分布式光伏發(fā)電的現(xiàn)狀分析及技術改進措施

翟晶晶

摘 要：在眾多的發(fā)電方式中，分布式光伏發(fā)電作為一種新興方式，優(yōu)勢明顯，具有一定的發(fā)展空間，市場前景可觀。分布式光伏發(fā)電主張就近發(fā)電，并倡導并網(wǎng)、轉換，以及使用，為減少電力升壓中的損耗指出新方向，有助于減少電力在長途運輸中發(fā)生損耗。同時，這樣的發(fā)電方式，對保證電網(wǎng)安全提出了進一步的要求。鑒于此，筆者對當前分布式發(fā)電的現(xiàn)狀進行分析，并提出了解決策略，僅供參考。

關鍵詞：新興；分布式；發(fā)電；安全

一、分布式光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

近年來，隨著石油、煤炭等化工類天然資源的惡性開采、生態(tài)環(huán)境急速惡化，而太陽能作為一種自然、低耗能源，在整個太陽能產(chǎn)業(yè)鏈過程中，其上游生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染的可控性和發(fā)電過程中不排放任何有害物質、無噪聲、無污染等特點，被國際公認為未來最具競爭性的綠色能源之一。

隨著國際光伏發(fā)電的發(fā)展，我國的光伏制造領域也取得了一定的進步，國內(nèi)的光伏設備制造產(chǎn)業(yè)日趨成熟。我國的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的大規(guī)模應用較晚，第一次大規(guī)模應用是在2009年，據(jù)統(tǒng)計，到了2014年底，中國分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)已被廣泛使用，裝機高達5.0吉瓦，但這一數(shù)據(jù)，在光伏發(fā)電累計裝機中所占比例較低，僅為17.62%，其余部分被大型地面光伏發(fā)電所占據(jù)。中國是世界公認的未來全球最大的光伏市場。

二、分布式光伏發(fā)電存在的問題

1）光伏組件質量堪憂。目前工程中采用的光伏組件多為單晶硅、多晶硅、非晶硅等薄膜電池，作為太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，也是最重要的部分。隨著市場需求的快速增長，部分生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品設計能力、工藝技術、設備性能、原材料質量以及企業(yè)管理沒有及時跟上，造成了低質量產(chǎn)品的出現(xiàn)。常見的質量問題有組件裝框密封不良、電池片隱裂、焊接問題引起的電池熱斑、以及功率下降。上述質量問題，均存在與電池板里面，有一定的潛伏期，不會及時體現(xiàn)，因此，工作人員在驗收電池板時，無法及時發(fā)現(xiàn)問題，只有使用專業(yè)的檢測設備才可以發(fā)現(xiàn)這些問題。

2）光伏發(fā)電對電壓的影響。一般情況下，使用集中供電的配電網(wǎng)，其電力發(fā)射呈現(xiàn)輻射狀態(tài)，若配電網(wǎng)運行良好，理論上，電網(wǎng)電壓朝著傳輸功率的方向慢慢下降。但是，將分布式光伏，應用于配電網(wǎng)之后，配電網(wǎng)中出現(xiàn)了多個電源節(jié)點，并且，傳輸功率潮流也朝著反方向變化，受分布式負荷影響，以及傳輸功率不斷變化的影響，導致傳輸線中，各個節(jié)點電壓也發(fā)生浮動，最終致使電壓的偏差過大，難以達到電網(wǎng)安全運行的標準。

3）當供電系統(tǒng)因故障事故或停電維修等原因停止工作時，接入配電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電仍保持對失壓電網(wǎng)中的某一部分線路繼續(xù)供電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱之為孤島現(xiàn)象，孤島現(xiàn)象包括計劃性和非計劃性兩種。其中，非計劃性的孤島現(xiàn)象難以提前獲知，導致此種類型的電網(wǎng)具有危險性，為電網(wǎng)工作人員，以及電網(wǎng)的生命財產(chǎn)安全埋下隱患。除此以外，由于配電網(wǎng)中的主網(wǎng)，無法對孤島現(xiàn)象中的電壓值、輸電頻率進行有效控制，孤島運行的電網(wǎng)則會對其他設備造成損壞，包括公共設備，以及個人設備。

4）近年來，中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，躋身世界光伏大國行列，分布式光伏電源已經(jīng)被大范圍、大規(guī)模的應用到我國配電網(wǎng)中，這一接入項目優(yōu)勢明顯，不僅接入簡單、方便，而且經(jīng)濟成本低，光伏產(chǎn)業(yè)技術的升級必然需要更多高技能人才的支撐，然而目前大多數(shù)一線配電運行維護人員未能掌握好這一項目的專業(yè)知識和技能，因此在日常運維和搶修工作方面存在極大的安全風險。

三、改善分布式光伏發(fā)電的技術措施

盡管光伏行業(yè)已經(jīng)出臺了相關的評估標準，但光伏質量標準在很多方面并不成熟，所以必須要加快制定光伏組件產(chǎn)品質量的評估標準和體系，進一步規(guī)范光伏領域市場。組件質量問題的存在不僅僅在于原材料的本身，還包括產(chǎn)品設計、制造、安裝、運營、運維等。所以要加強采購、設計、施工等方面的管理，質量監(jiān)管部門應當對市場銷售的光伏組件，如逆變器等產(chǎn)品主動抽檢，定期對不合格產(chǎn)品和企業(yè)的信息進行公布，相關專業(yè)社團也應積極組織評選，向社會推薦高質量的產(chǎn)品和企業(yè)。

1）分布式光伏發(fā)電對電壓的影響可通過裝設調(diào)壓設備來改善。為改善分布式光伏發(fā)電對電壓的影響，可以利用調(diào)壓設備進行調(diào)節(jié)。具體而言，在中低壓的配電網(wǎng)中安裝調(diào)壓設備，如，調(diào)壓變壓器，說是電壓調(diào)節(jié)器，實現(xiàn)調(diào)壓自動化，對負荷節(jié)點的電壓進行控制，讓該處電壓處于安全范圍。更為重要的是，光伏電源的運行方式要具有合理性。所謂合理性，可以從這一角度理解，下午1、2點鐘，太陽熱量最高，此時光伏電源，其出力較多，若是出現(xiàn)線路輕載的情況，光伏電源，則會大幅度的提升接入點處的電壓值。若是接入點設置在線路末尾，此時接入點的電壓則會高于安全電壓。因此，需要對光伏電源的運行方式進行合理設置，讓光伏電源參與到調(diào)節(jié)電壓的過程當中。

2）孤島保護。孤島保護就是當光伏發(fā)電系統(tǒng)電網(wǎng)與主電網(wǎng)失去聯(lián)系，形成“孤島”運行時，利用自動裝置斷開光伏發(fā)電站與孤島系統(tǒng)之間的連接，防止與主電網(wǎng)失去同步的孤島電網(wǎng)危害到用戶設備及檢修工作。應注意對非計劃性孤島電網(wǎng)運行可能給人身、電網(wǎng)、設備造成的危害和產(chǎn)生的安全風險進行研究和分析；同時根據(jù)各類安全風險制定出相應的防控、應對措施和事故應急處理預案。

3）供電企業(yè)和光伏電站需盡快加強運維人員的培訓，制定企業(yè)培訓計劃，使相關人員熟悉并掌握與光伏項目有關的國家、行業(yè)或企業(yè)規(guī)章制度、標準、方案等理論基礎知識，同時定期開展分布式光伏發(fā)電專業(yè)知識技能培訓和電站的運維培訓，提高運行維護人員對分布式光伏電站常見故障的判斷、分析及處理能力，提升電站的運維水平，保障光伏電站安全可靠運行。

四、結語

本文對分布式光伏發(fā)電的現(xiàn)狀進行了分析，針對電網(wǎng)安全運行中存在的光伏組件質量、電壓影響、非計劃性孤島運行、運維人員專業(yè)技能等問題提出了技術改進措施，通過這些技術措施的實施可以進一步保障分布式光伏發(fā)電安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1] 趙玉文.我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況及思考[A].中國可再生能源學會第八次全國代表大會暨可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略論壇論文集[C].北京，2008.