王宇
上海来有信信息技术有限公司 上海市 200000
摘要：近年，由于太阳能具有清洁、环保等优势，在电力生产中得到广泛应用，同时创造良好经济效益以及社会效益。对此，本文阐述了光伏发电系统概述，分析了太阳能光伏发电系统接入电力输配网的问题，并提出一点策略，希望能够为相关人员提供参考。
关键词：光伏发电；电力输配网；问题与对策
引言：对于风能以及太阳能等技术主要挑战就是间歇性问题，此种不稳定性问题能够对电力稳定性产生一定影响。在可再生能源不断接入电网背景下，确保电网容量充裕以及运行稳定性越来越重要。在这种情况下，光伏发电系统逐渐从中小独立发展成为大规模系统。因为光伏电站属于间歇式发电模式，大规模并网能够显著影响配网结构[1]。
西安比亚迪汽车自发自用4.52808MW光伏电站项目，是由浙江联盛新能源有限公司投资建设的光伏电站项目，总投资额约15,230,650元，该项目位于西安比亚迪汽车厂区屋顶，旨在通过建设屋顶光伏电站为比亚迪汽车有限公司提供更便宜的清洁能源。
1光伏发电系统概述
分布式发电消耗的能源主要以太阳能和风能等清洁能源为主，可以有效减少对环境的影响，发电站与用户之间线路更短，能够降低对耕地破坏程度，能够减少电磁干扰以及其他方面的影响。光伏电池是光伏发电系统重要组成部分，其基本原理为，太阳辐射照射电池板之后，光子能够进行电子空穴对激发，之后由于受力因素朝着两边移动，此过程会在外侧形成通路，此种定向移动会形成电流，之后借助非线性元件控制调节这些电流，即简易光伏系统[2]。见下图。
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图1 光伏系统
2太阳能光伏发电系统接入电力输配网的问题
2.1厂内没有电缆沟
因为西安比亚迪汽车在建设初期，并未对光电系统进行考虑，因此没有预留相应电缆沟，对于西安比亚迪汽车自发自用4.52808MW光伏电站项目线缆顺利敷设产生一定影响。
2.2并网点多，成本较常规项目增加
通过案例工程的实际情况分析，光伏发电并网点较多，虽然能够在一定程度上增加电能的获取量，体现并网的便捷性。但是，每一个并网点的出现皆需要一定的成本投入，具体的成本来自相应的设备、安全保护措施、运行管理等多个方面，所以，应在有关方面加强研究投入，在保证太阳能获取的基础之上，尽量减少并网点的数量，这样不仅有利于降低成本，还有利于后续的管理工作开展[3]。
3太阳能光伏发电系统接入电力输配网问题的对策
3.1合理开展电缆沟建设工作
（1）测量放线。就近从西安比亚迪汽车自发自用4.52808MW光伏电站测量主控网控制柱展开引测工作。完成引桩布置工作后，借助各个控制柱复核测量成果，确定之后开展下道工序施工活动。引桩附近砌砖并开展砼灌溉工作予以保护，进行显著标识，避免推土淹没，开展推土作业过程中，应该对轴线通视问题予以充分考虑。
（2）土方开挖。第一，开挖工艺。见下图。
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图1 土方开放工艺
第二，开挖边线计算。对于西安比亚迪汽车自发自用4.52808MW光伏电站项目电缆沟基地面根据300mm标准考虑。对于挖方边坡的坡度主要结合现场地面荷载、现场土质、土体稳定、挖方深度以及地下水位等情况进行确定。主要按照下表标准展开计算。
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第三，采用机械方式开展土方开挖工作，并通过人工方式进行辅助，采用机械方式开挖到底标高以上200mm位置，之后采用人工方式开展清基作业。土方开挖施工依批次开展，第一批基础完成回填处理之后，开展第二批基础施工作业。
第四，开展基坑开挖过程中对坡度以及坑边进行修正，保证边坡合理、坑边顺直。开展挖土施工时，应该对土体稳定性进行充分观察，积极开展土体变形监测工作。若是发现土体滑坡以及致使土体朝着挖方侧滑移的裂缝以及软弱夹层过程中，需要及时进行清除以及制定顶固策略，避免土体下滑以及崩塌。
第五，对于软土场条件的基坑开挖作业，禁止附近出现振动问题。
第六，对于余土，就近向填方去进行转运并摊平，若是需要将堆土放置在坑边，则要求施工人员保证坑边与堆土坡脚间距在1.5m以上。
第七，基坑在挖设至设计标高时，在基坑中央与边沿打入木桩，并进行标高控制点引测工作，以此为基础开展拉线以及坑底修正工作。
第八，基坑满足设计标高要求之后，让项目部的质检人员开展验收工作，同时让监理工程师验收电缆沟，并在验槽记录表上进行签字、
（3）土方回填。第一，粉细砂和角砾应该在填方区下方进行回填作业，表层则应用黏土或是黄土状粉土进行回填。对于淤泥质土、淤泥、土体中，若是有机质、草根以及碎块等含量超出8%，那么禁止用于回填工作。第二，厂区内应该保证良好坡度，进行临时排水通道设置，保证沟内积水得到及时排除。第三，隐蔽工程应该让监理工程师进行验收，验收合格之后，才可以开展回填施工活动。第五，推填土积极根据设计要求进行分层夯实。各层虚铺厚度应该保持在300mm以内，对于施工含水量，始终保持在－4%—2%以内。选择平板激振夯作业，特别在边角位置应该认真夯实。各层夯实之后应该按照施工规范开展取样施工活动，取样量在30m3左右，保证密实度满足要求。第六，土方开挖检验方法与质量标准。见下表。
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（4）基础垫层。选择竹胶板支模开展基础垫层工作，选择平板振动器开展振捣作业，应用铝合金进行刮杠顺平处理，之后借助木抹子进行磨平处理，保证表面平整度在5mm以内[4]。
（5）西安比亚迪汽车自发自用4.52808MW光伏电站项目的电缆沟模板项目。①完成砼地板施工活动之后，按照电缆定位桩对底板占地电缆沟中心线定位，同时弹墨线进行标示，为支模提供依据保障。②选择竹胶板开展沟壁模板施工，通过木方对外侧进行加固处理。开展竹胶板加工以及制作活动时，需要确保牢固，禁止发生跑模以及涨模等问题。开展支设作业时，选择对拉螺栓进行拉结处理，按照沟深从上到排列对拉螺栓，对于模板上部则选择钢管进行加固处理。③组装要求，采用厚度、规格相同的竹胶板，并保证加固角钢的规格统一，进而提高尺寸统一性与精确性。对于模板缝应该借助刮平与补平。加固选择钢管开展，禁止出现变形以及挠曲问题，同时应该具有良好刚度与强度，充分提高砼表面平整度。④模板加固，对于纵肋选择φ48钢管进行加固，数量为2根，两根钢管距离为500mm，在各个钢管之间穿设对拉螺栓；对于横肋，选择φ48钢管（1根）连接对侧钢管。⑤完成模板支设处理之后，选择水准仪和经纬仪开展标高、轴线校正工作。⑥超出沟壁模板。第一，开展侧模拆除作业时，应该确保砼强度可以有效保证自身棱角和表面不受损伤。第二，拆模顺序和模板安装顺序相反，首先将对拉螺栓的铸钢螺母拆除，之后对横档进行松口处理，最后将立档取下，让模板后倾和沟壁脱开。如果模板和砼沟壁粘结或是吸附无法离开时，则选择撬棍将模板下口撬动，禁止对沟壁上口对模板进行撬动处理，确保此过程砼沟壁不会发生晃动现象。完成拆模工作，指导施工人员借助切割机沿沟壁切除预埋件螺栓以及对拉螺栓，之后手持砂轮机进行磨平处理。第三，沟壁砼浇筑结束9—12h之后，开展养护作业，时间在1周—2周内。及时开展浇水养护，确保砼保持良好湿润状态，砼养护用水需要和拌制用水相同[5]。
3.2合理进行规划设计，减少并网点
在案例工程中，为了有效减少并网点，降低项目成本，应合理进行规划设计，具体的操作如下：
（1）进行组件排布优化。对于光伏发电并网点控制方面，应合理进行组件排布，根据自然环境、电站的具体情况、供电线路情况、运维管理需求等，统筹规划，优化组件排布。具体可以通过“合并”的方式尽量减少并网点。例如，为了减少并网点，可以根据光伏发电实际情况，将一些可以合并入网的光伏电源采取统一入网的方式，并进行效能和价值关系的分析，取缔一些效能较低、成本较大的并网点，进行组件排布优化[6]。
（2）合理进行设备选型。在实践过程中，应根据质量、安全、成本等方面的情况进行设备选型，保证其型号满足要求。尤其是为了控制并网点数量，应选择一些可以适应多个光伏电源并网的设备，容量较大，具有较强的适应能力。例如，逆变器选用，目前，国内光伏市场常用的并网型逆变器主要包括集中式逆变器和组串型逆变器两种。①集中式逆变器。该逆变器额定功率通常称为250—630kW，对于功率器件选择大电流IGBI，系统的拓扑结构选择DC-AC—级2电子器件进行公平隔离壁按压一级全桥逆变方式变换，防护等级设定为IP20。设备具有较大体积，应该选择立式安装方式。该逆变器在日照均匀的光伏地面电站、荒漠电站以及其他大型光伏电站中具有广泛应用，电站具有较大装机容量，通常超出数兆瓦。②组串逆变器。该逆变器额定功率通常在50kW以内，功率器件选择MOSFET，电流较小，拓扑结构选择DC-DC-BOOST升压与DC-AC全桥逆变电电子器件进行变换，该逆变器防护顶级设计为IP65。体积较小，能够采用室外壁挂方法进行安装。开展选型工作时应该对以下因素加以考虑：第一，初始投资比较。集中式逆变器方案与组串型逆变器方案的主要差异部分在光伏组件串出口至并网点的直流、交流电气设备及线缆等材料的不同。集中式和组串式逆变器方案的初始投资水平相当。其中，若是采用组串逆变器，那么会增加整体成本费用，但是组串式逆变器方案的直流电缆投资明显小于集中式逆变器方案。因此，在考虑各种实际布局因素的时候，两种方案初始投资成本基本持平。第二，系统效率。集中式逆变器方案以及组串型逆变器方案的逆变器损耗以及交流并网损耗等相对固定，难以显著提高，光伏阵列的损失是主要的改善空间。第三，运营成本。逆变器出现故障问题之后，集成式需要厂商安排维修人员到现场开展维护工作。设备维修期间造成上百千瓦的光伏设备停运，且由于设备维修需要大型起重机械进行更换，造成处理时间长；对于组串逆变器，出现故障之后，现场维修人员即可更换备用器件，具有简单快捷特点。第四，耐候性。组串式逆变器按照25年的系统可靠运行设计，采IP65防护等级，能够有效隔离外部环境和内部环境，为内部器件创造稳定、无尘工作环境，充分减小盐雾、湿气、温度等环境对器件性能的影响；整机故障率在1%范围内。对于集中逆变器而言，需要建设机房，其防护等级设计为IP54，然而由于机房主要选择直通风散热方法，所以实际防护等级只能够达到IP44，并不能够阻挡灰尘等不良因素。 [7]。
结语：
以现阶段环保问题角度分析，光伏发电具有良好发展前景以及广阔发展空间，尤其基于科技持续创新与优化背景下，光伏发电获得了良好支持。光伏系统向电力输配电网中接入已经成为重要发展趋势，基于此种新形势，相关人员应该积极通过自身努力，促使两者问题可以得到充分处理，进而充分提高电网运营可靠性以及稳定性，进而充分创造社会效益以及经济效益。
参考文献：
[1]武林芝. 太阳能光伏发电系统接入电力输配网的问题及对策[J]. 数码世界, 2020, 172(02):268-268.
[2]宋双静, 王密芳. 分布式光伏发电对配电网电压的影响及电压越限的解决方案[J]. 百科论坛电子杂志, 2019, (01):457-457.
[3]蔡开晶. 浅析分布式光伏发电并网存在问题与解决对策[J]. 中国高新技术企业, 2016(33):129-130.
[4]付启利. 光伏发电并网大电网面临的问题与对策研究[J]. 低碳世界, 2017, 30(168):80-80.
[5]易振坤. 浅析光伏发电并网大电网面临的问题与对策[J]. 低碳世界, 2017, 27(165):97-98.
[6]段世明, 郭红旭. 光伏发电接入10kV系统对配网的影响[J]. 黑龙江科技信息, 2015, (26):40-40.
[7]晏寒婷, 高怡芳. 光伏电站并网消纳能力评估及对策探讨[J]. 大众用电, 2017(01):22-23.
简介：王宇；1985.03，男，汉族，重庆人，上海理工大学，本科学历，光信息科学与技术专业，从事光伏发电项目行业，参与设计施工多个光伏发电项目。