云南村級(jí)光伏扶貧電站建設(shè)建議

楊剛 徐云江 楊警

摘 要：光伏發(fā)電是2015年國(guó)務(wù)院扶貧辦確定實(shí)施的“十大精準(zhǔn)扶貧工程”之一。從全國(guó)太陽(yáng)年輻射總量的分布來(lái)看云南中部和西南部等廣大貧困地區(qū)的太陽(yáng)輻射總量很大，適宜發(fā)展光伏發(fā)電項(xiàng)目。同時(shí)，這些地區(qū)因地處偏遠(yuǎn)、交通條件差、缺乏資源，找不到合適的產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目，難以打開(kāi)全面實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的突破口。因此，村級(jí)光伏扶貧電站建設(shè)是推進(jìn)云南邊遠(yuǎn)貧困地區(qū)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的一個(gè)最佳途徑。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；電壓影響；電能損耗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.145

據(jù)國(guó)務(wù)院《村級(jí)光伏扶貧電站收益分配管理辦法》中相關(guān)規(guī)定對(duì)于村級(jí)光伏扶貧電站規(guī)模建議“單體規(guī)模300千瓦左右（具備就近接入條件的可放大至500千瓦）。” 而相關(guān)文件規(guī)定200kW—6000光伏項(xiàng)目以10（20）kV接入，6000kW以上光伏項(xiàng)目以35kV接入[1]。可見(jiàn)，村級(jí)光伏扶貧電站從建設(shè)規(guī)模上多從10kV電壓等級(jí)接入系統(tǒng)。而通過(guò)變壓器升壓到10 kV就地接入配電網(wǎng)，由于接入容量較大，對(duì)配電網(wǎng)的影響往往比較大[2]，本文著重討論此種情況下的村級(jí)光伏電站的建設(shè)建議。

1 村級(jí)光伏扶貧電站對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)的影響

1.1 對(duì)電壓的影響

云南貧困地區(qū)多處在配電線路末端，由于歷史原因，這些地區(qū)的電網(wǎng)線路和設(shè)備普遍偏老舊，存在臺(tái)區(qū)供電半徑大、線徑小等問(wèn)題。隨著用戶(hù)對(duì)用電容量需求增高，特別在農(nóng)忙和節(jié)假日用電高峰時(shí)期，負(fù)荷過(guò)大，部分臺(tái)區(qū)表現(xiàn)出供電不足，出現(xiàn)過(guò)載和低電壓現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了居民生活。而村級(jí)光伏扶貧電站一般多近安裝于配電線路的末端。光伏電源接入末端負(fù)荷點(diǎn)處，相當(dāng)于在末端加了個(gè)電源，對(duì)末端電壓提升是較明顯的[3]。

1.2 對(duì)線路電能損耗的影響

因?yàn)楣夥娬窘尤胩嵘伺潆娋€路上的電壓，而當(dāng)負(fù)荷功率一定時(shí)，電壓升高就會(huì)減小負(fù)載電流，即流過(guò)供電線路上的電流會(huì)減小，因此線路損耗減小。但是，村級(jí)光伏扶貧電站要賣(mài)電賺錢(qián)，故多采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式，若并網(wǎng)后輸送距離較遠(yuǎn)也會(huì)增加線路損耗。

1.3 對(duì)保護(hù)的影響

線路末端位置接入 DG，這樣系統(tǒng)與 DG 之間的線路為雙端供電線路，其他線路仍然為單端供電線路[4]。下面將針對(duì)不同位置的故障分析 DG 接入對(duì)保護(hù)的影響。

（1）F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3 點(diǎn)發(fā)生短路故障。當(dāng) F1 點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù) 4，5 感受不到故障電流，不會(huì)受 DG 接入的影響。而對(duì)于保護(hù) 2，3 來(lái)說(shuō)，其所流過(guò)的故障電流因 DG 的接入而變大，但是保護(hù) 1 流過(guò)的故障電流僅由系統(tǒng)提供，因此保護(hù) 1 不受影響。保護(hù) 2 、3會(huì)流過(guò) DG 流向故障點(diǎn)的反向電流，當(dāng) DG容量足夠大時(shí)，保護(hù) 3 可能會(huì)誤動(dòng)。同理可分析F2，F(xiàn)3 點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)各保護(hù)的動(dòng)作情況。

（2）F4，F(xiàn)5 點(diǎn)發(fā)生短路故障。當(dāng)F4 點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，故障電流不會(huì)流過(guò)保護(hù) 5，因此保護(hù) 5 不會(huì)受到影響。而 DG 的接入使得流過(guò)保護(hù) 4 的故障電流增大，使保護(hù) 4 保護(hù)范圍擴(kuò)大，從而可能非選擇性動(dòng)作。保護(hù) 1，2，3 會(huì)流過(guò)由 DG 流入故障點(diǎn)的反向電流，當(dāng) DG 足夠大時(shí)會(huì)使保護(hù) 3 誤動(dòng)。同理可分析 F5 點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)各保護(hù)的動(dòng)作情況。

2 建設(shè)意見(jiàn)

村級(jí)光伏電站建設(shè)時(shí)需根據(jù)光伏電站的區(qū)域面積、太陽(yáng)能資源特征、安裝條件、交通運(yùn)輸條件、地形條件，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀笳镜南嚓P(guān)資料等，同時(shí)考慮光伏電站的經(jīng)濟(jì)性、可行性，統(tǒng)籌規(guī)劃村級(jí)扶貧光伏發(fā)電項(xiàng)目，電力建設(shè)部分尤其注意以下幾點(diǎn)：

（1）靠近主干電網(wǎng)，以減少新增輸電線路的投資。

（2）考慮主干電網(wǎng)的線徑具有足夠的承載能力，在基本不改造的情況下有能力輸送光伏電站的電力。

（3）離用電負(fù)荷近，以減少輸電損失。

（4）對(duì)于經(jīng)常處于重載狀態(tài)的線路或經(jīng)常出現(xiàn)低電壓的臺(tái)區(qū)，可以?xún)?yōu)先考慮光伏電源接入來(lái)提升供電線路或臺(tái)區(qū)的電壓質(zhì)量。

（5）村級(jí)扶貧光伏電站容量較小，則其對(duì)故障電流產(chǎn)生的影響不大；但若村級(jí)扶貧光伏電源的容量較大將造成原有繼電保護(hù)系統(tǒng)的斷路器與熔斷器不相匹配，引起繼電保護(hù)誤動(dòng)作。因此必須替換原有元件的保護(hù)裝置，而這需要的成本是相當(dāng)高的，所以，村級(jí)扶貧光伏電站的容量要綜合考慮。

參考文獻(xiàn)：

[1]云南電網(wǎng)公司計(jì)劃發(fā)展部.云南電網(wǎng)分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)細(xì)則[S].

[2]董雅俊.實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電用戶(hù)側(cè)并網(wǎng)需調(diào)整政策和創(chuàng)新機(jī)制[EB/OL].2011，09（07）.

[3]葉榮波，周昶，施濤，朱凌志.用戶(hù)側(cè)光伏發(fā)電并網(wǎng)的繼電保護(hù)分析[J].科技通報(bào).

[4]方永毅.分布式電源配電網(wǎng)繼電保護(hù)研究[D].華北電力大學(xué).

作者簡(jiǎn)介：楊剛（1976-），男，云南昆明人，本科，供電所所長(zhǎng)，研究方向：農(nóng)村用電管理。