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分布式并网光伏发电站系统的应用董胜亮

发表时间：2021/5/28 来源：《基层建设》2021年第2期作者：董胜亮

[导读] 摘要：近年来，电力系统中涌现了数量众多、种类丰富的分布式发电资源，其灵活可调的运行特性以及出力的波动性为电力系统带来了机遇和挑战。

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        摘要：近年来，电力系统中涌现了数量众多、种类丰富的分布式发电资源，其灵活可调的运行特性以及出力的波动性为电力系统带来了机遇和挑战。当分布式发电在电力系统中的配置较为集中时，一般采用微电网或者主动配电网的形式进行集成管理；当分布式发电的分布不适合构成一个统一的系统时，采用传统的微电网或者主动配电网形式难以实现管理。在这种情况下，虚拟发电厂作为整合相对分散的分布式发电资源并实现管理的重要手段得到了蓬勃发展。
        关键词：光伏发电；分布式；并网工程
        引言
        为有效解决能源紧张和环境污染之间的严峻关系，需大力发展可持续发展的新型能源，分布式电源因发电方式灵活、环境友好和效率高等特性而获得广泛应用，但分布式电源由于自身出力的随机性和波动性，会使配电网出现电压波动性增大等现象，给配电网的正常运行带来了不良的负面影响，并造成分布式电源发展受限，因此，需研究分布式电源并网后的电压波动规律。针对分布式电源在配电网并网造成的影响，国内外学者做了相应的研究工作。
        1光伏发电
        单个光伏电池可视为PN节点，当它被太阳光激发时，会产生一个电子-空穴对。分布式光伏发电系统产生的电能一般不能直接供人们使用，需要通过多个环节进行转换和改进。在我们传统观念中电能不能存储，光伏储能电站不但改变了这一传统思维，还能将存储的电源用于各个方面，带动了电力在这方面的发展。在我们的日常用电环境中，一般白天用电量较高，用电价格也比较贵，晚上用电较低，相应的价格也较低，光伏储能电站可以利用晚上电量比较低廉时储存电能，在白天电价比较高的时候，使用光伏储存的电，通过这种方式，不但能保证工厂的持续稳定生产，而且能够为节约工厂开支，促进工厂的可持续发展；光伏储能电站还能促进均衡电能输送，减少其中很多环节的建设，利于国家提倡的绿色环保建设；最后，是光伏储能电站能减少意外的发生，促进电能的可持续供应，这为很多对供电质量要求很高的企业提供了更多的选择。
        2太阳能光伏发电的现状
        太阳能在国家发展中发挥着重要作用，中国土地辽阔，资源丰富，但是资源丰富并不意味着可以肆无忌惮地进行开发利用。当前，能源短缺已经成为我国面临的主要问题，没有能源的支持就无法实现国家的发展。特别是在中国，能源消耗相对较高，因此有必要积极寻求开发新的可再生能源[1]。目前我国由于受限于较低的技术水平、专业人才匮乏等因素，导致电能生产依旧采用的是靠煤炭燃烧来实现，依靠可再生能源发电很难满足人们的需求。近些年，中国的经济水平迅速提高，由于各行业的发展和经济建设的需求导致煤炭资源急速减少致使能源危机更加严重，根据相关统计，太阳能向地面释放了近80万kW的能量，足够每年生产5.6×10W•h电量，因此，将太阳能用于光伏发电将成为中国电力工业发展的主要趋势。
        3分布式并网光伏发电站系统的应用
        3.1故障分析诊断与新技术相互辅助结合的应用
        光伏电站是国内外重点研究发展的一种绿色再生能源发电装备。光伏电站的结构优化、改善和降低运行利用成本等突出问题严重直接制约了光伏电站发电的发展。其中光伏发电阵列由于系统占地面积大、分布广泛，容易同时出现光伏动力电池核心组件“裂片”、“线路老化”和“热斑现象”故障现象，并网光伏逆变器则容易同时出现供电过压、过大电流、功率管路等短路和开路等短路故障。这些严重因素影响关系到光伏基站电池相关组件的使用寿命难以保证光伏电站的安全稳定正常运行。

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而热斑效应则是故障之一，造成热斑效应现象的主要危害原因之一是某些光伏材料电池长期工作受到阳光阴影线的影响，致使其全部输出正极电流远远小于正常发电工作的其他光伏材料电池的全部输出正极电流。根据这一现象反映在最大功率点跟踪曲线上的变化。将曲线的变化也加入数据库中，也是对光伏故障检测技术的完善。通过光伏数据分析记录和统计分析，积累故障诊断技术经验，提高光伏故障分析诊断的系统整体技术水平。通过利用大数据将光伏发电检测管理技术实现智能化。与智能无人机直接结合后可辅助自动排除故障。对目前光伏电站相关设备的正常运行故障情况可以进行在线远程监测，及时跟踪分析故障处理发现故障可能特点，确定光伏设备运行故障可能发生的主要原因和故障位置，也可以有利于促进光伏电站设备维护管理人员工作的有效开展。因此将无人机技术与大数据相结合应用与故障检测技术，以利于实现我国光伏电站的稳定、可靠、经济运行，对于有效促进光伏电站发电的持续规模化健康发展，具有极其重要的指导意义。
        3.2通信/通讯领域
        太阳能光伏发电被广泛应用于电信和电信领域，电信和电信领域包含很多内容，并且直接影响着我们的日常生活。例如，农村运营商的广播、电信系统和电话系统。建立这样的系统可以满足人们的生活需求。将太阳能发电技术应用于这些系统可以有效地输送电力，确保系统连续稳定地运行，给人们的生活带来了极大的便利，同时卫星通信、士兵的GPS等工程也得到了极大的发展。
        3.3光电跟踪
        光电跟踪的原理是在太阳能跟踪装置上安装光电传感器，光敏传感器根据太阳光照角度的变化，测量光强度的变化，经过A/D转换，输出电信号，并传给控制器。光电传感器检测太阳光方向是否偏离轴线，当太阳光发生偏离时，通过控制器分析和作差比较，发出偏差信号，输出信号给驱动器，通过驱动器来控制电机转向和转动，使太阳能电池板重新对准太阳光线方向，达到系统的自动跟踪效果。
        3.4光伏建设一体化
        当前，绿色环保的概念逐渐渗透到人们的思想，因此光伏发电技术越来越受欢迎，并且被越来越多的应用到了我国的建筑设计中。例如：在建筑物的屋顶上装有太阳能电池板，太阳能电池板通过电线连接到电网，从而将能量转化为电能，使人们在日常生活中得以应用。利用太阳能发电不仅可以节省大量资源，还可以体现绿色环保理念，有效促进社会的可持续发展。
        结束语
        综述文章内容可知，我国正投入资本，大力发展电池储能技术，并且已经取得了一系列的进步。由于光伏与风电这些不可再生能源接入电网时对电网的冲击，很多相关工作人员开始思考如何解决这一问题。将储能系统与光伏发电技术相结合，能够很好地解决这一问题，并且能够合理有效地避开用电高峰实现各类用电的经济化发展，其次，上文中谈到的很重要一点即是，这种模式能够让日常用电更具稳定性，风险可控性增加，能促进电网运行的可持续发展，提高各方效益，实现用电的最大经济化。
        参考文献
        [1]陈金波,薛峰.分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析[J].科技创新与应用,2019(20):148-149.
        [2]马晓伟.分布式并网光伏发电站系统设计分析[J].机电工程技术,2019,48(02):110-112.
        [3]曹琼,李昊阳.光伏并网引起主动配电网电压越限问题研究[J].山西电力,2018(06):15-18.
        [4]赵艳龙,李勤超,何一帆,万东,龙彪,何锋.分布式光伏电源并网对配电网的影响研究[C].中国电力科学研究院有限公司、国网电投（北京）科技中心、《电信科学》杂志社.第三届智能电网会议论文集.中国电力科学研究院有限公司、国网电投（北京）科技中心、《电信科学》杂志社:国网电投(北京)科技中心,2018:390-394.
        [5]赵兴有.双柏县大庄并网光伏发电站开发风险管理研究[D].昆明理工大学,2018.