分布式光伏發(fā)電的現(xiàn)狀分析及技術(shù)改進(jìn)措施

翟晶晶

摘 要：在眾多的發(fā)電方式中，分布式光伏發(fā)電作為一種新興方式，優(yōu)勢(shì)明顯，具有一定的發(fā)展空間，市場(chǎng)前景可觀。分布式光伏發(fā)電主張就近發(fā)電，并倡導(dǎo)并網(wǎng)、轉(zhuǎn)換，以及使用，為減少電力升壓中的損耗指出新方向，有助于減少電力在長(zhǎng)途運(yùn)輸中發(fā)生損耗。同時(shí)，這樣的發(fā)電方式，對(duì)保證電網(wǎng)安全提出了進(jìn)一步的要求。鑒于此，筆者對(duì)當(dāng)前分布式發(fā)電的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出了解決策略，僅供參考。

關(guān)鍵詞：新興；分布式；發(fā)電；安全

一、分布式光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著石油、煤炭等化工類天然資源的惡性開(kāi)采、生態(tài)環(huán)境急速惡化，而太陽(yáng)能作為一種自然、低耗能源，在整個(gè)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)鏈過(guò)程中，其上游生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染的可控性和發(fā)電過(guò)程中不排放任何有害物質(zhì)、無(wú)噪聲、無(wú)污染等特點(diǎn)，被國(guó)際公認(rèn)為未來(lái)最具競(jìng)爭(zhēng)性的綠色能源之一。

隨著國(guó)際光伏發(fā)電的發(fā)展，我國(guó)的光伏制造領(lǐng)域也取得了一定的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)的光伏設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)日趨成熟。我國(guó)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用較晚，第一次大規(guī)模應(yīng)用是在2009年，據(jù)統(tǒng)計(jì)，到了2014年底，中國(guó)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)已被廣泛使用，裝機(jī)高達(dá)5.0吉瓦，但這一數(shù)據(jù)，在光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)中所占比例較低，僅為17.62%，其余部分被大型地面光伏發(fā)電所占據(jù)。中國(guó)是世界公認(rèn)的未來(lái)全球最大的光伏市場(chǎng)。

二、分布式光伏發(fā)電存在的問(wèn)題

1）光伏組件質(zhì)量堪憂。目前工程中采用的光伏組件多為單晶硅、多晶硅、非晶硅等薄膜電池，作為太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，也是最重要的部分。隨著市場(chǎng)需求的快速增長(zhǎng)，部分生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、工藝技術(shù)、設(shè)備性能、原材料質(zhì)量以及企業(yè)管理沒(méi)有及時(shí)跟上，造成了低質(zhì)量產(chǎn)品的出現(xiàn)。常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題有組件裝框密封不良、電池片隱裂、焊接問(wèn)題引起的電池?zé)岚摺⒁约肮β氏陆怠Ｉ鲜鲑|(zhì)量問(wèn)題，均存在與電池板里面，有一定的潛伏期，不會(huì)及時(shí)體現(xiàn)，因此，工作人員在驗(yàn)收電池板時(shí)，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，只有使用專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備才可以發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題。

2）光伏發(fā)電對(duì)電壓的影響。一般情況下，使用集中供電的配電網(wǎng)，其電力發(fā)射呈現(xiàn)輻射狀態(tài)，若配電網(wǎng)運(yùn)行良好，理論上，電網(wǎng)電壓朝著傳輸功率的方向慢慢下降。但是，將分布式光伏，應(yīng)用于配電網(wǎng)之后，配電網(wǎng)中出現(xiàn)了多個(gè)電源節(jié)點(diǎn)，并且，傳輸功率潮流也朝著反方向變化，受分布式負(fù)荷影響，以及傳輸功率不斷變化的影響，導(dǎo)致傳輸線中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓也發(fā)生浮動(dòng)，最終致使電壓的偏差過(guò)大，難以達(dá)到電網(wǎng)安全運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。

3）當(dāng)供電系統(tǒng)因故障事故或停電維修等原因停止工作時(shí)，接入配電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電仍保持對(duì)失壓電網(wǎng)中的某一部分線路繼續(xù)供電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱之為孤島現(xiàn)象，孤島現(xiàn)象包括計(jì)劃性和非計(jì)劃性兩種。其中，非計(jì)劃性的孤島現(xiàn)象難以提前獲知，導(dǎo)致此種類型的電網(wǎng)具有危險(xiǎn)性，為電網(wǎng)工作人員，以及電網(wǎng)的生命財(cái)產(chǎn)安全埋下隱患。除此以外，由于配電網(wǎng)中的主網(wǎng)，無(wú)法對(duì)孤島現(xiàn)象中的電壓值、輸電頻率進(jìn)行有效控制，孤島運(yùn)行的電網(wǎng)則會(huì)對(duì)其他設(shè)備造成損壞，包括公共設(shè)備，以及個(gè)人設(shè)備。

4）近年來(lái)，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，躋身世界光伏大國(guó)行列，分布式光伏電源已經(jīng)被大范圍、大規(guī)模的應(yīng)用到我國(guó)配電網(wǎng)中，這一接入項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)明顯，不僅接入簡(jiǎn)單、方便，而且經(jīng)濟(jì)成本低，光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級(jí)必然需要更多高技能人才的支撐，然而目前大多數(shù)一線配電運(yùn)行維護(hù)人員未能掌握好這一項(xiàng)目的專業(yè)知識(shí)和技能，因此在日常運(yùn)維和搶修工作方面存在極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

三、改善分布式光伏發(fā)電的技術(shù)措施

盡管光伏行業(yè)已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，但光伏質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在很多方面并不成熟，所以必須要加快制定光伏組件產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和體系，進(jìn)一步規(guī)范光伏領(lǐng)域市場(chǎng)。組件質(zhì)量問(wèn)題的存在不僅僅在于原材料的本身，還包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)營(yíng)、運(yùn)維等。所以要加強(qiáng)采購(gòu)、設(shè)計(jì)、施工等方面的管理，質(zhì)量監(jiān)管部門(mén)應(yīng)當(dāng)對(duì)市場(chǎng)銷售的光伏組件，如逆變器等產(chǎn)品主動(dòng)抽檢，定期對(duì)不合格產(chǎn)品和企業(yè)的信息進(jìn)行公布，相關(guān)專業(yè)社團(tuán)也應(yīng)積極組織評(píng)選，向社會(huì)推薦高質(zhì)量的產(chǎn)品和企業(yè)。

1）分布式光伏發(fā)電對(duì)電壓的影響可通過(guò)裝設(shè)調(diào)壓設(shè)備來(lái)改善。為改善分布式光伏發(fā)電對(duì)電壓的影響，可以利用調(diào)壓設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體而言，在中低壓的配電網(wǎng)中安裝調(diào)壓設(shè)備，如，調(diào)壓變壓器，說(shuō)是電壓調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓自動(dòng)化，對(duì)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行控制，讓該處電壓處于安全范圍。更為重要的是，光伏電源的運(yùn)行方式要具有合理性。所謂合理性，可以從這一角度理解，下午1、2點(diǎn)鐘，太陽(yáng)熱量最高，此時(shí)光伏電源，其出力較多，若是出現(xiàn)線路輕載的情況，光伏電源，則會(huì)大幅度的提升接入點(diǎn)處的電壓值。若是接入點(diǎn)設(shè)置在線路末尾，此時(shí)接入點(diǎn)的電壓則會(huì)高于安全電壓。因此，需要對(duì)光伏電源的運(yùn)行方式進(jìn)行合理設(shè)置，讓光伏電源參與到調(diào)節(jié)電壓的過(guò)程當(dāng)中。

2）孤島保護(hù)。孤島保護(hù)就是當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)電網(wǎng)與主電網(wǎng)失去聯(lián)系，形成“孤島”運(yùn)行時(shí)，利用自動(dòng)裝置斷開(kāi)光伏發(fā)電站與孤島系統(tǒng)之間的連接，防止與主電網(wǎng)失去同步的孤島電網(wǎng)危害到用戶設(shè)備及檢修工作。應(yīng)注意對(duì)非計(jì)劃性孤島電網(wǎng)運(yùn)行可能給人身、電網(wǎng)、設(shè)備造成的危害和產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究和分析；同時(shí)根據(jù)各類安全風(fēng)險(xiǎn)制定出相應(yīng)的防控、應(yīng)對(duì)措施和事故應(yīng)急處理預(yù)案。

3）供電企業(yè)和光伏電站需盡快加強(qiáng)運(yùn)維人員的培訓(xùn)，制定企業(yè)培訓(xùn)計(jì)劃，使相關(guān)人員熟悉并掌握與光伏項(xiàng)目有關(guān)的國(guó)家、行業(yè)或企業(yè)規(guī)章制度、標(biāo)準(zhǔn)、方案等理論基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)定期開(kāi)展分布式光伏發(fā)電專業(yè)知識(shí)技能培訓(xùn)和電站的運(yùn)維培訓(xùn)，提高運(yùn)行維護(hù)人員對(duì)分布式光伏電站常見(jiàn)故障的判斷、分析及處理能力，提升電站的運(yùn)維水平，保障光伏電站安全可靠運(yùn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)分布式光伏發(fā)電的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，針對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行中存在的光伏組件質(zhì)量、電壓影響、非計(jì)劃性孤島運(yùn)行、運(yùn)維人員專業(yè)技能等問(wèn)題提出了技術(shù)改進(jìn)措施，通過(guò)這些技術(shù)措施的實(shí)施可以進(jìn)一步保障分布式光伏發(fā)電安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙玉文.我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況及思考[A].中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)第八次全國(guó)代表大會(huì)暨可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略論壇論文集[C].北京，2008.