建筑物具有不同的当阳面,同时不同层次的建筑所受的太阳辐射强度也有所不同;其次,在建筑物周围空地设置的光伏发电装置具有更大的受光面和更好的采光质量,因而在单位面积下其具有更高的发电效率和发电量[3]。不同区域、不同发电装置发出电能品质不一样,这些不同品质的电能又不易直接联合使用,如此便为我们采用分布式光伏发电的理念提供了可能性[4]。

从建筑冷热源的角度来看,我们可以将目前常见的冷热源设备主要划分为如下几类,如表1所示。

从表1中可以看到,在民用建筑领域中,冷热源设备一般分布在5 k W以下。这部分设备的用电负荷具有明显的季节冲击性的特点。而目前,这些设备采用市电网直接供电,其对城市电网的稳定性和安全性冲击较大,不仅加大了电网监控难度,增加了供电和用电的成本,也给环境带来了巨大的压力。另一方面,这些冷热源设备大规模地直接使用市电网,在用电高峰期会造成区域性用电负荷过载,使得有关部门不得不采取分区、分时供电的方法来缓解用电压力,严重影响了正常的工作休息。考虑到太阳能这种能源同样具有季节性、不稳定性的特点,可以利用太阳能为民用建筑领域中的冷热源设备进行供电驱动。

从实际市场来看,在家用空调领域,用户对3 k W以下级别的冷热源设备系统采用太阳光电来驱动具有较大的兴趣和较高的接受度。而且,现在已经完成了3 k W级别的光电独立驱动冷热源设备示范案例。从实际运行情况来看,系统运行效果较好,同时可操作性也较高。因此,利用分布式光电源驱动建筑冷热源设备亦具有很大的市场潜力。

这样来看,将分布式光伏发电系统同建筑冷热源设备有机地结合起来,可以在有效利用太阳能这种可再生能源,减少环境污染的同时,又可以充分保证城市电网的稳定性和安全性,还可以减少城市电网用电负荷,达到一定的电力调峰作用。因此,分布式光伏与冷热源耦合系统是一种值得我们研究和发展的系统。

1.2 系统的组成

1.2.1 系统各部分结构

本文所探讨的分布式光伏与冷热源耦合系统,由以下各部分系统或组件构成:太阳能电池板、蓄(供)电系统[5]、DC-AC逆变器[5]、优先控制器,下面对其进行具体说明:

(1)太阳能电池板

本文所探讨的系统,引入了分布式电源的理念[6,7,8],可以完全根据实际的建筑围护结构和太阳能电池板铺设情况,来确定太阳能的发电品质并确定太阳能电池板的连接方式。

如图1建筑物左视图中所示:红色的网格即为铺设在建筑外围护结构上的光电池板9。对于第一区域1,其受太阳辐射强度以及持续时间一致,因此可以将该区域的所有太阳能电池板串并联在一起作为一个分布式电源。

如图2建筑物前视图中所示:对于第二区域3和第四区域5区域,分别属于建筑物的第一层和第二层,由于第二层有阳台,对第一层起到一定的这样作用,因而一二层前视面受太阳辐射强度以及持续时间不一致,所以每一层单独作为一个分布电源。而第三区域4是第二层阳台区域,第五区域6是坡屋面,当阳面不同,所受太阳辐射强度亦不同,都要单独设置为分布电源。

同样,在图3建筑物后视图和图4建筑物右视图中,第六区域8、第七区域7和第八区域2区域都应该设置为分布电源。按照不同的区域划分,设置好太阳能电池板地连接方式之后,不同的分布电源再同各自相对应的DC-DC变换器连接。

如图5所示,该图是本发明中布置在建筑空地处的一种形式的太阳能发电装置示意图。其设置在建筑物周围的空地处。该装置的结构较为简单和任意,可以根据建筑空地的实际面积等因素,选择不同的结构形式,例如:可以智能地旋转跟踪太阳或者简单方便地固定在空地上。其结构形式不在本文探讨内容之内,本文以跟踪式的为例。由该光伏装置发出的电,同上述一样,经过连接导线送至各自适配的DC-DC变换器。

(2)蓄(供)电系统

蓄电系统是本系统中重要的组成部分,具体由DC-DC变换器、铅蓄电池组、蓄(供)电控制电路组成。

由图6系统示意图可以看出:铺设在不同建筑当阳面和建筑层的光电池板(9)以及不同位置的光伏发电装置与各自配套对应的DC-DC变换器(10)串联,各个所述的DC-DC变换器(10)各自串联有蓄(供)电控制器(11),每个所述的蓄(供)电控制器(11)各自并联有蓄电池组(12),各个所述的蓄(供)电控制器(11)分别串联有DC-AC逆变器(13),每个优先控制器(14)设有四组端口,每个所述的DC-AC逆变器(13)各自与所述的优先控制器(14)的一组输入端口串联,所述的优先控制器(14)的一组输出端口与冷热源设备(16)电连接,还有两组输入输出混合端口,用来优先控制器(14)之间的相互并联和输出至城市电网(15)。

在本系统中,由于引入了分布式电源的概念,因而光电板的组合并不是按照电压、电流和功率需求进行简单的串联或并联的。因而,为了得到足够的电压,引入了直流升压电路,此电路的作用就是将直流电升压到一定的电压,如400 V左右。然后再进行逆变,得到工频50 Hz的交流电,再供给负载或并网使用。

在本系统中,蓄电系统一方面可以将富裕的光伏电能储存起来,最大限度提高太阳能的有效利用效率;另一方面又可以作为独立的电源,在无法进行光电转换或光电不足时使用,或者作为备用应急电源,满足用户紧急需求。

(3)DC-AC逆变器

由光电池板(9)光伏作用发出的电能和蓄电池组(12)提供的电能都是直流电,一般是无法直接用于生活和工作用电的,而且无法同市电网进行并网,此时就需要将直流电转换为交流电。由图6可以看出,DC-AC逆变器(13)串联在蓄(供)电系统和优先控制器(14)之间,用以将蓄(供)电系统输出的直流电转换成为工频50 Hz的交流电,然后经过优先控制器选择输出到相应的负载端或者市电网。

(4)优先控制器

如图6所示,在本发明中,优先控制器(14)串联在DC-AC逆变器(13)之后,优先控制器(14)之间相互并联。每个优先控制器(14)都有一组输入端口、一组输出端口,两组输入输出混合端口。其中优先控制器(14)的输出端口接建筑冷热源设备(16),混合端口分别接城市电网(15)和另一组优先控制器;其他优先控制器的输出端口接如:1.5 k W级别的空调装置,3~5 k W级别的热泵装置、5 k W以上级别的冷热源装置,混合端口用于优先控制器(14)之间的并联。其主要作用是:判断冷热源设备的用电需求,并优先同蓄(供)电系统提供的电能进行匹配。低品质需求的负载匹配低品质电源,高品质需求则匹配高品质电源或者混合电源,多余的电能则并网使用。

1.2.2 系统连接方式

本文所探讨的分布式光伏与冷热源耦合系统按照如下方式进行连接:多组铺设在不同建筑当阳面和建筑层的光电池板(9)各自配套对应串联有DC-DC变换器(10),各个DC-DC变换器(10)各自串联有蓄(供)电控制器(11),每个蓄(供)电控制器(11)各自并联有蓄电池组(12),各个蓄(供)电控制器(11)分别串联有DC-AC逆变器(13),优先控制器(14)设有四组端口,DC-AC逆变器(13)各自与优先控制器(14)的一组输入端口串联,优先控制器(14)的一组输出端口与冷热源设备(16)电连接,还有两组输入输出混合端口,用来优先控制器(14)之间的相互并联和输出至城市电网(15)。

2 系统运行

本文所探讨的系统具有如下三种工作模式:

(1)耦合系统独立工作模式。此种模式,一般运行在光照充足的条件下,此时光伏发电系统脱网运行,分布式光伏电源独立供电时就是一个微型的电网系统。其运行示意图如图7所示。

(2)耦合系统脱网工作模式。这种模式下,通常是处在阴雨天气或者夜晚,光伏发电无法正常工作,此时只能靠蓄电池组工作为冷热源设备辅助供电。其运行示意图如图8所示。

(3)耦合系统并网工作模式。这种模式同模式一类似,工作在较好的光照条件下。光伏发电系统可以发出充足的电能,既可以满足所有的负载,又有富裕的电能给蓄电池充电;当蓄电池组充电完成的时候,又可以并网运行。其工作示意图见图9所示。

3 系统特点

本文中所探讨的分布式光伏与冷热源耦合系统具有如下几个特点:

(1)本系统根据建筑的外围护结构形式和不同的建筑空地,在不同的当阳面铺设太阳能光电池板,并在不同的建筑空地处设置光伏发电装置;然后,不同当阳面、不同建筑层以及不同的光伏发电装置的太阳能光电池板单独连接逆变器,转换成为负载可直接使用的市电。这样,实际上不同当阳面、不同建筑层或不同发电装置的太阳能光电池组便是一个相对独立的分布式电源。最后,由同用户负载连接的优先控制器来判断建筑冷热源设备或其他负载的用电需求,并优先同不同的分布式电源进行匹配,自适应选择不同的分布式电源进行供电驱动。由此,每个独立的分布式电源与负载就构成了一种微型的电网。富裕的光电则可以对蓄电池进行充电,以满足应急要求以及晚上无法产生光电时的用电需求。

(2)本系统实际上是一种微型的电网系统[9],采用了分布式电源供电的理念,不仅能够有效解决因为各种物理因素造成的光伏发电品质不同而不便于统一并网的问题以及传统光伏发电系统太阳能利用率不充分的问题,最大限度地利用太阳能这种可再生型能源;同时可以对建筑冷热源设备进行准确分类并智能供电驱动,减小建筑冷热源设备对用电高峰期城市电网的压力,有效缓解当今社会的能源压力、用电压力和用户的使用费用。

(3)本系统成功解决了太阳能发电在建筑中不能批量集中应用的难题,为建筑、光电一体化技术提供了一个良好的发展方向,为建筑绿色节能技术提供了一种新的模式。此项技术的应用可以带来较好的生态效果以及显著的节能效果,在不影响建筑美观的情况下,有效利用建筑围护结构和空间,为建筑冷热源设备或其他负载提供独立的电力支持,在用电高峰期减少建筑冷热源设备对市电网的依赖,起到一定的电力调峰作用,可以有效减少20%的电力负荷。

4 系统发展现状及问题

目前,国内外对分布式光伏发电系统研究较多,其微电网控制研究也已取得一定成果。但是,分布式光电同建筑冷热源设备直接耦合的研究尚未开展起来。

本文首先提出了分布式光伏发电同建筑冷热源耦合的系统方案,其分布式光伏发电的微电网理念、同建筑冷热源设备耦合的方案设计具有较高的研究价值,为建筑光电光热一体化的进一步发展提供了一个很好的思路和平台。

通过本系统的研究,还带来了新的问题:

(1)由于本系统采用分布式光伏发电理念,一部分光电板分布布置在建筑外围护结构上,其必然会影响到建筑物实际的冷热负荷。因而,在系统设计时,传统的相关设计参数要求已不再适用,要选用新的建筑物冷(热)负荷计算方法以及相关计算参数。

(2)由于本系统中建筑冷热源设备采用分布式光电源辅助驱动,这是一种新的设计理念。因而在节能设计评估的时候,要重新制定和研究其相关的评估、检测方法,选用新的可参考标准。

5 结论

到目前为止,分布式光伏电源仍然大量用于照明、信号灯系统等。课题组则已经完成了一个以太阳能光伏电源独立驱动空调设备的示范案例,系统整体运行良好。本文即在此案例基础上探讨了这种分布式光伏电源与建筑冷热源耦合系统,该系统第一次将分布式电源的设计理念和建筑冷热源的驱动智能化地耦合在了一起,既利用了建筑围护结构又一定程度上有效减少了建筑冷热源设备对城市电网的冲击,为光伏建筑一体化和绿色建筑节能技术提出了一种崭新的理念形式和技术平台,具有较高的科研和实践价值。同时,本系统的提出又带来了新的问题,如:建筑冷热负荷计算、设备性能评价等,这些问题有待于进一步地研究和解决。

参考文献

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[4]钱军,李欣然,惠金花,等.分布式发电和微电网的研究综述[C].2008全国博士生学术论坛:电气工程论文集,2008.

[5]王任辉.小型单相太阳能光伏并网系统的研究[D].上海:上海大学,2006.

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[7]徐海荣,钟史明.分布式能源系统:太阳能发电简介[C].可再生能源规模化发展国际研讨会暨第三届泛长三角能源科技论坛论文集,2006.

[8]谷永刚,王琨,张波.分布式发电技术及其应用现状[J].电网与清洁能源,2010,6(26):38-43.

[9]赵春江.并网.微网.智能网.全球联网[J].电网与清洁能源,2010,6(26):5-9.

发展分布式光伏发电面临的问题 篇9

Citation:ZHENG Li-ping, KUANG Hong-hai, DING Xiao-wei, et al.The Problems of Developing Distributed Photovoltaic Generation[J].The Journal of New Industrialization, 2016, 6 (9) :18-26.

0 引言

我国是世界最大能源生产国和消费国, 传统能源生产和消费模式已难以适应当前形势。在倡导建设资源节约型、环境友好型社会的同时, 推动分布式能源革命势在必行、刻不容缓。从太阳能发电的优点来看[1], 发展分布式光伏发电是节能减排的重要途径之一。

我国有76%的国土光照充沛, 光能资源分布较为均匀, 全年辐射总量为917~2333k Wh/m2, 理论总储量为147×108GWh/a, 资源优势明显[2]。因此, 分布式光伏发电[3]终将成为集中供电不可或缺的重要补充。

本文简要概述我国分布式光伏发电的发展现状和分布式光伏发电系统存在的问题, 介绍分布式光伏发电并网对电力系统电压稳定性影响的研究现状。最后指出分布式光伏发电的应用前景。

1 我国分布式光伏发电发展现状

当前, 我国光伏产业的发展面临巨大挑战[4], 尤其是在我国光伏产品经历欧债危机和遭遇欧美的“双反”之后, 光伏产品在国外市场持续低迷。国家为了推动光伏发电产业持续健康发展, 出台一系列支持、鼓励太阳能光伏发电的政策。

2009年, 我国启动了“金太阳”工程和光电建筑示范项目[5], 中国的分布式光伏发电得到了迅速推广。

2015年11月, 中电国际首个分布式光伏发电项目——洛阳一拖6MWP分布式光伏发电项目实现了“自发自用, 余电上网”的分布式光伏发电模式, 这对分布式光伏发电的推广起到积极的作用。

我国分布式光伏发电虽然比日本、美国、欧洲等发达国家起步得晚, 但是在相关政策的激励下, 我国分布式光伏发电发展的新阶段即将到来。2010年, 全球太阳能电池年产量1600万千瓦, 而我国光伏电池产量达1000万千瓦[6]。虽然我国光伏发电总装机容量大, 但分布式光伏发电所占比例却非常小。根据国家能源局最新公布数据, 到2015年6月底, 全国光伏发电装机容量达到3578万千瓦, 其中, 光伏电站3007万千瓦, 而分布式光伏发电只占总装机容量的16%不到。1-6月全国新增光伏发电装机容量773万千瓦, 其中, 新增分布式光伏装机容量只有104万千瓦。

2 分布式光伏发电系统存在的问题

分布式光伏发电环保效益突出, 是我国现在乃至未来重点推广发展的电力生产方式之一。近年来, 光伏发电技术发展迅速, 加上政府大力推出相关政策, 使光伏发电不断从大规模集中开发向分布式模式发展。但是, 在分布式光伏发电推广的过程中还存在一系列问题, 使光伏产能利用率并不高。

2.1 分布式光伏发电系统应用面临的问题

一是资源问题。屋顶资源是目前分布式光伏发电发展面临的主要问题之一。中国屋顶资源虽多, 但满足面积大、结构好、承重强的优质屋顶资源稀少。由于屋顶的承重和结构都是预先设计好的, 所以不是所有的屋顶都符合电量自发自用90%以上的条件, 这也阻碍了家庭分布式光伏的推广。

二是项目融资问题。一方面, 在实际操作过程中, 企业普遍存在对电站分享收益积极性不高、怕麻烦的心态, 且企业继存的问题导致屋顶光伏发电系统存在一定的不确定性, 也在很大程度上影响了投资者的信心。很多企业内部程序多、手续复杂, 这也导致分布式光伏电站建设的推进速度缓慢。另一方面, 对投资者而言, 开发分布式光伏发电收益风险较大。在“脱硫标杆上网电价+补贴”模式下[7], 如果用户的用电需求出现萎缩, 发电方只能选择余电上网, 那么其整体收益会大大缩水。构建长期、稳定、低成本的融资渠道是分布式光伏发电发展壮大的重要前提, 投资和收益的不成比例使得融资一直缺乏吸引力。

三是政策问题[7]。尽管近年来国家多次对分布式光伏发电给予政策支持, 部分地方政府也出台了各自的补贴政策, 但由于审批程序繁琐、度电补贴政策不明朗、监管不力、自有屋顶产权较少等因素, 分布式光伏电站仍未能得到很好的推广应用。

2.2 分布式光伏发电系统并网对公网的影响

光伏发电系统可分为离网型和并网型[8], 不同的并网方式对公网的影响各不相同。离网型的分布式光伏发电对公网没有影响;并网型的分布式光伏发电会造成电压波动。并网且向电网输送功率的并网方式, 还会影响继电保护的配置。以下主要分析并网型分布式光伏系统对公网的影响。

一是对电网规划的影响。分布式光伏发电系统并网后会加大了其所在区域的负荷预测难度。分布式电源的接入改变了既有的负荷增长模式, 这不仅使配电网的改造和管理变得更为复杂, 还给电网的规划设计带来不利的影响。

二是对电能质量的影响[9,10]。分布式光伏发电的接入改变了馈线上的电压分布, 由于接入的电源点比较分散, 规模又比较小, 这在很大程度上加大了电源协调控制的困难, 对电网的电压稳定和频率安全等方面都造成了一定的影响[9]。通过逆变器[9]接入电网的分布式光伏发电系统的开停机以及发电站补偿电容器投切都会对电网带来谐波污染, 进而影响电能质量。在分布式光伏发电系统并网接入后, 电网的电压波动与闪变次数增加, 常规电源对电网的调控能力也会相应减弱, 这对于电网的安全稳定运行控制是极为不利的。

三是对继电保护的影响。我国当前的电网大多为单电源放射状结构, 多采用速断、限时速断保护形式, 不具备方向性。分布式电源并网后, 其注入功率会使继电保护范围缩小, 降低电网正常运行的可靠性, 在其他并联分支故障时, 会导致安装在分布式光伏发电上的继电保护发生误动作。

四是孤岛故障。孤岛故障[11,12,13]会对电网的运行造成许多的危害, 首先是危及电力线路维护人员的生命安全, 其次是在一些特殊情况下断开供电时会损坏用电设备, 在电网恢复供电瞬间并网发电系统电压的相位与电网电压相位不同步而产生强大的电流冲击。

3 分布式光伏发电并网系统电压稳定性研究现状

电压是衡量电网电能质量的重要指标, 因此, 改善光伏发电并网系统电压的稳定性是光伏发电系统研究的主流。目前, 分布式光伏发电并网系统电压稳定性研究现状如下:

文献[14]根据光辐射和光伏输出的关系搭建了光伏出力的数学模型, 再根据日辐射曲线描述光伏发电系统一天的出力情况。通过日辐射曲线来计算一天的动态潮流。最后指出光伏容量受限是由于光伏接入点电压升高。

文献[15]研究了分布式光伏发电并网在注入有功基础上进行相应无功补偿, 在考虑光伏发电有功功率对线路电压分布的变化的同时考虑光伏发电注入功率与无功补偿对配电网电压变化影响;在考虑网络损耗对光伏的接入位置、注入容量的同时研究网络损耗与电压值对分布式光伏发电并网影响规律。改进后的理论应用于实践中, 大幅度提高了线路各节点电压, 改善了电压质量。文献[16]分析了光伏分布式电源接入配电网后, 配电网对其接纳能力及光伏并网后对配电网电压降落的影响。并结合实际情况通过计算来选择光伏接入配电网的最优位置。

文献[17]运用PSCAD软件构建了一个分布式光伏发电系统仿真模型, 分析了负荷增加、光照强度突降、环境温度增大以及负荷母线发生短路故障等扰动对负荷电压稳定性的影响。并指出, 当负荷电压接近电压稳定限定值正常运行时, 光照强度突降会使负荷母线电压失去稳定;温度变化对负荷电压的影响甚微;短路故障消除后负荷母线电压则能够快速得到恢复, 不会导致电压失稳。文献[18]考虑了天气类型、大气温度和太阳辐射强度等因素的影响, 对光伏发电系统的短期输出功率预测进行了探索研究。并基于现有预测模型成果, 提出了一种改进预测方法。

文献[19]根据广义负载概念建立光伏发电并网系统电路模型, 研究结果表明电压波动与广义负载功率波动、功率因数、接入配电网电压等级的关系较大, 并指出提高电压稳定性的方法。

文献[20]基于MATLAB软件搭建了单级式并网光伏发电系统与TCR+FC型静止无功补偿器模型, 通过设置电网侧发生各种类型故障, 仿真分析比较静止无功补偿器投入前后故障点暂态电压恢复特性, 以此来增加并网光伏发电系统连接地区电网暂态电压的稳定性。文献[21-22]提出了通过改善系统结构, 加强系统联系, 以提高电压稳定性的措施。

基于以上研究现状, 指出通过提高并稳定光伏发电并网点负载功率因数来改善分布式光伏发电并网系统运行效果。并且需要在光伏并网系统中增加储能元件来保证系统电压的稳定性, 以达到持续稳定地输出电能。考虑釆取无功电压控制方法来改善并网点的电压稳定性, 以提高电网接纳光伏能力。基于文献[20]提出的采用TCR+FC型静止无功补偿器的方法, 考虑采用TCPC (并联补偿) 的无功补偿技术来改善光伏并网系统电压稳定性, 并将与SVC补偿法作出比较。

4 结语

随着传统能源消耗量的迅速增加以及环境污染问题日趋严重, 充分利用太阳能发电是可持续发展的重要措施。虽然分布式光伏发电并网系统还存在一些问题, 但是分布式电源技术日趋成熟, 国家政策大力支持, 分布式光伏发电的应用范围在不断的扩大。从长远的发展角度来看, 分布式光伏发电作为集中供电不可或缺的重要补充, 必将成为我国未来能源领域的一个重要发展方向。

摘要：在煤炭资源紧缺的时代, 开发和利用环保、可再生资源是未来社会持续发展的基本要求。分布式光伏发电作为一种新型的能源, 在未来它的发展前景光明。本文简要概述了我国分布式光伏发电的发展现状, 总结了分布式光伏发电系统存在的问题, 重点介绍了分布式光伏发电并网对电力系统电压稳定性影响的研究现状。最后阐述了分布式光伏发电的应用前景, 为分布式光伏电源并网提供了参考。

分布式光伏发电并网的效益分析 篇10

随着现今世界范围内能源供应的愈发紧张, 使得分布式新能源的发展成为了世界范围内各个国家着重研究的一项能源解决措施。对于我国来说, 作为一个能源消耗大国, 发展新能源产业, 是必由之路。而发展光伏产业, 为国民经济提供可靠的清洁可再生能源, 无疑有着非常高的经济效益和社会效益。就目前来看, 我国虽然在光伏产业方面具有较大的规模, 但是在产品消费方面依赖出口的现象还是较为严重, 并在近年来因为欧美市场金融危机的出现使得我国的光伏产业面对着较大的困境。对此, 就需要我国能够积极的转变这种严重依赖国外消费市场的情况, 并通过分布式光伏发电并网成本与效益的良好分析为我们今后工作的开展作出保障。

二、我国光伏发电运营模式

目前, 我国的光伏发电运营模式主要有以下几个类型:统购统销模式;合同能源管理模式;自发自用模式。现就其具体内容加以分析。

(一) 统购统销模式

对于这种模式来说, 就是通过第三方对光伏发电的建设、投资以及维护等工作进行负责, 具有光伏发电的经营权, 并将全部的发电量都送入到公共电网之中, 且使供电企业对光伏发电量进行负责。在该模式中, 光伏发电以电源的方式在经过变电站或者低压母线实现上网功能, 并将电量运送到用户手中。同时, 这种方式的电源投资还能够获得我国政府所颁发的电价补贴或者建设补贴:首先, 在建设补贴模式中, 将根据燃煤脱硫机组标杆电价将发送的电量都输送到电网企业之中;其次, 在电价补贴模式中, 发电商也将根据标杆电价将这部分电量出售给电网企业, 且不需要对备用费以及接网费进行承担。对于这种电源直接上网的运行模式来说, 其能够有效的将分布式光伏对于电网运行可能造成的影响进行降低, 能够较好的帮助我们实现电价需求等管理措施, 目前, 在我国的很多地区都已经应用了这种运营模式。

(二) 合同能源管理模式

对于这种运行模式来说, 就是通过第三方投资者对光伏电源进行建设, 并保证发电量将优先满足位于同一地点的用户进行使用, 且不足的电量也会由相关企业根据实地电价对用户进行提供。在该模式中, 电量会在运输到低压电网之后再传输到用户手中, 且项目的投资方也会根据所运输的电量得到政府的一系列补贴。对于这种运行模式来说, 其能够较好的实现了发电的就地消纳, 且将多余的发送电量出售给市电, 而如果产生的电量不足则由市电进行供给。同时, 这种运行模式所具有的投资动机相对来说也较为复杂, 不仅具有主供他人应用的项目、也有自给自足的项目。而在这个过程中, 该项目的发电集团以及投资机构等等都具有通过出售电量而获得经济利润的需求, 对于我国目前所具有的光伏发电模式来说具有较大的挑战。

(三) 自发自用模式

自发自用模式, 即用户自己建设光伏电站, 所发电量优先自用, 多余电量上网, 不足电量由电网提供。分布式电源和用户位于同一地点, 且为同一法人。在这种模式下, 用户所发电量优先自用, 多余电量按照当地燃煤脱硫机组标杆电价卖给电网企业, 同时按全电量获得政府补贴;电网企业以当地销售目录电价收取下网电量电费。目前, 这些由用户自己投资的项目主要靠政府补贴和节省电费收回投资成本。

三、光伏发电获取效益的分析方式

下面, 我们就根据收益、成本的评估方式, 对目前我国分布式光伏发电并网领域所具有的运行成本以及获取收益情况进行一定的研究比对。在光伏发电获取效益的分析模式中, 主要具有以下几个步骤:

第一, 需要根据当地城市电网的发展现状、当地的太阳能资源等情况, 对光伏发电试点区域进行确定。

第二, 要根据试点区域的控制性详细规划以及该区域的发展规划开展空间负荷预测以及负荷总量预测工作。

第三, 根据我们所分析获得该地区负荷特征以及太阳能资源数据, 正式进行光伏发电负荷曲线以及出力情况的匹配分析工作。如下图所示, 图中的曲线对于时间的积分为电量, 其中的第一部分为光伏发电上网电量;第二部分为用户在光伏发电作为电源情况下的用电量;第三为用户在公共配电网作为电源的用户用电量。在对上述情况进行分析之后, 还需要我们能够结合当地的地域限制、投资规模等一系列因素对所要建设的光伏发电装机容量进行确定。

第四, 需要列出可能的光伏发电运营模式备选方案, 并对不同运营模式所具有的优缺点以及可行性进行全面的分析。

第五, 要根据发电选址地点目前的现状以及周围的环境进行考察, 并对在不同运营模式下光伏发电所具有的用户配电网改造方案以及接入方案等进行确定。

第六, 需要对不同运营模式下光伏发电的计算参数以及边界条件等进行确定, 比如对相关配电设备的造价、当地补贴政策以及电量基本价格等等数据, 要有准确得把握, 避免在数据信息方面的误差, 造成我们对实际收益方面的错误判断, 影响对实际效益的计算。

第七, 需要对不同运营模式下光伏发电的运行成本进行全面的计算, 主要包括光伏发电的初期投资费用、配电网的初期投资费用、相关设备的运行维护费用以及贷款利息等等。而除了这部分基本费用之外, 还具有停电损失费用、设备损耗费用以及房顶租金等等。通过不同运营模式的应用, 则能够使项目投资者能够获得不同的成本构成。

四、分布式光伏发电并网设计方案

(一) 并网方案分类

在方案确定中, 需要我们根据光伏发电的接入电压等级、接入点位置以及运营模式等确定并网工作的设计方案。对于最为常见的小型光伏电站来说, 目前主要具有以下两种并网方式:

1. 接入公共电网。

对于这种方案来说, 其较为适合应用在统购统销模式的光伏发电工作中。其中, 电网线路以及配电箱作为电网的公共连接点, 并将产权分界点以及并网点设置在同一点位。在这种并网方案中, 具有多点接入以及单点接入这两种情况, 不仅计量较为简单, 而且非常便于我们对其进行调度以及维护。其接线示意图如下所示:

2. 接入用户电网。

对于这种方案来说, 其更适合应用在自发自用模式以及合同能源管理模式中, 且同样将线路以及配电箱作为电网接入点, 而产权分界点同并网点则不会设置在同一个电位处。同时, 这种模式会在每个建筑的屋顶光伏电源作为单个单元, 之后再进入到楼内电压用户配电箱之中, 即将每个建筑中的配电箱低压入口作为电网的并网点, 并在进入低压入口之后通过低压线路的输送将电量传输到了周围的电网之中。

(二) 成本效益情况分析

1. 从电网设备所具有的寿命周期看来。

在政府电价补贴模式之下, 我们开展光伏并网工作所获得的成本效益将高于建设补贴的方式, 且这种方式能够较好的保障光伏项目的并网发电工作;这一模式对成本和效益以及其他方面的控制力效果更好。

2. 在电价补贴模式下。

由于我们所使用的方式为统购统销, 就会以光伏上网的方式对电价进行标杆, 而这就会使电的成本效益会高于合同能源管理模式以及自发自用管理模式。

3. 在光伏发电总成本以及获得的运行效益方面来看。

光伏电源单位装机成本对其具有较大的影响。比如, 在电价补贴模式中, 如果电源装机成本下降到10元/W p, 那么, 无论光伏发电所采用的是哪一种运营模式, 其都会在实际运行中获取一定的利润收益。

4. 当区域整体用电量较大时。

在自发自用的并网模式中, 用户能够具有更多的电量节约。对此, 我们则可以认识到自发自用模式同合同能源管理模式相比具有更好的成本效益。

五、结语

总的来说, 在我国目前的能源紧缺、急需发展新能源产业的大形势大背景下, 开展光伏发电产业是我们势在必行的一项工作, 需要我们在实际管理中, 能够不断对其引起充分的重视。在上文中, 我们对于分布式光伏发电并网的效益情况进行了一定的研究与分析, 而在实际工作开展的过程中, 也需要我们能够在联合实际的基础上以针对性措施的应用来获得更好的并网运行效益。

摘要：近年来, 我国对于能源的需求得到了较大的提升。在这种情况下, 发展可再生能源则成为了我国现阶段发展低碳经济的一项重要手段。在本文中, 将就分布式光伏发电并网的效益进行一定的研究与分析。

关键词：分布式光伏发电,并网,效益分析

参考文献

[1]陈碧波, 卢沛玄.风力发电并网运行的影响和相应对策[J].科技传播.2012 (17) :56-58.

[2]陈志磊, 牛晨晖, 李臻, 张军军.光伏发电并网标准发展[J].电力电子技术.2013 (03) :15-17.

分布式光伏发电系统 篇11

积极推进分布式光伏发电健康发展

——在分布式光伏发电现场（浙江嘉兴）交流会上的讲话

文■国家发展改革委副主任、国家能源局局长 吴新雄

分布式光伏发电现场交流会的主要任务，就是通过现场交流会，学习、研究分布式太阳能利用的好做法、好经验，推动解决分布式光伏发电发展中遇到的实际难题和矛盾，促进我国光伏产业健康发展。

一、注重实际效果，深刻认识发展分布式光伏产业的本质意义

（一）支持新兴战略产业健康发展

众所周知，我国在国际上能够主导市场的产业并不多，光伏产业是其中为数不多的一个。美国和欧洲的“双反”，就是要采取贸易保护的手段，对我光伏产业进行战略遏制，就是要独占国际光伏市场，抢占先进能源技术的制高点。在这场国际产业竞争中，我们一定要牢牢掌握主动权。经过近10年，特别是近几年的快速发展，我国已经形成了相对完整的光伏产业体系和巨大的生产能力，光伏电池产量占全球市场70%，在国际市场竞争中处于有利地位。但同时应该看到，我国光伏产业长期过多依赖国际市场，重生产、轻应用，产业发展不平衡，市场风险很大。近几年欧美等国“双反”给我国光伏企业带来了惨痛教训。这充分说明，只搞制造不行，必须加快拓展国内应用市场，构建完整的光伏产业体系。国务院出台促进光伏产业健康发展的意见，提高可再生能源电价附加，为拓展国内市场创造了条件。我们一定要乘势而上，大力发展分布式光伏发电，切实拓展国内光伏应用市场，实现从上游制造向下游应用的延伸，培育和完善产业链，实现我国从光伏制造大国向光伏产业大国的转变。尤其是浙江、江苏、江西、河北等光伏大省，更应充分认识、高度重视，切实提高责任感和使命感，在光伏应用上走在前列。只有这样，才能把光伏产业的命运掌握在自己手中，实现战略性新兴产业的持续健康发展，提升我国在国际市场上的话语权。

（二）优化我国能源结构，确保我国能源战略安全

6月13日，习近平总书记主持召开中央财经领导小组第6次会议，听取国家能源局关于我国能源安全战略的汇报，明确提出“四个革命”和“一个合作”，即：推进能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命和能源体制革命，加强全方位国际合作，强调着力形成煤、油、气、核、新能源和可再生能源多轮驱动的能源供应体系，保障国家能源战略安全。分布式光伏发电作为重要的清洁能源和可再生能源，拥有巨大的资源量和发展潜力。第一，在用电负荷达到30万千瓦的工业园区，安装屋顶光伏的规模可达10万千瓦，年发电量可占到工业园区用电量的10%左右，优化能源结构效果明显。第二，光伏发电负荷与工业用电负荷在时段上十分吻合，既能满足工业用电需求，又能“顶峰”发电，优化电力系统运行。第三，通过技术进步、降低成本，力争到2020年实现光伏发电用户侧平价上网，光伏发电将在替代化石能源、保障清洁电力供应方面发挥更大的作用。发展分布式光伏发电，对于提高清洁能源比重、优化能源结构具有十分重要的现实意义。只要各地区各企业高度重视、大力推动，总书记提出的推动能源生产与消费革命、保障国家能源战略安全就一定能够迈出更加坚实的步伐。

（三）改善我国生态环境，创新城乡用能方式

今年3月，国务院印发了《国家新型城镇化规划》，要求把生态文明建设全面融入城镇化进程，坚持可持续发展理念，大力发展可再生能源，提出到2020年城镇可再生能源利用比例达到13%。目前，国家能源局按照任务分工，正在抓紧制订《新城镇新能源新生活行动计划》。分布式光伏发电作为清洁、环保、无污染的可再生能源，是城镇新能源利用的现实选择。按照计划，到2020年，光伏发电将达到1亿千瓦，每年可减少燃煤5000万吨，在替代城镇煤炭消费和减少污染物排放方面发挥重要作用。同时，在5000到2万人的小型建筑群，使用LNG实现冷热电三联供，既能集中制冷、制热、发电，还能解决天然气调峰问题。这样就能实现能源的清洁化利用，改善城乡用能方式，实现新城镇、新能源、新生活。

（四）坚持集中式和分布式并重的方针，切实提高太阳能发电、用电的效率和竞争力

我国西部地区光照条件好，未利用土地辽阔，适宜发展集中式大型光伏电站，但度电补贴需求高，约0.6元以上，且当地用电需求小，大规模开发就地消纳困难，电力需长距离外送，变损、线损高，输变电投资成本高。东、中部地区分布式光伏发电，虽然平均利用小时数稍低，但电力易于就地消纳，且网购电价高，度电补贴需求少，约0.42元，与西部集中式光伏电站相比，用同样的补贴资金能够多支持30%—50%的光伏发电。坚持集中式与分布式并举，因地制宜推进分布式光伏发电，能够利用有限的财力物力，发展更多的光伏发电应用，更加有效扩大光伏产业的国内市场空间。同时，大力发展分布式光伏发电，有利于鼓励企业和地方协同，加强技术改造、创新商业模式、提高管理水平，积极探索和实践提高太阳能开发、利用效率的有效途径，更加高效地发好、用好、管好光伏发电，不断提高光伏发电、用电的效率，不断降低光伏发电建设成本、管理成本和用电成本，切实提高光伏发电的市场竞争力，为更大规模、更高质量拓展光伏应用市场，促进光伏产业持续健康发展创造条件。

（五）落实稳增长、调结构、促改革、惠民生的政策，为经济发展提供新的增长点

今年6月，李克强总理主持召开8省市经济工作座谈会时指出，当前我国经济运行总体平稳，但经济发展稳中有忧，下行压力仍然较大，风险和挑战不容忽视，要支持新兴产业中成长型、创新型领头羊和充满活力的民营经济小微企业。光伏产业是重要的战略性新兴产业，是创新型领头羊。今年1—5月，光伏发电新增装机300万千瓦，较去年同期增长100%，直接带动投资近300亿元。目前，光伏发电储备项目超过1000万千瓦，带动社会投资潜力巨大。在当前实体经济疲软，经济增长乏力的情况下，大力发展光伏产业和光伏应用，实现产业与应用的有机结合，以应用带产业，以产业促应用、促投资，对于培育和扩大新的经济增长点，稳增长、调结构、促改革、惠民生，促进经济持续健康发展具有重要的现实意义。

二、齐心协力，努力破解分布式光伏发电难题

（一）多措并举解决好屋顶问题

当前分布式光伏发电的重点是中东部地区电价较高、负荷较大、经济性较好的各类工业园区。建筑物屋顶拥有者、项目单位和用户不是同一主体，经济关系复杂，利益难以平衡，需要地方政府协调。各方面反映的“屋顶落实难”的问题，并不是没有屋顶资源，而是难以协调使用。嘉兴市采取统一配置屋顶资源的办法避免了开发企业恶性竞争和业主漫天要价的矛盾。秀洲区要求新建建筑物年综合能耗5000吨标煤的企业屋顶在符合安全的条件下必须安装光伏发电，这对解决“屋顶落实难”起到了根本性的作用。为做好屋顶资源的统筹协调，我们鼓励地方政府建立协调工作机制，引导建筑业主在符合安全的条件下积极开展或配合开展光伏运用，协调电网接入、项目备案、建筑管理等事宜。各地区可根据需要，对达到一定屋顶面积、符合安全条件且适宜安装光伏的新建和扩建建筑物要求同步安装或预留光伏发电设施。地方政府还可以将建筑光伏发电应用纳入节能减排的考核及奖惩制度，并允许分布式光伏发电量折算成节能量和减排量参与相关交易，进一步增加经济效益。各地区要结合实际，综合运用上述措施，努力解决好“屋顶落实难”的问题。

（二）建立政府主导型的发展模式

嘉兴、杭州、合肥等地都探索了政府主导型的发展模式，建立了上下联动，多部门协作的工作机制，加强对分布式光伏应用的统筹协调。政府主导不是脱离市场机制，而是要在市场起决定性作用的同时，更好地发挥政府作用，关键是找准发力点。一是加强规划引导。浙江、江苏等省结合分布式光伏的潜在市场，统筹开展了屋顶面积及利用条件调查，系统开展光伏发电规划，为今后的发展建立了基础。二是加强政策引导。许多地方对光伏运用出台了支持政策，在国家补贴基础上适当给予地方补贴，形成了中央和地方的合力。这里要说明一点，各地这样做是可敬可佩的，后续还应继续这样做。但是作为企业，如果这个产业十年、二十年都靠补贴才能存活，那这个产业是没有生命力的，所以还是要依靠科技进步，依靠扩大应用规模，摊薄成本，使光伏发电成本与煤电相当，提高市场竞争力。还有一个政策要说清楚，政府确定的政策，比如说二十年的补贴政策是不会变的，当然随着时间推移，随着成本降低，补贴标准有什么变化，那是另外一回事，这个要说的很明白。三是加强产业监测。浙江、江苏等光伏产业大省组织行业协会，建立了光伏产业发展信息监测体系，对光伏电池及组件制造、应用市场、行业管理等实施动态监测，为行业发展提供了信息服务。

（三）完善龙头企业引领发展模式

有效拓展光伏应用市场是关系光伏产业健康发展的关键。我们鼓励龙头光伏制造企业向下游延伸产业链，鼓励用电大户积极生产和消费光伏发电，也鼓励其它企业参与光伏应用。技术先进的龙头企业在制造基础上向下游延伸，既为自身光伏产品打开市场，也更容易获得银行的贷款支持。例如：保定英利利用荒山荒坡建设光伏电站，积极向下游光伏应用延伸，既提高了企业的综合效益，也带动了当地经济发展。上汽集团、中航工业集团、中建材集团等大型央企，作为能源消费大户，在系统内组织企业利用自有屋顶建设分布式光伏发电项目，使集团的建筑屋顶得到充分利用，产生了显著的节能减排效果。青岛昌盛日电以现代农业设施建设运营为重点，在农业大棚上安装光伏发电，棚下发展高端农业，产生了良好的综合效益，在光伏与设施农业结合方面树立了典范。随着国内市场规模扩大和应用领域的增多，必将培育并形成众多引领型的光伏应用龙头企业，以市场化方式推进光伏应用的全面发展。

（四）切实做好并网运行和计量结算等服务

并网难曾经是制约光伏产业发展的关键问题之一。国务院24号文专门对加强配套电网建设和服务提出了一系列要求，国家发改委发布的《分布式发电项目管理暂行办法》等文件也对分布式电源接入电网和运行作了具体规定。国网公司、南网公司积极推动分布式光伏并网工作，制定了相关技术规范和工作规则，对基层电网企业规定了办理流程和工作时限，提高了并网服务效率和质量。江苏电网公司介绍了简化规范并网服务的经验，希望其他的电网企业很好地参照，认真地执行，同时做好并网运行、计量结算、产业信息监测和补贴资金拨付等各方面工作，为战略性新兴产业的发展提供服务保障。

（五）坚决抓好标准和质量管理工作

质量是分布式光伏发电项目的生命线，标准是质量工作的保障。各地方政府要建立建筑安装光伏的统筹协调管理工作机制，确保分布式发电项目的质量和安全。嘉兴市制定了项目建设、施工安装、安全管理等系统规范性文件，同时积极引入保险机构提供产品质量险，切实保障了项目建设质量。各地区都要加强光伏产品、光伏发电工程和建筑安装光伏的标准和质量管理，对建筑安装光伏的载荷校核、抗风、防震、消防、避雷等要严格执行国家标准和工程规范。为保障光伏产品质量，国家认监委和国家能源局联合发文，要求光伏设备必须采用经认证机构认证的光伏产品，各地区要严格执行。今年下半年，国家能源局将组织光伏发电工程质量检查工作，在光伏发电发展之初就严格把好质量关。与此同时，各地方不能搞地方保护主义，不得限制外地符合国家标准和市场准入条件的产品进入市场，不得向项目单位提出采购本地产品的不合理要求，不得以各种方式为低劣产品提供市场保护。在扩大国内市场的同时，必须严格市场准入标准，坚决淘汰落后产能。我们已经研究了新的光伏产品市场准入标准，将向有关部门提出建议，提高市场准入门槛，在大力扩大市场规模同时，推动技术进步和产业升级。

（六）多方努力解决项目融资问题

分布式光伏发电系统 篇12

现阶段, 分布式的光伏发电项目已经被广泛的应用到了工业产业园区屋顶, 工业厂房屋顶, 办公楼屋顶等面积较大的大型房屋建筑工程中。这样一来, 不仅可以有效的降低这些企业单位应用电力能源的成本, 形成节能性的电网系统, 还可以有效的提升相关行业产业的经济收益与投资回报率。由于光伏发电方式在未来拥有十分广阔的发展前景, 而相关企业单位要想促进此类发电项目的顺利发现, 对其设计形式和技术方案等进行细致的研究势在必行。

1 光伏发电系统的基本构成

所谓的分布式光伏发电, 其主要指的是通过应用电力用户周边的屋顶、院落和建筑体等具有可建设性质空间, 建设一些容量较小的光伏发电系统, 该系统主要分为并网式和离网式两种。其中, 离网式发电系统主要是由直流箱、太阳能电池组成的方阵、逆变器和能源储蓄装置等设备组成。并网式发电系统主要是由交流配电箱、逆变器、直流配电箱和电池方阵等其他并网设备装置构成。

2 光伏发电方案准备工作基本内容

(1) 对发电系统建设现场所处的海拔、经纬度、风流动速度、太阳辐射程度、气温和地震强度等资料进行细致调查; (2) 明确建设场地中各类型建筑实际接地情况和雷暴发生频率与具体时间; (3) 在设计技术方案时, 拟定出建筑现场实际可适用的建设面积、建筑物屋顶实际坡度以及单位荷载力等, 确保技术方案中各项数据的合理性; (4) 掌握建设区域内电力用户设备参数、电网构成、设备建设地点布置以及电源接入点实际位置等信息; (5) 在建设并网式的光伏发电系统时, 技术人员还需要对接入电压具体等级、短路线路电力流通情况等信息有所了解和掌握。

3 光伏发电系统的设计方案

3.1 合理选择发电系统类型

一般情况下, 个人电力用户和以家庭为单位的电力用户其在日常生活中的耗电量相对较小, 白天时太阳能的辐射量先谷底较高, 所以, 在住宅区域建设光伏发电系统可以获得较高的太阳能, 承受的负荷作用力较小。因为住宅区在夜晚的用电量相对较高, 但此时太阳能辐射量相对较低, 这就使得光伏发电系统在夜晚时经常会出现发电不足的情况。而并网光伏发电系统的成功建设, 就很好的解决了这一问题, 使发电系统可以不依靠电能储备装置就能够满足个人和家庭的电能使用量。因此, 在城市住宅区域中, 技术人员需要应用并网发电系统, 从而有效防止电力能源浪费情况的出现, 消除在发电系统在充电和放电过程中的能源消耗, 对建设场地的合理面积进行合理应用, 进而有效的减少了发电系统中对电力设备的使用数量, 减少发电系统的成本投入。

3.2 选择合适的光伏电池

从技术角度上来看, 光伏电池主要可以被划分为多晶硅、单晶硅、聚光电池和薄膜电池等形态。现阶段, 光伏电池在我国市场中最为常见的类型主要有单晶硅、薄膜电池和多晶硅单重, 聚光电池的使用频率相对较小。在这三种光伏电池类型中, 其转换效率最高的就是单晶硅电池, 但此种电池的建设成本也是最高, 且本身的制作工艺相对较为复杂, 在生产过程中对能源的消耗量最大[1]。多晶硅电池本身的转换效率虽然低于单晶硅电池, 但本身的制作工艺却比较简单便利, 在生产过程中对于能源的消耗量也较低, 所以, 在光伏电池市场中也拥有最高占有率。薄膜电池同以上两种电池类型相比, 本身转换效率最低, 但其生产成本也最低, 这使得已经受到了光伏电池市场的广泛关注。此种电池类型的应用, 对于提升光伏发电系统本身的稳定性具有极高的积极意义。

3.3 光伏电池支架选择的合理性

目前, 我国现有的光伏电池支架主要分为跟踪式和固定式两种。其中, 阳光跟踪式又可以被划分为水平单轴、竖直单轴、双轴和倾斜单轴四种跟踪式支架系统。同固定式电池支架相比, 跟踪式支架本身在运行过程中能够增加发电系统30%的输出功率, 但在增加输出的同时, 每千瓦电力输出又会增加大约零点六元的成本投入, 以及设备维护工作任务量和维护工作技术难度。但因为屋顶分布式光伏发电系统在建设过程中, 其安装的机械设备本身的工作功率都在千瓦级一下, 而住宅区的电力用户在日常生产工作过程中也不会经常性对这些机械设备进行维护, 所以, 通过综合分析考虑后, 笔者建议技术人员在制定方案时尽可能选择固定式的电池支架。此外, 在选择电池支架时, 技术人员还需要从风荷载力、抗震能力、防腐能力、雪荷载力等方面的要求, 以此来满足光伏发电系统对电池支架设备25年使用寿命提出的要求[2]。

3.4 设计组件角度

对光伏发电系统来讲, 光伏电池等组件安装角度的设计是保证整个发电系统是否可以获得最佳发电量的重要因素。一般情况下, 电池方阵安装角度主要可以被划分为倾斜角和方位角两种角度。由于太阳在不同季节峰值的产生方位具有一定的差异。例如, 在夏季午后这段实践, 太阳峰值产生的照射方位属于偏西, 不是正南方向[3]。此外, 受建筑物屋顶建设方位角度的影响, 考虑到躲避太阳照射带来的阴影和其他因素的影响, 要想确保方位角负荷值最大, 就需要确保发电系统中各组件倾斜角同光伏电池本身的出力峰值处于同一角度。只有这样, 才能够保证光伏发电系统本身的发电能力受太阳照射角度和峰值的影响一直处于最低的状态, 提升发电系统本身的作用力。

3.5 其他材料的选择和设计

(1) 技术人员可以按照汇流箱本身进线回路的数量为依据, 选择光伏发电系统中电池的阵列规模, 且在选择过程中需要按照建设现场的实际情况来布置电池阵列, 尽可能减少电能的直流损耗量[4]。 (2) 工作人员要以光伏电池的直流电压、串并联设计方案和电池功率输出来选择逆变器, 确保逆变器设备可以满足并网发电系统设计要求。 (3) 在选择线路电缆时, 要按照并网系统电压实际等级和需要输出的光伏电能容量来选择。

3.6 光伏发电的并网设计

在设计并网发电系统时, 技术人员需要按照国家电网单位发布的相关政策规定来制定其技术方案。对于一些适合展开分布式光伏电网项目的地区, 技术人员可以直接向业务提供并网检测、接入发电系统技术方案制定和设备调试等发电系统建设全过程免费服务。与此同时, 业主也可以邀请当地的研究单位派遣专业人员设计发电系统的技术方案。

4 结束语

总而言之, 随着我国现代化发展建设速度的提升与科学技术的不断发展, 使得光伏发电在我国经济市场中的重要性在不断提升, 其发展空间在不断的拓展。由于分布式光伏发电项目的推出属于优化我国能源结构体系的重要手段, 是当前我国电力企业内部技术人员日常工作中的重要内容。此外, 建设光伏发电系统, 对促进我国电网公司可持续发展, 为我国社会经济发展建设提供新能源等工作的顺利进行具有重要意义。

参考文献

[1]林洪波.屋顶分布式光伏发电技术方案的探讨[J].河南科技, 2015, 02:120~122.

[2]王颖, 文福拴, 赵波, 等.高密度分布式光伏接入下电压越限问题的分析与对策[J].中国电机工程学报, 2016, 05:1200~1206.

[3]邢合萍, 路涛, 施江锋.屋顶分布式光伏发电系统关键电气设备热点测试评估技术研究与探讨[J].质量与认证, 2016, 03:64~65+69.

[4]张立斌.屋顶分布式光伏发电设计[J].华北电力技术, 2014, 01:13~15+19.