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摘要：目前，我国的综合国力在不断的提高，我国的电力建设在快速的发展，以典型工程为例，研究了合理优化配置分布式光伏发电系统并网点数量、容量，以匹配生产负荷电力消纳特性的设计思路，从而提高自发自用率，增强经济效益；并且提出了应将包含分布式光伏发电系统的企业配电网看作整体，从全局上考虑系统的无功功率平衡问题，以满足电网安全、调度、平衡的需要；为自发自用分布式光伏发电工程电力系统接入设计提供了有益参考。
关键词：分布式光伏；就地消纳；负荷分析；无功平衡
引言
随着社会的发展和进步，电力在生产和生活过程中的重要性和必要性变得越来越强。电力的来源包括传统的火电、水电以及近几年兴起的核电、风电、光伏发电等新能源。截止2016年全部类型发电中，火电、水电、风电、核电占比分别为74.4%、17.8%、4.1%、3.6%。火电同比增速由2011年13.9%下降至2016年2.6%，同比增速放缓。传统的能源生产方式例如火力发电虽然能够提供稳定的电力输出，但是在生产过程中会造成较大的环境污染，另外，在电力的传输过程中也会造成一定程度的损耗。在改善自然生态环境的形势越来越紧迫的情况下，发展新能源是必然的趋势和选择。分布式光伏发电具有安装方便、传输损耗小、环保效益突出等优点，可以在一定程度上缓解局部地区的用电紧张情况，同时还可以有效解决电力升压的问题。分布式光伏发电系统不仅实现了资源的优化配置，做到了绿色发电、环保发电，还实现了经济效益的最大化，是新时代智能化电网的重要组成部分，是信息时代发展的主流趋势。但是，也必须注意到分布式光伏发电接入配网以后会对电网产生一定影响，有必要对其系统组成和接入方式进行对应分析，将其对电网的负面影响降到最低。
1研究背景与意义
中国太阳辐射的总量在每平方米3.3千焦至每平方米8.4千焦之间，年日照时数大于2000小时的地区面积占全国总面积的2/3以上，是全球太阳能最丰富的国家之一，尤其是宁夏、青海、甘肃、新疆、内蒙古等西北部地区以及西藏等西部地区，其总辐射量和日照时数均排世界前列。良好的开发和利用太阳能资源进行发电，不仅能够优化我国能源结构，而且能够促进社会和经济可持续发展。目前，由于我国西部地区地域广阔、日照资源丰富、土地租金低等因素便于集中式光伏的开发利用，大型光伏地面电站主要集中于新疆、甘肃等西部省区；但这些地区对于光伏电力的就地消纳能力不足，电力必须经高压输电线路传输至东南部，由于电网传输能力有限，弃光限电现象时常出现。而中东部地区用电需求量大，但受到环境条件限制，中东部广大地区闲置土地较少、用地成本也较高，不适宜建设地面电站。因此，分布式光伏发电将成为未来大力发展的方向和重点，深入研究分布式光伏发电具有重要意义。目前国家电网公司己启动分布式光伏发电接入系统标准体系的研究，并取得了部分成果。2012年8月，分布式光伏发电项目接入系统典型设计工作由国家电网公司发展策划部统一组织，并开展相关调研工作确定了典型设计方案；2012年9月编制了《分布式光伏接入系统典型设计技术导则》，指导典型设计的编制工作；2012年10月至11月，组织编制完成《分布式光伏发电接入系统典型设计》。2013年2月27日发布《关于做好分布式电源并网工作的意见》，将为分布式电源提供免费并网服务，这极大促进风、光、储等分布式电源并网容量的快速增长。但是，由于分布式光伏发电系统具有容量小、用户类型多样、资源分散等特征，其出力具有波动性和间歇性等特点，加之我国分布式光伏发电还处在发展初期，目前在光伏并网接入设计方面仍存在许多问题，如：接入设计、相关政策、标准以及评估体系等不完善，建设和管理复杂等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆虽然己有的《分布式光伏发电接入系统典型设计》对各种接入情况作了细致考虑，典设种类丰富，然而具体工程中，系统结构、设备选型、技术参数及接入方式等因素复杂，很多省市存在因典设方案比选困难、优化不充分，导致设计周期难以满足国网公司《并网工作意见》中巧个工作日的要求，分布式光伏接入电网的相关设计工作受到了很大的影响。因此，深入研究分布式光伏发电接入方案优选技术具有重要意义。
2分布式光伏发电系统容量和发电功率预计
根据光伏可用空间面积和前期规划，拟建分布式光伏发电系统总装机容量为10MWp，分为9个光伏发电单元；每个单元的光伏阵列安装光伏组件约1.11MWp，每个单元配置1台1MW集中式逆变机房和1台箱式升压变压器。根据项目所在地的太阳辐射数据，一年中出现水平面辐射强度超过光伏组件标准测试条件要求的太阳辐射强度1000W/m2的概率极少，而光伏组件的容量都是按照标准测试条件标定的，因此，光伏发电系统的输出功率出现超发、满发的概率极低。即使短时太阳辐射强度达到了超发和满发的条件，考虑到分布式光伏发电系统的一般系统转换率（PR）为80%左右，则整个光伏发电系统的交流输出功率应在8MW左右；折算至每个发电单元，最大交流输出功率约为880kW。
3电力接入方案优化设计
3.1针对电压波动、越限处理措施
针对光伏电源引起配网接入点的电压偏移量超标的情况，通常的处理措施是在中低压配电网络中设置电压调节器等调压设备。通过收集现场数据，分析并掌握光伏发电系统的运行规律，确定可能发生电压超限的时段和范围，再制定相应的调节策略，将负荷节点的电压偏移量控制在符合国家规定的范围内。另外，合理设置光伏电源的运行方式也可以在一定程度上降低电压越限的风险，例如规定光伏电源必须调压以后才能并入配网。在午间阳光充足时，光伏电源出力最大，若此时线路轻载，光伏电源将明显抬高接入点的电压。如果接入点是在馈电线路的末端，接入点的电压很可能会越过上限，此时就必须规定光伏电源应该调整电压以后才能并入配网。在夜间用电负荷高峰期，光伏电源通常不能提供有功输出，但仍可提供无功输出，此时光伏电源对于配电网的电压质量的影响是有利的。
3.2并网点光伏装机容量分析
由于本项目的装机容量达到了10MWp，根据国家标准及国家电网公司的有关规范要求，本项目应采用10kV电压等级接入企业配电网，并且设置不低于2个并网点，以满足单个并网点光伏装机容量不高于6MW的要求。而企业配电网分为3段独立母线，具备设置33个光伏并网点的条件，因此，接入方案存在多种组合方式。在可能的组合方案中，必须考虑应满足如下几个前提：1）每个光伏并网点配置的装机容量必须固定，避免保护、调度系统调整参数，确保配电网的可靠性。2）考虑到在生产过程中可能出现负荷波动、特殊情况（如节假日、淡季时段、检修等）等主要生产负荷停用时段的情况，因此，并网点数目应尽可能多，以便在少量不停用负荷上得到尽可能多的消纳。3）在充分考虑了企业生产与用能特性的基础上，满足光伏电力最大比例的被生产负荷所消纳，尽量避免余电上网的情况。
结语
本文以典型工程为例，研究了合理优化配置光伏发电系统并网点数量、容量，以匹配生产负荷电力消纳特性的设计思路，从而提高自发自用率，增强经济效益；并且提出了应将包含光伏发电系统的企业配电网看作整体，从全局上考虑系统的无功功率平衡问题，以满足电网安全、调度、平衡的需要。通过对分布式光伏发电工程电力系统接入优化设计，为类似工程提供了有益借鉴。
参考文献
[1]刘伟，彭冬，卜广全，等.光伏发电接入智能配电网后的系统问题综述[J].电网技术，2009，33（19）：1－6.
[2]李英姿.分布式光伏并网系统运行中存在的问题[J].建筑电气，2014，（11）：44－50.
论文作者:王鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/11
标签：光伏论文; 分布式论文; 系统论文; 电压论文; 电网论文; 电源论文; 电力论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;