分布式光伏發(fā)電論文

1、分布式光伏發(fā)電論文 1光伏并網(wǎng)主要形式及安裝方式 目前光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)主要有兩種形式，匯集接入和分散式接入。一般匯集接入時(shí)光伏發(fā)電規(guī)模較大，多臺(tái)光伏逆變器通過(guò)交流線路匯集于低壓母線，采用升壓變壓器升至10kv，利用專用線路接入變電站10kv母線或開閉站、環(huán)網(wǎng)柜等公共配電設(shè)施。分散式接入一般容量較小，主要接入用戶電網(wǎng)，以380v/220v并網(wǎng)，可以多個(gè)點(diǎn)接入。匯集接入和分散式接入各有特點(diǎn)，匯集接入便于管理，但是需建匯集（升壓）站，投資較大，對(duì)配電網(wǎng)電壓影響也較大，需要相應(yīng)的調(diào)度控制措施；分散式接入時(shí)無(wú)需建匯集（升壓）站，投資少，對(duì)配電網(wǎng)電壓影響較小，但是接入點(diǎn)數(shù)量多，計(jì)量分散，維護(hù)復(fù)雜，不易控

2、制。近年來(lái)在城市地區(qū)，建筑一體化光伏（bipv，buildingintegratedpv）作為光伏發(fā)電的一種新形式，得到越來(lái)越多的關(guān)注。建筑一體化光伏就是將光伏發(fā)電材料安裝在建筑結(jié)構(gòu)的外表面來(lái)提供電力。根據(jù)光伏材料與建筑組合的方式不同，可分為兩大類：一類是光伏材料與建筑結(jié)合，如嵌入式安裝的屋頂、外墻等；另一類是光伏材料與建筑集成，如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂?shù)?。在這兩種方式中，第一大類是最常用形式，特別是與建筑屋面的結(jié)合。由于光伏材料與建筑結(jié)合不占用額外地面空間，是光伏發(fā)電系統(tǒng)在城市中廣泛應(yīng)用的最佳安裝方式，因而倍受關(guān)注。光伏材料與建筑的集成是bipv的一種高級(jí)形式，它對(duì)光伏組件的要求較

3、高。光伏組件不僅要滿足光伏發(fā)電功能要求，同時(shí)還要兼顧建筑的基本功能要求，目前造價(jià)較高。 2光伏發(fā)電消納新指標(biāo) 光伏接入必然對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行、監(jiān)控帶來(lái)影響，電能質(zhì)量、可靠性等指標(biāo)也將發(fā)生變化，為了保證電網(wǎng)安全可靠，需要通過(guò)測(cè)算其滲透率合理估計(jì)配電網(wǎng)消納能力。傳統(tǒng)的滲透率是一個(gè)靜態(tài)量，指分布式發(fā)電并網(wǎng)容量與電網(wǎng)負(fù)荷的比值。分布式發(fā)電并網(wǎng)容量按照裝機(jī)容量計(jì)算，對(duì)于光伏發(fā)電即為峰值功率；電網(wǎng)負(fù)荷則按照最大負(fù)荷計(jì)算。滲透率在一定程度上反映了分布式發(fā)電與當(dāng)?shù)刎?fù)荷的數(shù)量關(guān)系，對(duì)指導(dǎo)分布式發(fā)電規(guī)劃起到了一定作用，是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的基本指標(biāo)。但是在項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行中，光伏等分布式發(fā)電的輸出由于受不可控自然條件（如光照

4、、風(fēng)力）存在時(shí)變性，而負(fù)荷也隨著類型不同體現(xiàn)了一定的時(shí)變周期規(guī)律，在某些特定時(shí)段將出現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)最為不利情況。為了在時(shí)變周期內(nèi)分析配電網(wǎng)對(duì)分布式光伏等電源的消納能力，測(cè)算線路、變壓器等設(shè)備可能承受的最大潮流。在配電網(wǎng)規(guī)劃中，一般根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果（規(guī)劃期最大負(fù)荷）選擇線路、變壓器等設(shè)備容量（體現(xiàn)極限傳輸功率），對(duì)于已建成多年未實(shí)施設(shè)備升級(jí)改造的區(qū)域，配電設(shè)備老舊且容量裕度有限，當(dāng)分布式電源發(fā)電功率大量盈余時(shí)將產(chǎn)生大量返送功率，此時(shí)電網(wǎng)設(shè)備可能出現(xiàn)反向倒送大量電力，甚至反向送電導(dǎo)致設(shè)備和線路過(guò)載。因此，“光伏最大盈余發(fā)用比”指標(biāo)反映了分布式光伏與當(dāng)?shù)刎?fù)荷的動(dòng)態(tài)消納關(guān)系，表征了電網(wǎng)所可能承受的最為嚴(yán)苛的

5、運(yùn)行情況，這是傳統(tǒng)的滲透率指標(biāo)所無(wú)法反映出來(lái)的，更具有實(shí)際參考價(jià)值，對(duì)配電網(wǎng)可靠性評(píng)估和建設(shè)改造指導(dǎo)意義更大。 3典型建筑區(qū)光伏最大盈余發(fā)用比測(cè)算 要測(cè)算光伏最大盈余發(fā)用比，需根據(jù)實(shí)際情況，選擇某一供電區(qū)域，明確其供電方式、功率傳輸路徑和容量，分別擬合光伏發(fā)電及負(fù)荷特性曲線，通過(guò)對(duì)比計(jì)算該值。光伏發(fā)電可以采用理想日發(fā)電特性曲線，同時(shí)考慮四季差異；負(fù)荷特性曲線根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)不同分別擬合，可以按照不同類典型負(fù)荷曲線近似，考慮冬夏高峰情況差異，如有實(shí)際負(fù)荷曲線則優(yōu)先采用。對(duì)于規(guī)劃中的項(xiàng)目，供電區(qū)域面積、建筑形式、負(fù)荷性質(zhì)等要素確定后可以將發(fā)電與負(fù)荷折算為單位面積的密度值，對(duì)比時(shí)變特性曲線計(jì)算該值。具體

6、步驟如下。 3.1典型功能區(qū)域發(fā)電功率密度測(cè)算 由于區(qū)域的功能類型不同，地塊容積率、建筑面積、樓頂面積不同，同樣占地面積內(nèi)光伏安裝容量也不盡相同。測(cè)算典型功能區(qū)域內(nèi)光伏最大安裝容量，與區(qū)域總占地面積做比，得到“功能區(qū)域發(fā)電功率密度”。 3.2典型功能區(qū)域負(fù)荷密度測(cè)算 根據(jù)不同類型建筑負(fù)荷的典型負(fù)荷指標(biāo)，計(jì)算各類功能區(qū)域的最大負(fù)荷，與區(qū)域總占地面積做比，得到“功能區(qū)域負(fù)荷密度”。 3.3光伏發(fā)電及負(fù)荷特性對(duì)比分析及光伏最大盈余發(fā)用比測(cè)算 光伏最大盈余發(fā)用比測(cè)算如表3所示，普通居民住宅最大盈余發(fā)用比最高，大量剩余電力返送；高層住宅其次，部分剩余電力返送；商業(yè)、辦公建筑最大盈余發(fā)用比小于零，發(fā)電完全

7、就地消納。特別是當(dāng)光伏最大盈余發(fā)用比1時(shí)，光伏發(fā)電功率部分時(shí)段大量送出，逆向潮流絕對(duì)值大于最大正向潮流。對(duì)已建成電網(wǎng)，如為單輻射供電模式，會(huì)出現(xiàn)設(shè)備過(guò)載，必須進(jìn)行增容改造；如為雙輻射供電模式，電網(wǎng)裕度略大，但仍需要進(jìn)行局部改造，這種情況應(yīng)該引起足夠重視。因此在實(shí)際配電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)提前考慮分布式光伏接入可能，估算發(fā)用比指標(biāo)，增加配電網(wǎng)裕度，預(yù)留接入能力。 4影響光伏最大盈余發(fā)用比的因素 從前述算例可以看出，影響光伏最大盈余發(fā)用比指標(biāo)有以下幾個(gè)方面，包括發(fā)電功率密度、負(fù)荷功率密度、負(fù)荷特性、極限傳輸功率。對(duì)于具有特定建筑形式的區(qū)域，光伏安裝存在飽和情況，在某些因素影響下一般不會(huì)達(dá)到飽和，同時(shí)光

8、伏發(fā)電具有較強(qiáng)的規(guī)律性，如存在偶然因素只會(huì)使發(fā)電減少，有利于發(fā)電消納。負(fù)荷情況相對(duì)復(fù)雜。首先其功率密度測(cè)算精度不易保證，在負(fù)荷估算、同時(shí)率取值等環(huán)節(jié)中往往存在較大的變化空間。此外，時(shí)變特性分析較難，由于受經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、突發(fā)事件等影響，不確定性很大。極限傳輸功率受設(shè)備及上級(jí)電網(wǎng)情況影響較大，隨使用時(shí)間延長(zhǎng)，設(shè)備老舊，往往達(dá)不到設(shè)計(jì)時(shí)的載流量；而當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)整體水平也影響發(fā)電功率外送，在電網(wǎng)條件較好地區(qū)，其極限運(yùn)行情況下電能質(zhì)量一般能夠得到保證，否則易引起送端電壓升高的不利情況，危害用戶用電安全。因此，在光伏最大盈余發(fā)用比測(cè)算中應(yīng)充分考慮各種因素，對(duì)于建設(shè)運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng)的供電區(qū)，其測(cè)算值可以取的保守以充分暴露電網(wǎng)和設(shè)備承受的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于外送能力較強(qiáng)（雙回路供電、容量裕度較大等）區(qū)域，則可適當(dāng)放寬。當(dāng)測(cè)算值明顯超過(guò)區(qū)域電網(wǎng)接納能力時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行電網(wǎng)增容改造。 5結(jié)論 由于分布式光伏發(fā)電功率與當(dāng)?shù)刎?fù)荷功率均為隨時(shí)間變化的量，采用“光伏最大盈余發(fā)用比”指標(biāo)來(lái)校核光伏接入?yún)^(qū)域配電設(shè)備在極限運(yùn)行情況下的可靠性更具有實(shí)際意義。光伏發(fā)電規(guī)劃中應(yīng)充分考慮該指標(biāo)并詳細(xì)測(cè)算。該指標(biāo)也可以推廣應(yīng)用于其他分布式電源接入配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際情