基于光伏发电的变电站站用电系统应用研究

刘颖国网山西省电力公司晋城供电公司

基于光伏发电的变电站站用电系统应用研究

刘颖国
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太阳能光伏发电是完全的绿色电力，具有清洁、无污染的优势，是当今全球备受推崇的能源应用方式。文中立足于实际变电站，探索光伏发电在变电站中站用电系统的应用研究。

光伏发电；变电站；站用电系统

1 引言

平时所谈及的清洁能源主要是针对性煤炭资源，石油资源等非清洁资源而言的，清洁能源还有一个最大的优势，大部分的清洁能源都是可再生能源，例如风能，核能，太阳能，地热能，潮汐能等等，这些能源在使用过程中几乎对于环境是“零污染”的。并且人们可以大胆的使用，不用担心能源的再生问题。例如平时非常熟悉的太阳能，就是充分利用太阳光所带来的能量向其他形式的能量进行转换，利用太能能发电，发热等等，在太阳能的转化过程中不会对于大气环境带来伤害，在很大程度上减少了温室气体的排放，促进了人们生活环境的绿色化，同时也符合现阶段可持续发展的战略要求。

变电站内利用光伏发电用于站内的站用电等系统，可减少电量损耗成本，减少资源消耗。本文以一座110kV变电站作为研究对象，探索光伏发电在变电站中站用电系统的应用研究。

2 太阳能光伏发电

太阳能在发电方面应用非常广泛，采用太阳能进行发电，主要有两种形式，第一种是采用太阳能的热量进行发电，第二种是采用光伏发电，由于采用太阳能自身热量进行发电的效率不高，所以对于大型的发电网络是不适用的，下面针对光伏发电进行详细的介绍。采用太阳能的光伏进行发电主要有两种并网发电的形式，第一种是采用聚集性并网发电，对于大型的电网进行发电，将电能传到更远的位置，直接将高压电网系统进行合并，能够很简单的实现无功功率和电压的灵活控制，但是在合并电网的时候需要较长的输送网络，这对于整个电网系统来讲是一个非常大的瓶颈，同时还可能导致无功补偿，输电线路经常出现损坏的现象。

这种并网方式适合于采用单台逆变器集中并网发电方案实现联网功能。第二种是分散式的并网发电方式，该种发电方式是将发电装置与低压配电网络向连接，然后通过配电网络将不够的电能进行调节，该种清洁能源能够与其他的清洁能源进行结合，在电网发电过程中一起发挥作用，该种并网方式适合于采用一台逆变器进行并网操作，然后完成发电。

整个光伏发电系统组成的构成包括光伏电池系统，蓄电池系统，太阳能控制系统，转化器等等。

（一）光伏电池的构成：光伏电池是整个光伏发电系统的最基础的组成部分，当发电组件受到阳光的照射时，能量储存系统就能够将施加的光能吸收，然后利用这些光能产生光伏效应，这样就能够将光能直接转化为电能。光伏电池的种类一般为硅材料的电池。

（二）蓄电池组：该设备能够将电池组件产生的能量收集起来，然后当光照条件不充足时或者需求量超过负载的最大值的时候，就可以将以前已经储存好的能量释放出来，供应急使用。为了挺好储存电能的能力，蓄电池组一般有几个电池以串并联的形式组合起来，需要保障能量的容量与电池组件相契合。由于蓄电池组是整个系统的关键储能设备，所以需要充分考虑该电池组的性能，促进在能量不足的情况下充分保障发电效果，不需要由于能量不足再重新添加设备，蓄电池组的充电系统是高频率的开关充电装置，改配置是直流系统的自带配置，能够通过改配置的输入端控制交流量的输出情况。

（三）DC-DC变换装置：通过控制回路中功率器件的导通与关断，将光伏电池组件输出的低压直流电升压成高压直流电，保证在直流输入电压大范围变化的情况下输出稳定的高压直流电。

（四）逆变器：是一种将直流电转化为交流电的装置，能转换光伏电池组件产生的直流电或蓄电池释放的直流电。

3 光伏发电在变电站中站用电系统的应用研究

本文以晋城地区110kV润城变电站的站用电系统为例，以接入光伏发电系统为研究。

系统的应用研究总原则是既要满足负载，以及用电的需求需长期，而安全的运行，必须考虑到它的经济性和安全性，可靠性。

本变电站的主要负荷是站用的动力、照明、直流等。因此，光伏发电技术在变电站应用的思路是有效利用变电站建筑物屋顶装设太阳能电池板，通过太阳能向变电站的站用负荷供电。

4 结语

变电站的光伏发电系统是利用新能源来发电，符合光伏产业政策以及国家相关的农业政策光伏产业政策，为了建设“资源节约型、环境友好型”电力系统提供了深远的意义。系统的节能和环保，以及运行稳定的可靠性将会很快的提高。

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