基于光伏發(fā)電的變電站站用電系統(tǒng)應(yīng)用研究

劉穎國網(wǎng)山西省電力公司晉城供電公司

基于光伏發(fā)電的變電站站用電系統(tǒng)應(yīng)用研究

劉穎國
網(wǎng)山西省電力公司晉城供電公司

太陽能光伏發(fā)電是完全的綠色電力，具有清潔、無污染的優(yōu)勢，是當(dāng)今全球備受推崇的能源應(yīng)用方式。文中立足于實際變電站，探索光伏發(fā)電在變電站中站用電系統(tǒng)的應(yīng)用研究。

光伏發(fā)電；變電站；站用電系統(tǒng)

1 引言

平時所談及的清潔能源主要是針對性煤炭資源，石油資源等非清潔資源而言的，清潔能源還有一個最大的優(yōu)勢，大部分的清潔能源都是可再生能源，例如風(fēng)能，核能，太陽能，地?zé)崮埽毕艿鹊龋@些能源在使用過程中幾乎對于環(huán)境是“零污染”的。并且人們可以大膽的使用，不用擔(dān)心能源的再生問題。例如平時非常熟悉的太陽能，就是充分利用太陽光所帶來的能量向其他形式的能量進行轉(zhuǎn)換，利用太能能發(fā)電，發(fā)熱等等，在太陽能的轉(zhuǎn)化過程中不會對于大氣環(huán)境帶來傷害，在很大程度上減少了溫室氣體的排放，促進了人們生活環(huán)境的綠色化，同時也符合現(xiàn)階段可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

變電站內(nèi)利用光伏發(fā)電用于站內(nèi)的站用電等系統(tǒng)，可減少電量損耗成本，減少資源消耗。本文以一座110kV變電站作為研究對象，探索光伏發(fā)電在變電站中站用電系統(tǒng)的應(yīng)用研究。

2 太陽能光伏發(fā)電

太陽能在發(fā)電方面應(yīng)用非常廣泛，采用太陽能進行發(fā)電，主要有兩種形式，第一種是采用太陽能的熱量進行發(fā)電，第二種是采用光伏發(fā)電，由于采用太陽能自身熱量進行發(fā)電的效率不高，所以對于大型的發(fā)電網(wǎng)絡(luò)是不適用的，下面針對光伏發(fā)電進行詳細(xì)的介紹。采用太陽能的光伏進行發(fā)電主要有兩種并網(wǎng)發(fā)電的形式，第一種是采用聚集性并網(wǎng)發(fā)電，對于大型的電網(wǎng)進行發(fā)電，將電能傳到更遠(yuǎn)的位置，直接將高壓電網(wǎng)系統(tǒng)進行合并，能夠很簡單的實現(xiàn)無功功率和電壓的靈活控制，但是在合并電網(wǎng)的時候需要較長的輸送網(wǎng)絡(luò)，這對于整個電網(wǎng)系統(tǒng)來講是一個非常大的瓶頸，同時還可能導(dǎo)致無功補償，輸電線路經(jīng)常出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。

這種并網(wǎng)方式適合于采用單臺逆變器集中并網(wǎng)發(fā)電方案實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。第二種是分散式的并網(wǎng)發(fā)電方式，該種發(fā)電方式是將發(fā)電裝置與低壓配電網(wǎng)絡(luò)向連接，然后通過配電網(wǎng)絡(luò)將不夠的電能進行調(diào)節(jié)，該種清潔能源能夠與其他的清潔能源進行結(jié)合，在電網(wǎng)發(fā)電過程中一起發(fā)揮作用，該種并網(wǎng)方式適合于采用一臺逆變器進行并網(wǎng)操作，然后完成發(fā)電。

整個光伏發(fā)電系統(tǒng)組成的構(gòu)成包括光伏電池系統(tǒng)，蓄電池系統(tǒng)，太陽能控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化器等等。

（一）光伏電池的構(gòu)成：光伏電池是整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的最基礎(chǔ)的組成部分，當(dāng)發(fā)電組件受到陽光的照射時，能量儲存系統(tǒng)就能夠?qū)⑹┘拥墓饽芪眨缓罄眠@些光能產(chǎn)生光伏效應(yīng)，這樣就能夠?qū)⒐饽苤苯愚D(zhuǎn)化為電能。光伏電池的種類一般為硅材料的電池。

（二）蓄電池組：該設(shè)備能夠?qū)㈦姵亟M件產(chǎn)生的能量收集起來，然后當(dāng)光照條件不充足時或者需求量超過負(fù)載的最大值的時候，就可以將以前已經(jīng)儲存好的能量釋放出來，供應(yīng)急使用。為了挺好儲存電能的能力，蓄電池組一般有幾個電池以串并聯(lián)的形式組合起來，需要保障能量的容量與電池組件相契合。由于蓄電池組是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵儲能設(shè)備，所以需要充分考慮該電池組的性能，促進在能量不足的情況下充分保障發(fā)電效果，不需要由于能量不足再重新添加設(shè)備，蓄電池組的充電系統(tǒng)是高頻率的開關(guān)充電裝置，改配置是直流系統(tǒng)的自帶配置，能夠通過改配置的輸入端控制交流量的輸出情況。

（三）DC-DC變換裝置：通過控制回路中功率器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，將光伏電池組件輸出的低壓直流電升壓成高壓直流電，保證在直流輸入電壓大范圍變化的情況下輸出穩(wěn)定的高壓直流電。

（四）逆變器：是一種將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的裝置，能轉(zhuǎn)換光伏電池組件產(chǎn)生的直流電或蓄電池釋放的直流電。

3 光伏發(fā)電在變電站中站用電系統(tǒng)的應(yīng)用研究

本文以晉城地區(qū)110kV潤城變電站的站用電系統(tǒng)為例，以接入光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究。

系統(tǒng)的應(yīng)用研究總原則是既要滿足負(fù)載，以及用電的需求需長期，而安全的運行，必須考慮到它的經(jīng)濟性和安全性，可靠性。

本變電站的主要負(fù)荷是站用的動力、照明、直流等。因此，光伏發(fā)電技術(shù)在變電站應(yīng)用的思路是有效利用變電站建筑物屋頂裝設(shè)太陽能電池板，通過太陽能向變電站的站用負(fù)荷供電。

4 結(jié)語

變電站的光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用新能源來發(fā)電，符合光伏產(chǎn)業(yè)政策以及國家相關(guān)的農(nóng)業(yè)政策光伏產(chǎn)業(yè)政策，為了建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”電力系統(tǒng)提供了深遠(yuǎn)的意義。系統(tǒng)的節(jié)能和環(huán)保，以及運行穩(wěn)定的可靠性將會很快的提高。

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