分布式光伏發(fā)電的并網(wǎng)接入探究

分布式光伏發(fā)電的并網(wǎng)接入探究

Summary：近年來國家高度重視分布式能源和儲能的發(fā)展，光伏和儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｌ柲芫哂星鍧?、安全、高效、可持續(xù)等顯著優(yōu)點，在我國新能源體系中扮演著非常重要的角色。構(gòu)建清潔低碳安全高效能源體系是實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的關(guān)鍵。隨著分布式光伏發(fā)電建設(shè)成本的降低，國家對光伏產(chǎn)業(yè)的政策支持和稅費優(yōu)惠力度較大，光伏發(fā)電已成為當(dāng)前熱門領(lǐng)域?；诖?，本文主要研究光伏發(fā)電技術(shù)理念，分析光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢，總結(jié)幾種典型的分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)接入方式，為分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用和建設(shè)提供一點建議。Keys：分布式光伏發(fā)電；并網(wǎng)接入引言電力能源是當(dāng)下各行各業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵能源，為了滿足不斷增加的使用需求，光伏發(fā)電系統(tǒng)成為行業(yè)關(guān)注焦點。為節(jié)省能源消耗，光伏發(fā)電日漸趨于完善，與此同時，光伏發(fā)電配電網(wǎng)也需要不斷與時俱進(jìn)。分布式光伏發(fā)電概述從基本模式角度出發(fā)，光伏發(fā)電可以將其分為輸電側(cè)并網(wǎng)以及配電側(cè)并網(wǎng)兩種：輸電側(cè)并網(wǎng)主要應(yīng)用于較大規(guī)模的發(fā)電站，將其中的電能集中并入電網(wǎng)，之后接受電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)配；配電側(cè)并網(wǎng)發(fā)電規(guī)模小，發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電能就近接入配電網(wǎng)，電能會直接被消耗。由此使分布式光伏電源接入配電網(wǎng)更加順暢，避免造成配電網(wǎng)系統(tǒng)擾動。1光伏發(fā)電技術(shù)理念光伏發(fā)電主要的原理就是通過半導(dǎo)體硅使光能快速轉(zhuǎn)變成電能，技術(shù)原理類似于植物通過葉綠體將光能轉(zhuǎn)變成有機化學(xué)能。在能源的收集過程當(dāng)中，人們只需要將光伏電板放置在易接觸到陽光的地方即可，在感受到光源時將其吸收，再由化學(xué)能形成自由帶電離子，這樣就在自由閉合電路中形成了帶電離子移動，從而產(chǎn)生了電流，電流轉(zhuǎn)化為電能，滿足生產(chǎn)各種需求。光伏能源相較于其他能源而言，是一種操作簡單且造價合適的清潔能源，與傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)相比，效率高、成本低、無污染、易推廣。我國光伏發(fā)電技術(shù)研發(fā)已持續(xù)數(shù)年，但是仍有很多關(guān)鍵技術(shù)點需要進(jìn)一步突破。光伏發(fā)電技術(shù)在推廣及應(yīng)用中也遇到一些瓶頸，例如當(dāng)?shù)卣卟环龀帧⒄嫉孛娣e較大、安裝位置較高、一次性投入較大等等。清潔能源的建設(shè)和使用必將成為趨勢，國家可倡導(dǎo)綠色發(fā)展理念，加大資金投入，出臺相關(guān)利好政策，有助于光伏發(fā)電技術(shù)的研發(fā)和普及。2光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢2.1高效率低成本光伏電池由于生態(tài)紅線和耕地紅線的限制，國家能源局要求光伏項目的開發(fā)不允許占用耕地。因此，發(fā)展更高效率、更低成本的光伏電池，進(jìn)一步提升單位面積發(fā)電能力是未來光伏大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵。一是持續(xù)推進(jìn)PERC晶硅電池技術(shù)的發(fā)展，如開發(fā)雙面PERC電池等，提升轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本。二是加快TOPCon、HJT、IBC等新型晶硅電池低成本高質(zhì)量產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)研究，重點突破關(guān)鍵材料、工藝水平、制造裝備等技術(shù)瓶頸，提高效率，降低成本，推動新型晶硅電池的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用。三是推動CIGS、CdTe、AsGa等薄膜光伏電池的降本增效、工藝優(yōu)化、量產(chǎn)產(chǎn)能等，大力推進(jìn)薄膜太陽能電池在光伏建筑一體化建設(shè)中的應(yīng)用。四是開展高效鈣鈦礦太陽能電池制備與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研究，開發(fā)大面積、高效率、高穩(wěn)定性、環(huán)境友好型的鈣鈦礦電池，開展晶體硅/鈣鈦礦、鈣鈦礦/鈣鈦礦等高效疊層電池制備及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研究。2.2光伏建筑一體化應(yīng)用制定光伏建筑一體化建設(shè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，推動光伏建筑一體化規(guī)模化應(yīng)用，實現(xiàn)綠色建筑“零排放”，助推“雙碳”目標(biāo)有效落地。重點開展光伏建筑一體化電池技術(shù)研發(fā)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)化效率與建筑美觀的有效融合。研制所樣化光伏組件材料，滿足不同場景和個性化需求的建筑結(jié)構(gòu)，并利用集成技術(shù)開發(fā)裝配式光伏建筑。融合數(shù)字信息技術(shù)，開發(fā)自動化、信息化、智能化光伏建筑。2.3光伏組件回收處理與再利用研究光伏組件回收處理政策和法規(guī)，制定完善的光伏組件回收處理標(biāo)準(zhǔn)體系，明確光伏組件回收處理細(xì)則，加強對光伏組件回收處理的指導(dǎo)和要求。改進(jìn)廢棄光伏組件回收處理技術(shù)，提高回收率，同時最大程度降低回收處理過程中的環(huán)境污染和能源消耗，實現(xiàn)無害化處理。3分布式光伏發(fā)電的并網(wǎng)接入方式3.1采用10kV并網(wǎng)接入分布式光伏發(fā)電裝機容量在400～6000kW時，并網(wǎng)電壓等級應(yīng)為10kV。即光伏發(fā)電系統(tǒng)需配置升壓變壓器，將輸出的電壓升至10kV后再T接至公共線路或通過10kV專線并網(wǎng)接入開關(guān)站10kV母線。其中，升壓變壓器應(yīng)配置電流速斷保護裝置，若電流速斷保護的靈敏度不能滿足系統(tǒng)要求時，可使用縱聯(lián)差動保護方式進(jìn)行替代。3.2并網(wǎng)接入的主要技術(shù)要求按照相關(guān)電力技術(shù)規(guī)范，分布式光伏發(fā)電的并網(wǎng)接入的主要技術(shù)要求如下：（1）并網(wǎng)接入的切換裝置應(yīng)設(shè)置閉鎖，有明顯開斷點，其開關(guān)能開斷故障電流，并帶接地保護等功能。同時，需具備失壓跳閘及檢有壓合閘功能，失壓跳閘定值宜整定應(yīng)為額定電壓U的30%、延時10s動作，檢有壓定值宜整定應(yīng)為額定電壓U的85%。（2）并網(wǎng)接入點的電能計量裝置應(yīng)具備電壓、電流、功率、電度等數(shù)據(jù)采集以及ABC三相電流不平衡監(jiān)測功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的通信與存儲。（3）在并網(wǎng)接入點應(yīng)配置防逆流保護等裝置。（4）三相電壓并網(wǎng)接入時，應(yīng)采用三相逆變器，且在同一位置同時并網(wǎng)接入。3.3采用220V并網(wǎng)接入分布式光伏發(fā)電裝機容量在8kW及以下時，并網(wǎng)電壓等級應(yīng)為220V。選擇220V并網(wǎng)接入的大部分為居民用戶，其并網(wǎng)接入點通常設(shè)在用戶220V的電能表箱處，且?guī)缀醵际遣捎米园l(fā)自用余量上網(wǎng)的消納方式。值得注意的是，在并網(wǎng)接入具體相序時，需核驗該區(qū)域各相序已并網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電總?cè)萘浚苊獬霈F(xiàn)三相功率不平衡問題。4分布式光伏發(fā)電的并網(wǎng)要求光伏電站接入方式和原則。（1）在將其接入電網(wǎng)的情況下，應(yīng)該以電網(wǎng)能夠穩(wěn)定和安全運行作為其基本原則。（2）如果在多個電源同時接入的情況下，相關(guān)工作人員必須對所有接入電源展開綜合衡量，從而將各個電源的最大容量控制在上級變壓器供電最大載荷電力的25%之內(nèi)。（3）在將其接入電網(wǎng)的情況下，應(yīng)該確保接入部位的短路電流小于額定電流的10%。4）相關(guān)工作人員能夠通過裝機容量情況合理配置接入電壓等級。具體執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為：①220V應(yīng)用于8kV接入，（2）380V應(yīng)用于8～400kT接入，（3）10kV應(yīng)用于400～6000kW接入。工作人員必須按照實際電網(wǎng)運行情況，在對經(jīng)濟性和有效性予以全面評估之后，才能確定最終的并網(wǎng)電壓等級。如果分布式電源能夠既實現(xiàn)高電壓接入，同時也能實現(xiàn)低電壓接入，相關(guān)工作人員則應(yīng)該選擇后者。光伏電站電能質(zhì)量要求。相關(guān)工作人員在實際展開并網(wǎng)作業(yè)前期，必須充分分析電能的品質(zhì)，分析參數(shù)主要包括以下幾點：（1）電源容量，（2）接入辦法，（3）變流器的型號。除此之外，在將其接入配電網(wǎng)的情況下，其供電運行必須確保電能品質(zhì)達(dá)到相關(guān)輸電標(biāo)準(zhǔn)，如果電能的品質(zhì)或者相關(guān)參數(shù)中有一項無法達(dá)到相關(guān)的規(guī)范要求，分布式電源則無法實現(xiàn)穩(wěn)定和安全輸電的預(yù)期目標(biāo)。結(jié)束語當(dāng)前隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水的提升，人們對能源的需求越來越高。中國正積極推動分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)工程。然而在其工程項目的建設(shè)過程中，會在很大程度上導(dǎo)致電網(wǎng)無法平穩(wěn)和安全運行，不能達(dá)到預(yù)期的建設(shè)目標(biāo)。這就要求相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該進(jìn)一步對其展開研究，通過相應(yīng)措施解決項目建設(shè)過程中存在的問題，制定具有針對性的解決方案，為中國電力行業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。Reference[1]葛鑫.分布式光伏發(fā)電建設(shè)運營模式研究[D].北京:華北電力大學(xué),2015（5）：15-16.[2