分布式光伏发电并网设计探讨

分布式光伏发电并网设计探讨

董竞进

中国核工业二三建设有限公司华东分公司 江苏南京 210000

【摘　要】目前经济日益发展，传统能源的数量不能满足现代人们的需求量，传统能源的储备在不久的将来会越来越少，直至枯竭。面临这样的危机，人们开始寻求能代替传统能源的资源，既可以保护传统能源，使其能为子子孙孙造福，又能满足现代人的需求。因此专家们提出使用新型能源来代替传统能源，在众多新型能源中，太阳能被大力推广。在这种大趋势下，参与到并网光伏电站设计的人数变得越来越多。太阳能是太阳的照射而来，是取之不尽的，太阳能干净、清洁，这样的新型资源既节能又环保。对这种新型能源的利用能为社会创造巨大的经济价值。由此看来，对分布式光伏并网发电的分析研究很有必要。本文将多年工作经验结合理论，分析分布式光伏并网发电的设计现状并提出建议。

【关键词】分布式光伏发电；并网设计；优化

引言

不同于传统的发电方式，太阳能进行光伏并网发电不需要燃烧燃料，通过太阳光的照射，吸取它能量，再经过转化，进行发电。利用太阳能发电，对周围的环境不产生污染的气体或粉尘，也不会造成对环境的危害。分布式光伏发电并网从字面理解，电力资源来源于太阳的辐射，通过转化再将其接入共用的电网。目前，国家对这种做法大力支持，因为这种方式利大于弊。太阳能转化电能靠的是太阳的能量，各地区受气候，季节的影响，获取的太阳能不是确定的。电力资源获取越多需要太阳照射的时间越长，反之亦然。因此通过这种方式将多余电力输送至供电公司，不仅保证了居民日常生活所需要的电力资源，而且还保证了工业生产所需要的电力资源。但是想要达到并网发电的目的，并不是一件容易的事情。需要在统筹规划下，对发电站系统进行合理设计规划，对设计方案进行优化，应用相先进的技术，保证正常的发电，以及供电的稳定。

1光伏并网发电系统基本运作原理

分布式光伏并网发电系统通过技术人员的设计规划，符合国家的法律法规，它的设计与工程建筑物相结合，根据房屋的结构选择合适的位置，利用外接设备，获取来自太阳的照射产生的电力资源，完成整个发电的过程。分布式光伏并网发电的设计规划以降低成本为目的，理论上是将用不完的电力通过逆变器进行传输，卖给当地公共电网，同理当所需要的电力不够时，向地公共电网购买电力资源。当电力资源出现剩余状况，或者需要更多电力资源时，可以借助供用电网的作用，调节电力资源的配置。此外，可以将配电网与公共网相连接，实现电力的互通，这对公共网是一种支持。太阳能发电比较灵活，可以任意选择体量，根据建筑物的结构决定规模的大小。在发电过程中不需要借助其他燃料，清洁安全，不会产生有害气体或粉尘，产生的电力相对稳定。然而，就运营成本来看，太阳能发电需要借助精密的仪器设备，通过电力系统才能实现，发电成本较高。想要实现光伏发电的普及，降低成是关键。而降低发电成本，还需要依靠科技的进步，设备的改进、技术的创新。

2分布式光伏发电并网设计要点

普及分布式光伏发电并网，设计是关键。优秀的设计理念是前提，只有在好的设计理念下，才能构思出合理的设计方案和设计图纸。此外市场推广的效果也很重要。推广是为了让更多的人去了解、去使用。只有好的市场推广才能达到理想的广告效应，才能促进分布式光伏发电并网的快速发展。就目前而言，光伏并网发电的发展需要专业的技术人员，他们需要具备专业的技能；此外还需要优秀的管理人员，只有狠抓技术和管理，电网才能安全稳定的运行。

2.1入网设计

分布式光源并网的关键在于两点，一个是配电网接入公共电网的电压等级要一致，另一个是选择接入与之相配的变电站。接入的分布式电源需要按相关规定模式接入，所以设计方案需优化处理，以此为基础，综合考量电网的结构、路径现状和城市规划布局。例如，光伏接入系统的装机容量为50MVA，这时要考虑在其偶相匹配的电压等级，从哪里接入。然后综合考虑各种因素，比如变电站的距离、运行和负荷率，最终选择接入的变电站。

2.2路径设计

接入设计中路径选择最为重要。根据国网要求，线路设计为双联络、单环网、双辐射等。因此路径选择要做到方案可行、路径最优，成本效率最高。在路径设计前，选择导线要根据实际情况而定，是选择架空线路还是选择电缆。在路径设计时，可以选择通过城市主干网或者绿色道路。从经济的角度来看，选择架空线路最佳，因为在施工过程中不需要触碰地下的管道、线路和水网。在设计中，还要考虑合适的线径尺寸，线径尺寸直接关系着输出的电功率，也是电网功率传输的需要。合适的线径可以将线路的功率损耗降到最低，可以降低线路的投资，优化设计，减少投资的浪费。

2.3继电保护配置

电网结构、短路电流的大小和流向的改变取决于继电保护配置。此外，配电网也将发生改变，从原来的线路一头连接的是电源，另一头连接的是负荷的模式变成共用一个变压器和整流电路。调整配电网原有的系统保护和重合闸装置，使其具有方向性，且使配电网的系统保护能够精准、迅速地找出故障点。接入专线时，对线路的保护需要配备方向，使其通过电流保护系统。有些线路对灵敏度要求很高，需要在纵向保护下运行。对于380/220V接入的分布式电源的情况，不需要单独安装继电保护。因为接入的电力容量小，对电网产生的影响也小。并网时公共连接点需要安装断路器。它对电路实施保护。

2.4并网光伏电站优化设计

分布式发电是光伏发电最常采用的发电方式。我国日常所用的是交流电，但是太阳能发电属于直流电。两者不同，不能直接接入共用电网。因此需要借助设备进行转换。因此，需要对其进行优化处理，首当其冲的从安全性、稳定性、工作效率着手进行考量，由此看来需要优化的项目很多，比如说具有储备能力的太阳能电池组、还有板阵系统、逆变器、支架系统等等。就拿优化太阳能电池组来说，通过扩大电池组的储蓄能力，提高转化的总效率，可以实现优化太阳能电池组的目的。但是这样在选择太阳能电池组时考虑的方面就是增多，包括考虑其转换率，在保证安全使用的同时提高转化效果。此外，注意太阳能电池组实用效果和使用环境。比如，非晶硅薄膜太阳能电池组的成本较低，单品硅太阳能电池组的转化率很高，所以根据实际条件选择适合的电池组是非常不要的。

在结合自身多年经验的情况下，认为在实际的分布式光伏发电并网优化的过程中，设计人员应当遵循以几点：第一，在设计之前，相关技术人员应了解组件的形式，熟悉操作流程，优化设计，匹配电口和输入电压的范围，尽可能将这两项相相匹配，想要最大程度上接近逆变器的数值，就必须匹配电压输出的端口的范围和输入电压的范围，降低汇流箱的数量实施中，技术人员需要了解当地的天气情况，当地的地质地貌情况，调节光伏组串和总功率,使并网光伏电站的额定功率相等。第三，在光伏组件串联形式形成以后，其产生的输出电压有最大值和最小值。最大值不能超过自身的最高电压值。并网光伏电站在这规定值范围内运行才能安全有效。

结语

光伏发电提出了获取电力资源的新思路。将太阳能转化为电力资源，改变传统的发电方式，提出了新型的电力资源。光伏发电成为保护环境，节约能源新的解决方案。光伏并网发电大规模的出现，引发了人们对配电网的关注，包括电力、电量的品质、电网的运行状况等，怎么对其进行调整管理等相关问题的反思。随着社会大众的持续关注。未来不久，科学技术日新月异，不断进步，光伏并网发电系统也随之不断发展，那些不利于分布式光伏发电并网的因素会慢慢消失，光伏发电必为人类的生活带实惠和便宜。

参考文献：

[1]赵爱青.分布式光伏发电并网设计探讨[J].商品与质量,2016,(38):83.

[2]姚金玲.分布式光伏发电并网系统研究与设计[J].科学与财富,2017,(36):229-229.

[3]李冉.分布式光伏发电并网系统研究与设计[J].环球市场,2017,(17):344.