分布式光伏发电应用与推广分析

□ 福州 吴祥康

能源在人们的日常生活中随处可见，人们在长期利用能源的过程中，使用煤炭、石油和天然气等化石资源的时期极为短暂，但使用化石能源所产生各种有害物质，使得地球出现了酸雨和温室效应，使得人类的生存环境进一步恶化，甚至影响人们的日常学习生活。因此，使用可再生能源刻不容缓。太阳能是新能源且可再生能源中较为优质的资源，分布式光伏发电可以充分开发和利用太阳能资源。分布式光伏发电因其自身节能、安全和减排等优势，得到了国家的大力支持和推广。

一、分布式光伏发电的概述

分布式光伏发电是一种集合发电和能源利用的新型方式，有着十分广阔的发展前景，分布式光伏发电充分体现了就近作业的原则，有效解决了发电设备距离上的限制和问题，可以有效提升规模相同光伏电站的发电量，更能解决电力在升压及长途运输中的损耗问题等，在一定限度上减少了相关企业在运输损耗上的资金投入。分布式光伏发电在我国应用较为广泛，最常见的便是建设在各建筑物屋顶的光伏发电项目，如太阳能热水器和太阳能充电板等，在接入光伏发电项目时，相关政策要求所涉及的电路必须接入当地的公共电网，使该电路和公共电网一起为用户提供电源，例如光伏发电项目没有接入公共电网，便会导致用户用电的可靠性及用电质量失去保障，给用户的用电安全带来一定的影响。

二、分布式光伏发电的前景

太阳能能源因其自身的可再生性，已经引起了各国政府的充分重视和大力支持，分布式光伏发电作为应用太阳能能源的一种发电系统，更是得到了广泛的关注和支持，许多国家都在积极地研究光伏发电系统，而且我国也出台了一系列与分布式光伏发电相关的方针政策，为分布式光伏发电提供一定的资金支持，使得分布式光伏发电的发展前景十分可观。

分布式光伏发电的发展和我国的乡村振兴战略有着较多的重合之处，分布式光伏发电所产生的经济效益和社会效益，能够大力推动我国乡村的发展进程。分布式光伏发电在乡村中也有许多的实际应用场所，建筑屋顶和农业大棚上等都可以建设分布式光伏发电系统，这使得乡村生活方式实现了质的飞跃。随着分布式光伏发电在乡村中的发展和进步，乡村的电气化质量和水平大幅提升，从而大力推动了我国农村电网的智能化改造进程。我国分布式光伏发电迅速发展的重要原因之一便是我国分布式光伏发电的载体数量众多。据相关数据显示，在2019年我国分布式光伏发电的装机量同比增长了24.2%，分布式光伏发电新增装机量同比增长41.3%，且该数据处于逐渐增长的形式。总的来说，分布式光伏发电在我国的发展前景十分可观，且分布式光伏发电有着巨大的潜力。

三、分布式光伏发电运行控制技术

1.分布式光伏发电工作原理。太阳能自身有着十分环保且来源充足的优势，分布式光伏发电则可以充分运用太阳能，使得分布式光伏发电是一种有着远大发展前景的发电技术体系。分布式光伏发电的工作原理是通过半导体，把光能转换为电能的一种环保性发电方式。分布式光伏发电的工作原理是光电效应，不需要任何过渡便可以直接将太阳能转化成电能。分布式光伏发电系统在进行电能输出时不消耗能源，且不排放任何温室气体、废水和废气，最大限度地减少了发电设备对空气和环境的污染。分布式光伏发电的发电设备不单独占用位置，它能安装在建筑的顶部或是墙面，也可以安装在荒漠地带，不受地理位置的限制。

2.分布式光伏发电工作模式。分布式光伏发电系统由六种工作模式组成，分为系统待机、电网运行情况监控、系统启动、系统运行、故障退出和系统停机，且分布式光伏发电系统的每个工作模式可以进行相互切换。对分布式光伏发电装置进行通电处理，分布式光伏发电系统处于停机状态，将启停按钮转动到启动位置之后，分布式光伏发电装置便会从停机状态转换成待机状态。通过电网运行状况的监控状态，一旦检测到分布式光伏发电系统有故障，分布式光伏发电装置便会退出电网监控状态，进而转换为分布式光伏发电装置的故障状态。当分布式光伏发电装置处于正常运行状态时，设备自身检测便会对设备进行自动检测，如果检测到分布式光伏发电装置有故障，便会自行退出启动状态，进而转换成故障状态。当分布式光伏发电装置处于运行状态时，在规定时间内的实测功率如低于规定值，系统便会停止向电网输送能量，且立刻跳开交流接触器，将分布式光伏发电装置转换为待机状态。

3.分布式光伏发电保护配置。分布式光伏发电的保护配置由三部分组成，分别是逆变装置到电网之间的交流保护配置、逆变装置的保护配置和光伏板到逆变装置之间的直流保护配置。逆变装置到电网之间的交流保护配置分为主保护和后备保护，且主保护具有一定的零秒速动性，一旦设备出现故障便可快速将故障切除，光伏电站侧一般只装有主保护，不配置后备保护。在分布式光伏发电的保护装置可以自行检测电网系统的短路情况，当检测到电网系统短路发生短路情况时，应将此时输出的短路电电流严格控制在额定电流的2.5倍以下，从而起到分布式光伏发电系统的保护作用。分布式光伏发电中的逆变器装置和太阳能光伏板之间有着一定的位置，此位置便用来装置直流保护配置，用空气开关来控制直流保护配置，只在光伏板附近装置直流保护配置即可。

四、分布式光伏发电对配电网的影响

分布式光伏发电在国内的二十几个省区市范围内都有配置，且随着分布式光伏发电的普及，分布式光伏发电在电力能源供应中的地位逐渐突出。但在分布式光伏发电系统发展的同时，也带来了各种程度的问题和不足，对于我国传统的配电网络要求更是与日俱增。光伏电源并网项目的逐渐增多，使得我国电力供应十分紧张，对配电网也造成了不同程度的影响，下面将简要分析分布式光伏发电对配电网的影响。

1.对短路电流的影响。当光伏电源在配电网中所占比例过大时，会导致光伏电流的短路电流增加。从而导致配电网线路无法自动检测故障，进而导致配电线路发生短路故障。如果配电网侧发生短路故障，短路电流将会很大。光伏电源逆变器的控制输出能力和储能元件材料直接关系到发生短路故障时的短路电流峰值。如果逆变器本身缺乏一定的控制和输出能力，将直接影响配电网的短路电流峰值。因此，需要确保光伏电源逆变器具有一定的控制和输出能力，以保证配电网的稳定运行。所以，分布式光伏发电给短路电流所带来的影响无法忽视，相关技术人员应采取一系列有效的措施，充分抑制分布式光伏发电给短路电流所带来的影响。

2.对电压的影响。用户处的负荷侧功率由光伏电源提供，如果降低配电网线路的传输功率，配电网线路中的节点电压便会增加，导致分布式光伏发电系统的整体电压上升。许多因素都会影响到配电网线路的各负荷节点电压的升高区域，其中最为主要的便是光伏电源接入点的位置、数量和容量。因此，在对接入光伏电源进行规划时，应充分考虑其对电压的影响，当接入光伏电源较大时，相关技术人员应充分考虑光伏电源的接入位置和光伏电源的容量，从而将影响配电网电压的因素合理控制在最低点。

3.对电网规划的影响。电网规划由两部分组成，分别是电源的规划和输配网络的规划，进行电网规划的重要依据之一便是地区负荷的供电可靠性及可行性。所以，相关技术人员应增加高伏发电机的容量，降低光伏发电其他效率所占的比重，减少分布式光伏发电对电网规划的影响。分布式光伏发电具有较大的波动性和随机性，更是直接影响着地区电网的负荷预测，极易受到各种环境因素的影响，如太阳光照强度、所处环境温度和气候条件的影响。分布式光伏发电所处的区域决定了提高负荷预测的难度，相关技术人员要准确判断出天气因素，排除天气因素对于电网规划的影响，这也在无形中增加了负荷预测的难度。

五、分布式光伏发电的推广分析

1.分布式光伏发电应用推广的“天时”。早在2012年我国便大力支持太阳能光伏产业，在同年2月由国家工信部颁布并实施了《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》，将太阳能发电装机容量初始目标拟定为5GW，且后续又将太阳能发电装机容量依次上调到10GW和15GW，在2015年底的时候又将太阳能发电装机容量的目标提升到了40GW，可见分布式光伏发电在我国得到了极为广泛的应用。例如在2013年4月，河北省第一家分布式家用光伏电站在保定市正式并网成功，该光伏电站每年大约可以产生2.3万度左右的绿色电力，使煤炭节约9吨左右，更是减少二氧化碳的排放高达24吨，该光伏电站在节约传统能源、保护环境的同时，更是促进了保定市居民社区分布式光伏电站的建设步伐，为构建低碳环保的生态城市做出了极大的贡献。随着我国各项方案政策的推出，为分布式光伏发电的发展打下了坚实的基础，我国多个地区更是积极遵守国家的方针政策，建立并不断完善分布式光伏发电应用示范区，可谓是分布式光伏发电的“天时”。

2.分布式光伏发电应用推广的“地利”。分布式光伏发电的设计方案十分灵活，设计人员可根据实际施工环境来设计各种施工方案，不论是公共基础设施空间，还是城乡建筑的屋顶和墙面，都可以建设分布式光伏发电系统。与大型的地面光伏电站和风电场相比较，分布式光伏发电的电源不用再建设与发电设施相关的升压站和长距离电线等相关设施，在节约发电站资金投入的同时，也有效降低了线路的损耗，使发电机的发电效能 整体提升5%甚至更多。且分布式光伏发电所发电能不需要在进行任何形式的转换，有效降低了电网调度的等级，可谓是分布式光伏发电的“地利”。

3.分布式光伏发电应用推广的“人和”。因国家大力支持分布式光伏发电事业，与分布式光伏发电相关的设备材料的价格十分优惠，且国家大力培养相关专业的人才，为应用和推广分布式光伏发电提供源源不断的专业型人才，从而促进了分布式光伏发电在我国的发展进程。建设分布式光伏发电所需的光伏电池板组件目前的价格大概是在4元/W，应用在分布式光伏发电当中每平方米的造价大概是200元～300元，该价格甚至低于中端建筑幕墙的造价，且应用分布式光伏发电技术，可以与载体之间进行嫁接，实现材料物质的可循环使用，大大减少了企业在组件材料上的资金投入。健康环保且可持续发展已经成为当今时代的核心目标，光伏发电因其节能减排的效应已经得到了广泛的重视和推广，而分布式光伏发电作为光伏发电的重要形式之一，其在新能源发电产业中更是受到了广大专家学者的一致好评，可谓是分布式光伏发电的“人和”。

4.分布式光伏发电应用推广要素分析。分布式光伏发电应用推广要素可以分为三大要素，第一要素是业态选择，第二要素是技术方案，第三要素是区域选择，要想有效应用并推广分布式光伏发电，这三大要素缺一不可。科学合理的业态选择是应用推广分布式光伏发电的首要前提，例如：相同的技术条件和设备型号下的两种生产项目，但一方的用电价格较高，最佳方案便是选择耗能较高的生产项目来作为实施的对象，分布式光伏发电更有利于电力的消纳。充分有效的技术方案则可以使分布式光伏发电技术的经济效益和社会效益最大化。

六、结语

分布式光伏发电的应用和推广工作是一项具有重大环保意义的工作，离不开广大相关工作人员的不断付出和共同努力。通过对分布式光伏发电的全面应用，可以减少各种有害物质的排放，构建环保健康的生活环境，全面提升我国电网的安全运行水平，从而尽快实现我国环保安全的可持续发展战略目标。