光伏發電的發展及其對電網規劃的影響研究

董科研+姚佳

摘 要：為了保證光伏發電模式能優良的發展，并能在和電網系統相融合之后進一步發揮出更好的質量，需要技術人員能掌握光伏發電技術的關鍵點，根據光伏項目的建設情況采取相應對策。本文就光伏發電的發展及其對電網規劃的影響進行了分析。

關鍵詞：光伏發電；電網；電力

由于在公社發展、經濟建設階段之中消耗了大量的能源，所以目前能源的枯竭情況變得更加嚴峻，同時為了能有效的應對好這一問題，目前出現了太陽能類型的發電方式，利用太陽能電池板將太陽能轉化為電能，這樣既有了穩定的電能供應，同時還不需要消耗不可再生能源，由此光伏發電的模式也成為了未來能源領域發展的主要方向之一。

1 光伏類型太陽能發電的優勢

我國領土面積較大，并且各個地區都有著充足的光照，這也為光伏模式的發電提供良好基礎，并且在實際的運用過程之中，光伏發電在以下的幾個方面有著極為突出的優勢。首先，光伏類型的發電模式在產生電量的階段主要是將光能轉化為電能，而光能不僅是一種清潔能源，同時因為其來自于太陽的輻射，所以光能可謂是不會枯竭的能源，能保證人們長時間的使用，并促進社會獲得良好發展。其次，化石類型的能源在使用的過程之中往往會產生相應有害氣體污染環境，而光伏發電所產生的能源，無論是在其產生階段還是在其使用階段，都能保對環境沒有任何的污染，是一種清潔、沒有噪音，對環境友好的高質量能源。第三，在傳統類型能源使用的過程中，還需要相關人員解決運輸的問題，尤其是一些地形條件比較復雜、自然環境比較惡劣的地區，其化石類型能源在運輸方面就存在較大的問題，對于人們的正常使用存在較大影響。而光伏類型的發電設備由于使用的是太陽光，所以也就成功的打破了地域條件能源利用的制約，這發電方式在無人區之中、地形復雜險峻的地區發揮了良好的作用。第四，光伏類型的發電設備也經歷了長時間的發展，發電技術也是在逐漸的發展、完善，和這種設備的最初階段相比，現階段的發電設備在發電總量、發電質量等面都有了較大幅度提升，能保證用戶使用到高質量的電能。第五，光伏類型的發電設備的設計以及生產制造技術已經逐漸成熟，大部分的組裝工作在生產企業之中就能完成，這也就使得在光伏項目的教案設建設階段簡化了施工難度，在保證光伏類型發電設備安裝、調試有良好質量的同時，還能有效的縮短項目的建設周期。

2 光伏發電的發展趨勢

2.1 太陽能電池材料的發展

太陽能光伏發電系統主要由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器、負載等幾部分組成，太陽能電池陣列是光伏發電系統的核心。太陽能電池用半導體材料制成，在半導體上照射光后，由于半導體吸收光能會激發出電子和正電荷，從而半導體中有電流流過，稱為“光伏效應”。太陽能電池技術是太陽能發電技術的主要組成部分。太陽能電池主要有以下幾種類型：單晶硅電池、多晶硅電池和薄膜電池。單晶硅、多晶硅電池具有制造技術成熟、產品性能穩定、使用壽命長、光電轉化效率相對較高的特點。薄膜電池具有弱光效應好，成本相對于硅類太陽能電池較低的優點。隨著薄膜光伏電池技術不斷進步，薄膜光伏電池的市場份額將快速增長，相對而言未來薄膜電池有更大的發展空間和更好的發展前景。

2.2 光伏建筑一體化的發展

我國大量的建筑屋頂都是沒有充分的利用，針對太陽能比較豐富的地區應當大力興建與建筑相結合的并網光伏系統。在我國東部沿海發達地區，用電量大，對光伏發電市場需求較強。同時，目前我國光伏產業主要集中在東部省份。光伏產業對當地經濟的發展也起著重要作用，在城市建設光伏建筑一體化集成光伏系統，對于城市的供電保障與能源節約都能起到很好的促進作用。

2.3 太陽能地面光伏發電站的發展

我國有廣闊的荒漠資源，主要分布在太陽能資源豐富的西北地區，其年總輻射約為每平方米2000千萬時。在我國新疆、甘肅、內蒙古以及陜北等地區可以大力建設裝機容量較大的太陽能地面光伏發電站，不但能解決這些偏遠地區長期無電的窘境，還能促進我國光伏產業的迅速發展。其中，徐州協鑫光伏電站就是典型的地面并網型光伏電站，其總裝機容量為20MW，該電站采用了多種跟蹤方式安裝光伏組件，并裝設有完善的計算機監控系統。該項目填補了我國大型地面光伏并網電站建設領域的多項技術空白，為我國電力事業的快速發展，優化電源結構，促進節能減排。

3 光伏類型發電技術對于電網在規劃方面的影響

通過將光伏類型發電技術和供電網絡系統相融合，使得光伏發電系統之中原本用作儲能裝置的蓄電池設備被電網輸電網絡所取代，這樣也是免除了普通光伏類型發電設備在運行過程中，需要進行電能儲存以及釋放的過程，從而避免了在這個過程中出現的浪費情況，使得電能的利用更加充分，而光伏類型發電模式和電網系統融合是一個復雜的過程中，其相互之間的影響也是多方面。

3.1 對于供電電網在負荷方面的影響

在光伏類型發電設備使用的過程中，由于光伏設備主要是將太陽能轉化為電能，所以在實際的發電過程中也就不可避免的會受到光照強度方面的影響，在晴天的狀態下發電量會呈現出單峰的情況，發電量的最大值出現在中午光照最為強烈的時間，如果天氣多變則發電量曲線也會發生相應的變化，所以將光伏發電模式和供電網絡相互融合之后，就會對電網系統之中的電能負荷產生一定的影響。另外，受到地理位置方面東西部分偏差的影響、季節方面變動的影響都使得電網系統之中的負荷產生波動。

3.2 對電網系統調度自動化方面的影響

由于光伏類型發電設備接入到電網系統之中的項目發展時間較短，在目前的電力系統之中還不能有效的做到自動化的調度，這也就使得電網系統無法進行電網頻率方面、電網電壓方面的調整，不利于電網系統的控制以運行管理。

3.3 對電壓的影響

當光伏發電并網后，由于存在反向的潮流，光伏發電電流通過饋線阻抗產生的壓降將使負荷側電壓比變電站側高，這可能導致負荷側電壓越限。另外，光伏發電輸出電流的變化也會引起電壓波動，而同一區域的光伏發電的發電功率受光照變化的影響具有一致性，這將加劇電壓的波動，可能引起電壓/無功調節裝置的頻繁動作。

4 結束語

光伏并網發電促使電網運行向智能化模式轉變，加快新型電網調度平臺建設與發展，滿足了區域用電資源一體化生產需求，促進和推動了經濟的發展。為了適應電網運行作業要求，要借助計算機控制平臺構建新型調度方案，為光伏并網發電建立多元化運行模式。

參考文獻

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