光伏電站并網(wǎng)管理分析

張震

摘 要：隨著光伏電站爆發(fā)式發(fā)展，其帶來(lái)的控制、送出和消納問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和穩(wěn)定特性影響深刻，因此為保證光伏可持續(xù)發(fā)展，保證發(fā)電企業(yè)、供電公司和地方政府共同利益，更好的服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，光伏電站并網(wǎng)管理研究勢(shì)在必行。本文構(gòu)建基于管理成效、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，提出基于德?tīng)柗品▍f(xié)同主成分分析法對(duì)光伏電站并網(wǎng)管理指標(biāo)體系模型，并進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：光伏電站；德?tīng)柗品ǎ恢鞒煞址治龇ǎ徊⒕W(wǎng)運(yùn)行管理

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）03-0137-02

當(dāng)前，光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。國(guó)際能源署和歐盟的研究中心表明，很可能到2020年，光伏發(fā)電占總發(fā)電量的比重將會(huì)提升至2%，2030年更會(huì)上升到10%。我國(guó)政府部門(mén)及電網(wǎng)公司都在積極為分布式電源項(xiàng)目接入電網(wǎng)提供便利條件，以促進(jìn)可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。與水電、核電和風(fēng)電相比，太陽(yáng)能的利用更便捷，它受地區(qū)、資源、距離等方面的限制都較小，安全性也比核能要高。成為各國(guó)研究及應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。我國(guó)的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)伴隨著環(huán)境壓力和強(qiáng)大內(nèi)需得到快速發(fā)展。

“十二五”期間，在國(guó)家鼓勵(lì)新能源政策出臺(tái)，，光伏電站產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速、蓬勃發(fā)展的新時(shí)期，近年來(lái)更成爆發(fā)勢(shì)增長(zhǎng)趨勢(shì)。然而光伏電站類型復(fù)雜，其帶來(lái)的控制、送出和消納問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和穩(wěn)定特性影響深刻[1]。因此，探索光伏電站并網(wǎng)的優(yōu)化管理，具有較好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

1 光伏電站并網(wǎng)結(jié)構(gòu)c

光伏發(fā)電系統(tǒng)最基礎(chǔ)的元件是光伏電池，由于光伏電池的輸出功率較低，多個(gè)電池連接組成光伏陣列時(shí)，才可正常運(yùn)行。影響光伏系統(tǒng)發(fā)電的因素主要為溫度和光照。一般情況下，光照受氣候的影響較大，因此光伏系統(tǒng)的輸出電力不穩(wěn)定[2]。光伏電站并網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

如圖1所示，光伏電站并網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括光伏陣列、穩(wěn)壓電容、DC-DC變換器、DC-AC變換器、濾波器及變壓器。由此對(duì)光伏電站進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模[3]，如圖2所示。

2 光伏電站并網(wǎng)管理指標(biāo)體系

針對(duì)光伏電站并網(wǎng)管理的當(dāng)前現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，探索光伏電站并網(wǎng)管理工作中的決定性影響因子，從管理成效、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益三方面出發(fā)，構(gòu)建出三級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系（如圖3示）。

如圖3所示，并網(wǎng)管理指標(biāo)體系包括：

（1）光伏并網(wǎng)管理成效：光伏并網(wǎng)運(yùn)行管理、組織管理、協(xié)調(diào)管理、保障管理四方面，分析影響光伏并網(wǎng)管理成效[4]。

（2）光伏并網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益：光伏電站建設(shè)項(xiàng)目屬于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，同時(shí)又是臝利性項(xiàng)目。經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)的本質(zhì)是通過(guò)效益和費(fèi)用的計(jì)算，對(duì)光伏項(xiàng)目建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中的諸多經(jīng)濟(jì)因素進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和比較，主要從盈利能力、償債能力、營(yíng)運(yùn)能力和發(fā)展能力四方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（3）光伏并網(wǎng)社會(huì)效益：光伏項(xiàng)目是對(duì)太陽(yáng)能的高效利用，對(duì)我國(guó)社會(huì)的能源節(jié)約，減少排污有著重要意義，具有顯著的社會(huì)效益。

3 德?tīng)柗品▍f(xié)同主成分分析模型

本文構(gòu)建了綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)行光伏電站并網(wǎng)管理分析，評(píng)價(jià)指標(biāo)包含了許多定量獲取數(shù)據(jù)的信息，另外還包括一些指標(biāo)需要定量分析。本文利用德?tīng)柗品椒╗5]構(gòu)建了協(xié)同主成分分析法的模型，模型構(gòu)建的基本原理和評(píng)價(jià)分析過(guò)程如下：

（1）根據(jù)評(píng)價(jià)體系全面進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的信息搜集和整理分析，并開(kāi)展科學(xué)的評(píng)估、分析處理。

（2）根據(jù)德?tīng)柗品ǖ幕驹恚治鲋笜?biāo)體系中的各層級(jí)的指標(biāo)的重要性，并構(gòu)建指標(biāo)重要性的判斷矩陣。利用主成分分析進(jìn)行指標(biāo)的打分、計(jì)算、分析和研究。

（3）針對(duì)評(píng)價(jià)問(wèn)題的要求和特點(diǎn)，以確定綜合評(píng)價(jià)的評(píng)分分級(jí)。

（4）通過(guò)分析上面計(jì)算出的的權(quán)重的數(shù)量。采用數(shù)學(xué)方法逐一計(jì)算出綜合評(píng)分。得出評(píng)價(jià)體系的評(píng)價(jià)結(jié)論。

4 光伏電站并網(wǎng)管理分析

采用德?tīng)柗品▽?duì)某光伏電站項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)分，從事光伏電站相關(guān)技術(shù)研究的七名研究員構(gòu)成了本次調(diào)查問(wèn)卷的填寫(xiě)者，填寫(xiě)者綜合考慮指標(biāo)影響度、所產(chǎn)生的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益等各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合打分，評(píng)價(jià)等級(jí)中優(yōu)秀、良好、一般、差分別對(duì)應(yīng)85-100、70-85、60-70及60以下。

基于四等級(jí)打分原則，采用德?tīng)柗品▽?duì)管理成效指標(biāo)進(jìn)行打分，如表1所示。

根據(jù)SPSS軟件計(jì)算結(jié)果，選用四個(gè)成分用以分析光伏并網(wǎng)管理的管理成效指標(biāo)。

可見(jiàn)，主成分反映了組織管理效益，即組織機(jī)構(gòu)、電站運(yùn)行頻率與崗位職責(zé)的綜合效應(yīng)；反映了外送通道與裝機(jī)容量的匹配率和政府重視度的綜合效應(yīng)。反映了就地消納比率、區(qū)域光伏限定比率等指標(biāo)效應(yīng)；反映了協(xié)調(diào)管理效益。即光伏激勵(lì)方面相關(guān)政策、相關(guān)設(shè)備和能力匹配率等指標(biāo)效應(yīng)。

同理可得，對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)分析，主成分反映了凈利潤(rùn)和總資產(chǎn)増長(zhǎng)率以及負(fù)債率三個(gè)指標(biāo)綜合效應(yīng)；主成分反映了項(xiàng)目流動(dòng)比率、內(nèi)部收益率和流動(dòng)資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率等三個(gè)指標(biāo)的綜合效應(yīng)。反映了投資能力，反映了協(xié)調(diào)管理效益。

對(duì)于社會(huì)濟(jì)效益指標(biāo)分析，主成分F1是節(jié)能效果、減少環(huán)境污染與提高就業(yè)率三個(gè)指標(biāo)的綜合效應(yīng)。主成分F2反映了發(fā)展產(chǎn)業(yè)和土地增值效益的綜合效應(yīng)。

對(duì)該光伏電站項(xiàng)目的綜合評(píng)價(jià)分析表明，該光伏項(xiàng)目所在地的太陽(yáng)光資源條件豐富，且項(xiàng)目承辦單位設(shè)計(jì)能力強(qiáng)。管理單位對(duì)光伏項(xiàng)目并網(wǎng)運(yùn)行管理水平較好，綜合社會(huì)效益較強(qiáng)。能夠?yàn)閰^(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步、人民生活水平的提高帶來(lái)較好的拉動(dòng)作用。綜上所述，該光伏電站項(xiàng)目具有很好的利用和開(kāi)發(fā)能力。但因?yàn)榇嬖谝恍┲饕獑?wèn)題有：該項(xiàng)目整體所獲經(jīng)濟(jì)效益一般。整體的收益水平和經(jīng)濟(jì)獲利性受到了影響。受影響因素有投資凈現(xiàn)值及內(nèi)部收益率等。

5 結(jié)語(yǔ)

“十二五”期間，在國(guó)家鼓勵(lì)新能源政策出臺(tái)，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速、蓬勃發(fā)展的新時(shí)期，然而光伏電站類型復(fù)雜，其帶來(lái)的控制、送出和消納問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和穩(wěn)定特性影響深刻，為評(píng)價(jià)光伏電站并網(wǎng)項(xiàng)目的管理情況，本文建立了光伏電站并網(wǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，提出了經(jīng)濟(jì)效益、管理成效、社會(huì)效益的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，構(gòu)建了德?tīng)柗茀f(xié)同主成分分析的管理評(píng)價(jià)模型，并針對(duì)某實(shí)際光伏電站進(jìn)行分析。從體系中27個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中篩出影響光伏并網(wǎng)項(xiàng)目的10個(gè)主要成分，總結(jié)出光伏項(xiàng)目在并網(wǎng)管理、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)性方面的綜合效益。

參考文獻(xiàn)

[1]趙爭(zhēng)鳴，雷一，賀凡波，等.大容量并網(wǎng)光伏電站技術(shù)綜述[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011，35（12）：101-107.

[2]謝寧，羅安，陳燕東，等.大型光伏電站動(dòng)態(tài)建模及諧波特性分析[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)， 2013（36）：10-17.

[3]陳權(quán)，李令冬，王群京，等.光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真建模及對(duì)配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性影響[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，28（3）：241-247.

[4]鐘朋園.內(nèi)蒙古風(fēng)電并網(wǎng)管理評(píng)價(jià)體系及相關(guān)機(jī)制研究[D].華北電力大學(xué)，2015.

[5]趙高強(qiáng).大規(guī)模風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)及并網(wǎng)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化管理研究[D].華北電力大學(xué)，2013.