我國分布式光伏發電的現狀與展望

葛坦鋒 曹興達

摘要：進入二十一世紀以來，隨著時代的不斷向前發展和科技的不斷創新進步，在中國特色社會主義進入新時代的社會大背景下，我國的第一、第二、第三產業都得到了空前的發展，各行各業都呈現出蒸蒸日上的發展勢頭，經濟的發展勢頭也呈現出迅猛的勢頭，但隨著社會的不斷發展進步，在創新驅動成為指導各行各業核心動力的前提下，傳統的，對于自然資源和能源無度索取的發展方式，顯然已經不再適應當下的發展方向和趨勢，有基于此，對于新能源技術的探索與有效的應用，成為引領各行各業未來發展的核心要素，本文聚焦光伏發電技術的應用領域及應用方向，通過全方面、多角度、分層次的剖析，力爭為光伏發電技術的深化應用，提出切實可行的建議與具體措施，進而助力光伏發電技術的進一步發展。

關鍵詞：光伏發電技術;應用領域及方向;探索與思考

引言

分布式光伏電站在一定程度上緩解了傳統煤炭發電的壓力，能夠有效解決我國不可再生能源緊張的問題，已經開始成為我國配電網建設的重中之重。分布式光伏電站接入低壓配電網時需通過調整配電網結構、并網接入模式等，最大限度降低電站對低壓配電網運行的沖擊，達到低壓配電網輸配電過程中安全效益和經濟效益的全面優化。

1分布式光伏發電系統的組成

分布式發電（DistributedGeneration），一般是指那些發電功率比較小，分散，非外送型，直接布置在用戶負載周圍，電能可以不用遠距離輸送而是直接就近消納。分布式發電系統有：以液體或者微電網中的分布式光伏發電技術氣體為能源的內燃機、熱電聯產機組、微型燃氣輪機，燃料電池，太陽能光伏發電、風力發電、生物質能發電等類別。分布式光伏發電則主要為太陽能光伏發電，分為離網式和并網式兩種。離網式指的是不將電力系統并入其它電網來運行，所以離網發電系統主要由太陽能發電組件，控制器和蓄電池組成，若要為交流負載進行供電，則還需要逆變器將直流電轉化為交流電。而離網發電系統的范圍包括對邊遠地區的供電系統、太陽能路燈、通信信號電源等各種帶有蓄電池等儲能元件的可以獨立運行的光伏發電系統。而且要求儲能元件的續航能夠保證3到5個陰雨天的能量供給。

并網發電系統是太陽能發電組件產生直流電經過逆變器轉換后成為傳統電網要求的交流電之后，才能夠接入公共電網。這種電網雖然可以不需要儲能元件，但是卻需要并入電網才能保證供電可靠性。并網光伏發電分為：有逆流和無逆流光伏發電系統，這兩者的區別就在于能否在電量充裕時向公共電網供電。另外還有切換型并網光伏發電系統和帶儲能裝置的并網光伏發電系統。前者的主要特點是可以在光伏發電系統因多云等原因不能正常工作時自動切換到公共電網，當公共電網出現癱瘓時還能自動切換回光伏發電。后者的主要特點就是除了并入公共電網以外還帶有儲能元件，這種發電系統主動性很強，當光伏發電系統和公共電網都因為故障而癱瘓時可以用儲能元件作為后備電源，這種系統可以應用于緊急通信電源，加油站，醫療場所，避難所指示燈及照明等重要應急負載。

2我國分布式光伏發電建議

2.1分布式光伏發電系統的并網控制

對于不帶蓄電池的分布式光伏發電系統需要并入電網來保證供電可靠性。而分布式光伏發電系統有多并網逆變器以及多能量來源的特點，所以并網控制方面的影響因素是我們要進行充分考慮的。因為分布式發電系統的能源特點是具有多并網逆變器，其在并網運行中的相互耦合影響機理是在設計的時候需要重點注意的。同時這個也涉及到一些并網協調性能的控制問題，所以也應該重視多個逆變器在獨立運行中如何協調控制頻率與電壓，從而更好地使負荷合理動態地分配。針對上述的并網多能源逆變器的特點，來開展關于獨立并網控制模式和協調控制策略的研究。

2.2做好系統保護

（1）諧波抑制。在分布式光伏電站接入過程中應按《電能質量公用電網諧波》的相關指標嚴格控制諧波問題，避免造成裝置誤動或電能質量污染。比如，可以利用有源電力濾波器來消除諧波，通過濾波器補償解決電壓波動;可針對逆變過程增加虛擬阻抗回路，以有效抑制諧波，減少其對各裝置和線路的影響，提升分布式光伏電站接入低壓配電網的可靠性。（2）繼電保護。應根據實際情況合理選擇繼電保護裝置。一般可在接入點后方增設繼電保護，這樣既可以有效消除接入點電流驟增引起的波動，也可以實現裝置的整定保護?，F階段分布式光伏電站接入低壓配電網中繼電保護設置較為全面，在此不再贅述。（3）孤島檢測。分布式光伏電站與低壓配電網并網運行過程中若電網失壓，防孤島保護必須在2s內將光伏發電系統與電網斷開，主動孤島檢測方法與被動孤島檢測方法至少采用各一種。確定孤島狀態存在后，可直接通過智能控制快速切除。

2.3提升電能質量

為進一步提升分布式光伏電站與低壓配電網同規劃效果，在并網接入過程中應選用分布式光伏電源與靜止型無功補償裝置（SVC）來實現電能負荷調節。SVC能夠有效消除分布式光伏電站接入后的無功功率，若無功功率波動，該裝置可通過負反饋調節實現無功功率補償，從而降低分布式光伏電站接入后各節點的電壓偏差，從根本上提升低壓配電網并網運行中的電能質量。除此之外，在規劃設計的過程中還需要做好潮流計算，利用半步變量潮流推算法確定分布式光伏電站接入后系統的潮流波動情況，并對可能出現的潮流變向引起的各項問題進行針對性防護和處理，減少由潮流引起的低壓配電網故障。

2.4電網結構及其配置優化

因為分布式光伏發電系統主要以太陽能為發電的能量來源，而太陽能會隨著當地的氣候和所處的地理位置等外界因素有一定的隨機性，并且光伏發電的核心器件天陽能電池板的能量密度也不是特別高，其網絡結構相比較與其它的傳統電網有一定的差異性。因為上述原因，我們在進行電網的設計過程中，應該充分考慮當地的可再生能源的分布預測，評估負荷水平的可用性、隨機性以及合理性。在需要實施光伏發電的區域做一些實地考察，對當地的電網和用戶的用電負荷做一些深入的了解與分析，從而確定在當地的哪些區域作多少確定容量的分布式光伏發電設備，在做出完善的當地總體規劃后再進行分步實施。進而避免出現負荷過小或者某一個電網單元負荷過大的情況，從而提升當地電網運行的可靠性。

結語

光伏發電技術的發展，在我國，是未來發展的方向與趨勢，只有上下一心，內外結合，以技術創新驅動光伏發電技術的發展，以輿論引導，提升大眾對于光伏發電技術的認知，才能真正實現光伏發電技術的持續深化和進步。

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