35kV分布式光伏發電配套輸變電工程設計方案研究

楊超

（中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司）

0 引言

光伏發電是基于半導體器件的“光生伏特”效應，實現光能到電能的轉換，再將電能提供給供電區域內的用戶，對于緩解環保壓力，促進區域經濟發展具有一定的推動作用，經濟價值和社會價值都較高[1-2]。存在光伏電站發出的電能超過供電區域的負荷需求，就需要將多余的電能送入電網，配給到供電不足的區域，因此就必須要根據電網的實際負荷即潮流分布情況綜合考慮，對光伏電站的輸變電配套工程展開深入研究[3-4]。

1 光伏發電原理

光伏電池的實質就是半導體器件PN 結，當太陽光照射到PN 結上的時候，太陽能被PN 結吸收，太陽能就是通過PN 實現到電能的轉換，這一轉換過程被稱之為“光生伏特效應”[5]。

半導體PN 結中的電子-空穴對是由太陽能所激發的。基于PN 結當中電子-空穴對的相對運動形成了電勢差，電動勢便在PN 結中形成了，由于電動勢要遠遠大于PN 結固有的壁壘電場，從而PN 結中的P 區會由于空穴的積累呈現正極性，N 區由于電子的積累呈現負極性，從而PN 結的P 區與N 區之間形成了“光生伏特效應”[6-7]。

光伏電池的對外輸出特性可以等效為一個恒流源和一個正向并聯二極管的組合電路。如下圖所示。

圖 光伏電池等效模型

其輸出特性方程如式（1）所示：

式中，Isc為光伏電池內部的光生電流；IVD為二極管反向飽和電流；IL為光伏電池的輸出電流；UL為光伏電池的輸出電壓；Rs為光伏電池內部的等效串聯電阻（通常不會大于1Ω）；……