光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)運行技術(shù)思考

蔣文榮 陶勇 邱文淵

摘 要：在電能生產(chǎn)中，為節(jié)約不可再生能源，國家加強了新能源的開發(fā)，并大力推動光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用。光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要是利用太陽能電池直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)具有投資少、耗能小、運行靈活等優(yōu)勢，已經(jīng)被接入10kV配電網(wǎng)中，為我國電力行業(yè)帶來較大效益。文章簡單介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本概念與優(yōu)勢，并對其接入10kV配電網(wǎng)運行的相關(guān)技術(shù)展開探討。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)；優(yōu)勢；10kV配電網(wǎng)；運行技術(shù)

中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）12-0198-01

近年來，我國社會經(jīng)濟發(fā)展越來越快，社會對電能應(yīng)用逐漸增多，同樣，電能消耗越來越高。基于此，國家逐漸重視能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)逐漸接入10kV配電網(wǎng)中，新能源得到有效利用[1]。光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種電力電子技術(shù)、蓄電池技術(shù)、電力工程技術(shù)等為一體的綜合性技術(shù)，將其引入配電網(wǎng)中，并網(wǎng)運行，能夠有效降低電能生產(chǎn)投資、減小能源消耗、提高系統(tǒng)運行的靈活性，因此，推動光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行，已經(jīng)成為當前新能源領(lǐng)域開發(fā)中的研究重點。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的概念

新形勢下，能源的短缺與環(huán)境的污染，嚴重影響了社會發(fā)展，國家越發(fā)重視新型清潔能源的開發(fā)與利用。在該種大背景下，國家確定了太陽能等可再生能源未來發(fā)展方向。光伏發(fā)電系統(tǒng)逐漸應(yīng)用至各個方面，極大提高了電能供應(yīng)的可靠[2]。光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要由太陽能電池、蓄電池、控制器、逆變器等構(gòu)成，是一種利用太陽能電池，直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了電網(wǎng)運行的可靠性、環(huán)保性，不僅能獨立發(fā)電，還能并網(wǎng)運行，受到各個國家重視，前景廣闊。

2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢

與我國現(xiàn)在應(yīng)用的主要發(fā)電方式相比，光伏發(fā)電系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：由維修保養(yǎng)方面來看，光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成簡單，維修便利，提高了配電網(wǎng)運行的可靠性[3]。由環(huán)保方面來看，光伏發(fā)電系統(tǒng)依靠太陽能發(fā)電，在發(fā)電過程中不會產(chǎn)生二次垃圾，并且，與傳統(tǒng)發(fā)電機相比，光伏發(fā)電系統(tǒng)運行無聲，不會產(chǎn)生噪聲污染，為工作人員提供了安靜的工作環(huán)境。由穩(wěn)定方面來看，傳統(tǒng)的風力發(fā)電與太陽能發(fā)電都存在較大不穩(wěn)定性，而光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，使太陽能轉(zhuǎn)化過程具有較好的靜態(tài)穩(wěn)定性，提高了電能質(zhì)量。由供電可靠性來看，光伏發(fā)電系統(tǒng)獨立于電網(wǎng)之外，若電網(wǎng)發(fā)生故障，光伏系統(tǒng)可對重要用戶提供不間斷的電力保障，降低了大面積提電帶來的后果，滿足了用戶對電能可靠性的需求。另外，光伏發(fā)電系統(tǒng)較為適合區(qū)域發(fā)展，適合為偏遠農(nóng)村、社區(qū)等居民提供電能，保障敏感用戶正常用電，當前，廣發(fā)發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)逐漸接入10kV配電網(wǎng)中，向社區(qū)、農(nóng)村提供電能，區(qū)域用電可靠性明顯提高。

3 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)成

現(xiàn)階段，我國逐漸將發(fā)展目光放在光伏發(fā)電系統(tǒng)引入10kV配電網(wǎng)運行的相關(guān)技術(shù)中，并將其作為研究重點。對此，為提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的功能，應(yīng)首先保障相關(guān)設(shè)備質(zhì)量與性能完好，主要集中在以下幾方面：

（1）太陽能光伏電池組件。該組件是一種半導(dǎo)體，在選擇光伏電池組件時，應(yīng)根據(jù)綜合性能選擇，以此保障光伏發(fā)電系統(tǒng)的流暢運行。常用光伏電池組件為結(jié)晶硅組件，當太陽光照射在光伏組件上時，結(jié)晶硅上會生成大面積PN結(jié)，形成光生電壓，將太陽能和轉(zhuǎn)化為電能，是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵。（2）光伏陣列匯流箱PVS。減少光伏組件與逆變器間的連線數(shù)量，便利光伏發(fā)電系統(tǒng)維護，提高電網(wǎng)運行可靠性，當前，該組件已經(jīng)成為決定光伏發(fā)電系統(tǒng)是否正常運行、是否發(fā)揮功能的重要組件，因此，保障其的質(zhì)量與作用發(fā)揮非常重要。（3）保障逆變器的質(zhì)量與安全。在發(fā)電系統(tǒng)運行中，光伏電池組件吸收太陽光，并將太陽光轉(zhuǎn)化為直流電，此時，需要逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，才能真正供給電網(wǎng)，保障電能質(zhì)量與可靠性。因此，應(yīng)保障逆變器的型號適當，質(zhì)量較高，在逆變器運行中，應(yīng)定期檢查，保障逆變器發(fā)揮最高效用，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)中運行的可靠性。（4）配電設(shè)備與安全裝置。在光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)時，配電設(shè)備是必不可少的構(gòu)成部分，其中包含有對于交流直配電柜、母線、控制設(shè)備、分布電能設(shè)備等，保障配電設(shè)備的安全性，設(shè)置高效的防雷、接地設(shè)備，保障發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后正常運行。

4 光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)運行的相關(guān)技術(shù)

在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)時，嚴格遵守新的技術(shù)標準、技術(shù)要求等，保障光伏發(fā)電系統(tǒng)騙過你的安全性、可靠性，推動光伏發(fā)電系統(tǒng)高質(zhì)量運行。

4.1 接入10kV配電網(wǎng)的技術(shù)標準

光伏發(fā)電系統(tǒng)介入10kV配電網(wǎng)運行后，再沿用傳統(tǒng)技術(shù)標準已經(jīng)無法保障其安全、可靠運行，對此，為提高配電網(wǎng)運行穩(wěn)定性，降低故障發(fā)生，保障居民日常正常用電，推動電力企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展，應(yīng)依照新的技術(shù)標準執(zhí)行。由我國現(xiàn)有的電力方面技術(shù)指標來看，在光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)之后，應(yīng)貫徹以下標準：《戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)驗收技術(shù)規(guī)范》（計劃號2017008-CPIA）和《戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)電氣安全設(shè)計技術(shù)要求》（計劃號2017009-CPIA）、Q/GDW 1480-2015《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》等。

4.2 接入10kV配電網(wǎng)的技術(shù)要求

在我國電力運行中，10kV配電網(wǎng)是應(yīng)用最為廣泛的配電網(wǎng)，加強光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入，對我國電力發(fā)展甚至經(jīng)濟建設(shè)具有較高意義。因此，落實光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)，保障技術(shù)應(yīng)用的準確性，非常重要。具體來講，在系統(tǒng)接入配電網(wǎng)過程中，技術(shù)人員應(yīng)遵循以下幾點：首先，在發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)時，分布式光伏應(yīng)以單點式接入，提高配電網(wǎng)運行的可靠性。其次，在分布式光伏接入低壓分配電臺區(qū)時，避免與其他臺區(qū)建立低壓聯(lián)絡(luò)。最后，在光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)時，應(yīng)嚴格遵守國家規(guī)范，貼合當?shù)貙嶋H，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)的可行性。

4.3 接入10kV配電網(wǎng)的技術(shù)方案

在電網(wǎng)運行中，配電技術(shù)與光伏發(fā)電系統(tǒng)之間有關(guān)系密切，因此，在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)中時，應(yīng)嚴格依照相關(guān)標準，以國內(nèi)配電網(wǎng)運行實際情況為依據(jù)，分布式光伏系統(tǒng)單點接入。并且，在實際接入時，需要設(shè)定多元化技術(shù)方案，以便滿足不同地區(qū)的配電要求。觀看我國現(xiàn)階段電力發(fā)展，在系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)的技術(shù)中，可采用以下幾種方案：方案一，光伏發(fā)電系統(tǒng)可直接通過專線接入10kV配電網(wǎng)中，在共用變電站中分配出一個專用斷路器，將光伏系統(tǒng)與斷路器連接，當并網(wǎng)運行時，配電開關(guān)、并網(wǎng)點斷路器都處于閉合狀態(tài)，光伏發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)的電能直接傳輸至公用電網(wǎng)。公用配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，光伏發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)電能直接通過配電線路傳輸至用電用戶，提高用電可靠性。方案二，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)先接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)專線，后接入10kV配電網(wǎng)中，光伏發(fā)電系統(tǒng)歸屬用戶站，非并網(wǎng)運行時，用戶站與其他性質(zhì)電力用戶都依靠公用電網(wǎng)用電，光伏發(fā)電系統(tǒng)滿足用戶自用電后，還可將電能輸送至公用電網(wǎng)，有效節(jié)約其他能源。

5 結(jié)語

縱觀電能在我國發(fā)現(xiàn)形式，可以看出，光伏發(fā)電系統(tǒng)作為新型供電方式，必然具有極大的競爭力，在電網(wǎng)系統(tǒng)中占有重要地位，推動智能電網(wǎng)的發(fā)展。對此，文章簡單敘述了光伏發(fā)電系統(tǒng)的概念以及其存在的優(yōu)勢，敘述了并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)成，在光伏發(fā)電系統(tǒng)接入10kV配電網(wǎng)過程中，文章敘述了接入10kV配電網(wǎng)的技術(shù)標準、技術(shù)要求，并簡單介紹了幾個技術(shù)方案，以期推動光伏發(fā)電系統(tǒng)在我國配電網(wǎng)中的應(yīng)用，使太陽能發(fā)電走進千家萬戶，推動經(jīng)濟發(fā)展。

參考文獻

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