光伏發(fā)電技術(shù)在變電站中的應(yīng)用

毛樹偉

摘 要：太陽能作為一種新型的可再生能源，以其廣泛存在、取之不竭、清潔無污染等優(yōu)勢已經(jīng)在社會中受到了廣泛關(guān)注，并在不斷應(yīng)用中其相關(guān)技術(shù)獲得了巨大發(fā)展。綠色變電站通過利用光伏發(fā)電技術(shù)，能夠進(jìn)一步減少電網(wǎng)運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的損耗及變電站建設(shè)與運(yùn)行的成本，從而能夠更好的減少能夠能源消耗，更好的保護(hù)環(huán)境污染。基于此，本文主要對光伏發(fā)電技術(shù)在變電站中的應(yīng)用進(jìn)行了簡要的分析，希望可以為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電技術(shù)；變電站；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.134

0 引言

伴隨著我國社會科技的進(jìn)一步的發(fā)展，新型能源得到了進(jìn)一步的利用。而光伏發(fā)電技術(shù)則被普遍的應(yīng)用與變電站當(dāng)中，由于其不僅可以符合電力用戶的不斷提升的用電的需求，同時還可以符合市場對于用電的實(shí)際要求，從而促進(jìn)企業(yè)最大限度的實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

1 光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 光伏發(fā)電原理

光伏發(fā)電主要是通過半導(dǎo)體界面光生伏特效應(yīng)將光轉(zhuǎn)化為電能的過程。其技術(shù)核心環(huán)節(jié)就是太陽能電池。其通過串聯(lián)以后完成封裝保護(hù)，從而構(gòu)成面積更為巨大的太陽電池組件，在基礎(chǔ)上與功率控制器等元件相結(jié)合，從而構(gòu)成了光伏發(fā)電裝置，從而實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電。

1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成及分類

（1）光伏發(fā)電系統(tǒng)具體包含以下幾個方面：即光伏電池組、控制器、蓄電池與逆變器所構(gòu)成的發(fā)電與電能交換系統(tǒng)。（2）其主要包含2中發(fā)電系統(tǒng)，即離網(wǎng)光伏以及并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。其中的離網(wǎng)光伏發(fā)電屬于比較普遍的太陽能的運(yùn)用受到，其簡單易操作，同時適用范圍比較廣泛。但受到蓄電池體積大以及維護(hù)繁瑣等因素的制約，制約了其實(shí)際的應(yīng)用。而并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，如果在用電負(fù)荷過大，同時太陽能電力不夠時需要通過電網(wǎng)購電，而負(fù)荷比較低亦或太陽能電力足夠時，通過將多余的電力售賣給電網(wǎng)。該系統(tǒng)并不需要蓄電池環(huán)節(jié)，因此，進(jìn)一步降低了成本，得到了普遍的應(yīng)用。

1.3 太陽能光電建筑的發(fā)展優(yōu)勢

現(xiàn)階段，通過太陽能光伏發(fā)電與建筑物想融合，依然成為光伏發(fā)電的一種發(fā)展方式。通過實(shí)踐分析，其具有以下優(yōu)勢：首先，能夠進(jìn)一步通過建筑屋頂以及幕墻來完成，從而進(jìn)一步降低了土地的利用。其次，通過原地發(fā)電、用電，從而能夠?qū)崿F(xiàn)近距離發(fā)電，從而降低了電站送電網(wǎng)的成本。再者，可以進(jìn)一步降低建筑能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。最后，通過在建筑屋頂以及外墻南立面安裝光伏組件能夠?qū)崿F(xiàn)直接吸收太陽能，從而實(shí)現(xiàn)了電力的利用，同時減少了墻面及屋頂?shù)臏囟取?/p>

1.4 太陽能光電建筑的發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計

其形式多種，設(shè)備的選型需要根據(jù)光伏陣列安裝的實(shí)際情況（如組件規(guī)格、安裝朝向等）進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，可劃分為以下方式：（1）集中式并網(wǎng)發(fā)電。這種并網(wǎng)方式適合于在建筑物上安裝朝向相同且規(guī)格相同的光伏陣列。在電氣設(shè)計時，采用單臺逆變器集中并網(wǎng)發(fā)電方案實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能（2）分布式并網(wǎng)發(fā)電。這種并網(wǎng)方式適合于在建筑物上安裝不同朝向或不同規(guī)格的光伏陣列。在電氣設(shè)計時，可將同一朝向且規(guī)格相同的光伏陣列通過單臺逆變器集中并網(wǎng)發(fā)電，采用多臺逆變器分布式并網(wǎng)發(fā)電方案實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。

2 變電站內(nèi)光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用方式

2.1 直流接入方式

將光伏發(fā)電系統(tǒng)以直流方式接入發(fā)電站系統(tǒng)中時，接入站的系統(tǒng)電壓要選擇交流電380V的系統(tǒng)，將變電站系統(tǒng)于光伏發(fā)電系統(tǒng)以交流的電路形式結(jié)合投入到電力系統(tǒng)當(dāng)中，這是光伏發(fā)電系統(tǒng)與變電站分別使用兩個電源為兩個系統(tǒng)同時供電。在白天時陽光充足，變電站就會利用負(fù)荷工作，而且在用電量充足且有剩余的情況下，余下的電量將會被返還到電力系統(tǒng)當(dāng)中。相反，如果在夜間或雨雪霧天等陽光不足的情況下，變電站就會反向負(fù)荷提供電量。

2.2 交流接入方式

還有一種接入方式，是將光伏發(fā)電系統(tǒng)以交流方式接入到變電站系統(tǒng)中，在白天時陽光充足時，利用太陽能的光伏發(fā)電系統(tǒng)開始工作，并直接以直流的方式將電量輸送給變電站中，這種方式可以顯著提高供電系統(tǒng)的安全性能，防止漏電、短路等電力故障隱患。光伏發(fā)電系統(tǒng)直接連接到變電站中，可以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電量可以與變電站中的電量自由轉(zhuǎn)換。這種接入方式的優(yōu)勢在于加設(shè)了光伏控制裝置，而且還配有太陽能光伏電池，能夠使電力系統(tǒng)中的電量傳輸?shù)倪\(yùn)行過程更加穩(wěn)定可靠。

2.3 微電網(wǎng)接入方式

這種方式是將光伏發(fā)電技術(shù)運(yùn)用到接入站中微型網(wǎng)絡(luò)發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中，微型發(fā)電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常會向?qū)⑻柲軅鬏數(shù)浇尤胝緝?nèi)，然后利用整流逆變電路取代之前的儲能整流電路。港光伏發(fā)電技術(shù)這種應(yīng)用方式通常會用于光儲微型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作過程，以及微型網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)的單獨(dú)工作過程中，并且將儲能系統(tǒng)用作主要驅(qū)動電力，同時還有助于電力工作者結(jié)合現(xiàn)場情況，對整體電力系統(tǒng)和局部電源裝置進(jìn)行調(diào)控，而且電力工作人員還可以通過電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的監(jiān)控中心，隨時隨地全方位的觀察和了解電源裝置的工作情況，并收集光信息，掌控電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行全局。

3 光伏發(fā)電技術(shù)在變電中的中的注意事項(xiàng)

光伏電池的優(yōu)選問題，光伏電池也經(jīng)過不斷的改良和創(chuàng)新，從晶體硅光伏電池發(fā)展到薄膜太陽能電池，到如今的薄膜升級電池。其中晶體硅電池的效率高，耐久度好，但是成本偏高，而薄膜技術(shù)電池不僅制作簡便，而且成本偏低，工作效率較為理想，然而制作技術(shù)尚不成熟，且含有一定毒性。例如要想實(shí)現(xiàn)太陽光能的合理利用，則應(yīng)當(dāng)確保太陽能光伏發(fā)電裝置在組裝操作過程中，始終同與垂直在水平地面上的裝置留有規(guī)定的夾角，要對地理位置加以科學(xué)規(guī)范的運(yùn)算，才可以獲得最精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成有效裝設(shè)好光伏系統(tǒng)設(shè)備的位置。同時其內(nèi)部設(shè)備可以發(fā)揮降低電力系統(tǒng)的耗電量比例的功能，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能、高效的目標(biāo)。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文研究將光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于變電站具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義，隨著電網(wǎng)趨向更加“智能、高效、可靠、綠色”轉(zhuǎn)變，以及光伏發(fā)電技術(shù)的不斷更新改進(jìn)，光伏發(fā)電在變電站中的應(yīng)用將迎來更好的發(fā)展。

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