光伏新能源可持續運行和發展的措施探究

邢鈺 李佳欣 孫婧 申李文 王凱杰

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

關鍵詞：可持續電網;光伏新能源;技術應用;技術監管

引言：與常規能源相比，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的運行穩定性。在全球加快新能源開發利用的背景下，光伏產業作為戰略性新興產業得以快速發展，與此同時，國內外光伏產品銷售市場競爭也越發激烈。光伏產業本身極易受外部環境變化影響，我國“兩頭在外”的模式也使得光伏產業周期波動較為劇烈，國內光伏產業若想在激烈的市場中穩健發展，就必須了解光伏這一新型產業的生命周期，平衡外部環境變化導致的產能和市場需求變化，從而推動我國能源利用結構優化。

1 可持續電網建設中光伏新能源的應用方式

1.1 合理利用現有土地資源

土地資源是有限的，在發展光伏產業的同時，保護耕地數量不減少顯得尤為重要，在充分利用屋頂發電、光伏照明、建筑一體化、農戶院內空閑地發展光伏發電的基礎上，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，在節能節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， 因為這些地方生態環境十分脆弱，在這些地區廣泛應用太陽能發電，不僅能生產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，具有重大的經濟效益，生態效益和社會效益。

以庫不齊沙漠達拉特光伏發電項目為例，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，年均日照時數超過3180小時，光照資源優勢明顯，發展光伏發電條件得天獨厚。光伏新能源的可持續性表現為，在系統的長期應用中發揮供電能力，改組我國的能源結構，我國當前的光伏發電站主要建設在西部地區，原因為這一區域的場地費用較低，并響應我國的“西電東輸”號召，但是從實際運行效果來看，由于缺乏對自然環境的深度研究和分析，導致系統的故障率上升，實際獲取的效益與設計思想之間存在很大差異。

在今后的系統完善和優化工作中，應考慮系統對運行環境的需求，包括風沙參數、風力參數、電力生成效率等，當發電量滿足設計要求時，才可確定這一區域可以投建光伏發電站。另外需要分析線纜經過區域的自然環境，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，要分析各個區域的氣候環境，考慮系統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的應用成本較高，產生成本由場地施工、系統維護、供配電損耗、技術投入等多個環節產生，另外在太陽能電池板的生產中，也存在電池板生產成本過高問題，降低了光伏新能源的實際應用效益。

光伏產業是一個朝陽產業，在發展光伏產業的同時，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2019年10月中華人民共和國國務院新聞辦公室發布的《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，隨著經濟發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，不斷提高耕地質量 ，糧食種植面積保持總體穩定依然是最主要的措施。

2 可持續電網建設中光伏新能源實施方案

2.1 完善光伏供電技術

光伏發電是環保型新能源，不會對大氣、水體及土壤造成污染，是促進經濟與環境可持續健康發展的一劑良藥。呂梁市根據各貧困村人口分布、自然條件、扶貧對象和電網配套條件，確定光伏扶貧電站建設規模和模式，發展形成了“光伏+”產業扶貧模式，幫助貧困戶通過多種方式獲得資產收入、勞務收入、創業收入等，通過持續不斷地推動實施，如今的“光伏+”產業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造成過大沖擊，降低了電網的可持續發展效果，所以在今后的研究方案設計中，可以應用儲能技術，實現對整個系統的完善與優化工作，消除光電配電網中的間歇性。

2.2 政府宏觀調控

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”。官方數據顯示，在2016年上半年，西北地區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%。國網公司指出，在地消納量不足、電網外輸能力不夠，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

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

3 結論

綜上所述，隨著環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電技術將成為重要能源形式，將取代傳統能源方式成為世界主要供能方案。在系統的監管工作中，應用的方法包括建成長效追責制度、開發儲能技術和發揮政府的協調作用，提高系統的運行穩定性。

參考文獻：

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

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

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