分布式光伏发电的现状分析及技术改进研究

分布式光伏发电的现状分析及技术改进研究

郑萌萌,周浩

国电投（天津）分布式能源有限公司  天津市300380

摘要：能源是社会建设发展的基础资源,随着我国经济快速发展,传统化石能源不足以及其所导致的环境污染问题日益突出,发展新能源将有助于推动经济发展、保护环境.地面光伏发电技术便是其中之一,本文简述分布式光伏发电现状,探究影响分布式光伏发电效益的因素,并探析分布式光伏发电技术的改进策略,以期为节能技术应用研究提供一些发展建议.

关键词：分布式光伏发电；现状分析；技术改进

1分布式光伏发电技术的优势

分布式光伏发电系统利用新能源实现发电，具有明显的优势，具体表现为以下几方面：容易操作，能够较快启动和终止运行，自动化程度较高；装配费用低；建设的工期比较短；对环境破坏较小；良好的调峰性能；能够就地发电和输送电力，设施出现问题后依然能够输送电力，为集中供电提供保障；发电量较大，能够向指定地区输送足够的电力；考虑到系统彼此独立，因此其运行中的安全隐患比较小，能够在很大程度上降低电力输送中断的情况；运行中几乎不会产生能耗，不需要配电站的支持，能够对运行成本予以有效控制，而且在使线路耗损降低的同时确保系统稳定运行。由此可见，无论是在城乡用电模式的配置、能源结构的转型，还是自然环境的保护中，这种发电技术的应用都会起到积极的作用，除此之外还为能源安全提供保障。

2 分布式光伏发电系统的运行特点

当前应用比较广泛的光伏发电系统主要有两种：并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统。

并网光伏发电系统由于建设规模和输出功率较大，对机组、电网的规模，以及输送电压有较高的要求。而且并网光伏发电站往往建在太阳能资源比较丰富的西部地区，输送距离较长，对电力输送能力也提出了很大了挑战。相比之下，分布式光伏发电系统，投资少、占地小，建设快，电站装机容量一般在兆瓦以下，能安装在学校、居民楼、厂房等城市建筑屋顶上，可以就近转换，就近使用，对缓解城市供电压力具有重大意义。分布式光伏发电系统根据是否并入公共电网，又可以分为独立的分布式光伏发电系统，和并网型分布式光伏发电系统两类。独立的分布式光伏发电系统，在将光能转化为电能后，需要储存在蓄电池中以备使用。而并网的分布式光伏发电系统，在生成电能后，可直接将电能输送到连接的公共电网中，电能无需在蓄电池中进行存储和释放，降低了系统建设和管理成本，也减少了能量损耗。此外，并入公用电网的分布式光伏发电系统还可以在用电高峰时，起到调峰作用。因此，并网型分布式光伏发电系统具有广泛的实际应用前景，是光伏发电的重要发展方向。

3 分布式光伏发电系统推广中存在的问题与建议

尽管并网型分布式光伏发电系统具有投资少、占地小，建设快等一系列优势。然而在实际推广当中，依然存在一些问题。

居民分布式光伏发电项目申请流程较繁琐，影响安装积极性。

我国现有的政策规定，“对于个人利用住宅建设的分布式光伏发电项目，由电网企业直接受理并网申请后，代个人向当地能源主管部门办理项目备案，并及时开展相关并网服务。”

也就是说，只要居民提出申请，后期如备案、并网服务、费用结算等相关工作都要由电网企业负责。整个过程中，电网企业不仅要应对随机性较强的光伏电量给电网带来的管理负担，还要承受包括并网接入方案制定、电表更换、系统的调试和验收等带来的一系列额外成本。

针对这种情况，需要尽快构建合理的激励机制。除了将分布式光伏发电量纳入到电网企业考核指标外，还需要从政策上对电网企业加以支持，对其在居民分布式光伏发电项目申请过程中，付出的额外成本进行支援和补贴，从源头上调动电网企业的积极性。从而促进分布式光伏产业的健康发展。而按照国家目前的补贴政策，对于分布式光伏发电项目的财政补贴是通过电网企业直接支付给个人用户的，电网企业在整个过程中并不享受补贴政策。在这样的情况下，电网企业对于分布式光伏项目的积极性严重不足，甚至出现了增加审批环节，对项目申请拖延和推诿的情况，使项目申请流程变得繁琐不堪，影响居民安装积极性，大大制约了居民分布式光伏发电项目的快速发展。

4分布式光伏发电现状

我国引入分布式光伏发电技术的时间较晚，在利用该技术对光伏发电相关项目进行开发时，仍有亟待解决的问题存在，例如，有关人员未能做到严格管控组件质量，导致不达标组件进入项目，使发电系统的稳定性和安全性受到负面影响；太阳能不稳定，光伏发电期间极易出现电网波动的情况，进而使发电系统难以正常运行；在储存电能、并网的过程中，光伏电网的电压不固定，这一问题同样影响着光伏发电优势的发挥。现阶段，亟待解决的问题主要包括以下两个：（1）除特殊情况外，集中进行供电的配电网均存在电力辐射的情况，若配电网处于正常运行状态，其电压将沿功率传输方向缓慢下降，但运用分布式光伏发电技术后，电网内将形成多个电源节点，同时传输功率潮流的变化方向也发生了改变，使各节点对应电压不断变化，若不尽快解决该问题，将导致电压偏压持续增大，进而对电网的安全性造成不利影响。（2）若供电系统因故停止运行，但光伏发电仍处于供电状态，会造成孤岛现象。一般来说，孤岛现象主要分为非计划性和计划性两类，非计划孤岛往往难以预测。此外，考虑到主网难以做到有效控制孤岛输电频率和电压，随着孤岛现象存在时间的增加，其他设备受损的概率将大幅提高。

5分布式光伏发电的技术改进探究

5.1孤岛保护

要使光伏发电存在的不足得到弥补，关键是明确问题成因，同时制订相应的改进方案。研发孤岛保护相关技术的初衷主要是杜绝并网期间两者出现短暂失联，导致光伏电网失去独立运行的能力。对该技术加以运用，可在极大程度上提高光伏电网的稳定性及安全性，通过主动切断连接设备的方式，使维护及检查工作得到高效开展。若存在计划外的孤岛运行情况，则要对电网处于该工况时对电气设备、工作人员所产生的影响进行分析，从而制订切实可行的预控计划，同时针对常见事故，拟定相应的处理方案，为光伏电网的长期运行提供保障。

5.2科学调压

分布式光伏发电的性质较为特殊，极易由于自然光能的影响而出现发电不稳定的情况。对电力资源进行并网期间，频繁变化的光伏电压对电网所产生的影响有目共睹，若不尽快解决该问题，将在极大程度上降低项目的安全性。鉴于此，有关人员指出，应酌情引入调压技术。简单来说，就是利用电压调节器对电力进行控制，缩小电压波动范围。长期处于高效运行状态的发电系统较易发生线路轻载或类似情况，以往在电网末端安装调压设备的方法，会导致光伏电网在并网期间所形成电压超出限值，进而使并网效果和可靠性受到负面影响[2]。为避免上述情况出现，有关人员最终决定以发电系统呈现出的运行状态为依据，在储能阶段增设调压器，利用调压器对电压波动加以控制。事实证明，此举可使发电系统具有更加理想的稳定性及安全性，需要引起重视。

结束语

通过上文的分析能够看出，在开发分布式光伏发电相关项目时，为保证电网始终处于稳定且安全的运行状态，有关人员应对现有技术进行相应的改进，通过科学调压还有孤岛保护等方式，使光伏发电的价值得到最大化的体现。随着新能源的接入更加广泛，其引起的管理与技术问题各级运行人员及管理人员也应予以充分重视，从而不断促进新能源的发展进步与技术成熟，促进电网更加坚强，服务更加优质，更好地满足人们对电力的需求。

参考文献

[1]李洪珠，刘飞扬，李洪璠，等.应用于分布式单相光伏并网发电系统的组合双极性直流变换器[J].高电压技术，2020，46（11）：9.

[2]乔颖,孙荣富,丁然,等.基于数据增强的分布式光伏电站群短期功率预测(二):网格化预测[J].电网技术,2021,38(9):7.