太阳能资源与光伏电站分布探讨(共7篇)
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一、我国太阳能资源及光伏电站状况概述
我国地处北半球,南北距离和东西距离都在5000 千米以上,太阳能资源非常丰富,理论储量每年达17000 亿吨标准煤。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4 千瓦时以上,西藏日辐射量最高达每平方米7 千瓦时,太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。
太阳能利用有两个重要途径,即光热和光电技术。前者如太阳能灶、太阳能热水器在中国更为大家所熟知;光电技术指的是光伏发电,是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。比较而言,光伏发电更高端,前景更好,在太阳能利用上将是主流。
太阳能光电技术开始于20 世纪70 年代,主要用于空间技术,而后逐渐扩大到地面并形成了中国的光伏产业。2009 年中国光伏发电装机容量已达750万千瓦。2010 年4 月1 日,SNEC第四届(2010)国际太阳能光伏展览会暨(上海)展览会在沪举行新闻发布会,国家发改委能源所副所长、国家可再生能源专业委员会秘书长李俊峰在会议上透露,2009 年中国光伏发电装机容量已达750 万千瓦,挤入世界十强。
受金融危机的影响,全球09年光伏系统装机量为6.6GW 左右,相比08 年的5.6GW 仅增长了16%,是十年来的最低增速。欧洲仍然是太阳能的主要市场,达到5GW,占比79%左右,其中德国装机量达到3.2GW,西班牙由于政府补助的下降,导致装机量比08 年大幅下降,但仍有560MW,意大利和捷克则装机量猛增,合计达到785MW。美国09 年装机量增加46%,达到500MW,整个北美市场占比8.7%。亚洲市场中,日本和中国装机量分别达230MW 和160MW,增长很快,亚洲市场占比8.1%。
二、不同太阳能资源地区光伏电站建设状况详述
为了实现中国可再生能源中长期规划提出的发展目标,促进国内太阳能光伏发电产业的发展,2007 年11 月22 日,国家发改委下发文件,将内蒙古、云南、西藏、新疆、甘肃、青海、宁夏、陕西8个省份作为试点开展大型并网光伏示范电站建设。不难看出,所选的八个省份中,绝大部分为太阳能资源一类地区(根据各地接受太阳总辐射量的多少,全国划分了五类地区),有着丰富的太阳能资源。
以下调查内容按太阳能资源丰富程度不同分类列出了截止2010年底全国各地太阳能电站建设情况。
一类地区
为我国太阳能资源最丰富的地区,年太阳辐射总量6680~8400 MJ/㎡,相当于日辐射量5.1~6.4KWh/㎡。这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最为丰富,最高达2333 KWh/㎡(日辐射量6.4KWh/㎡),居世界第二位,仅次于撒哈拉大沙漠。
1.青海
全年平均日照2500 到3650 小时,与外地相比,阳光是青海最宝贵的财富之一。青海是我国最早生产光伏产品的地区,在其他地区还不熟悉太阳能光伏发电系统的时候,青海省的光伏企业已经把这项技术推广到了广阔的西部无电地区:上世纪80 年代中期,青海省先后在海西、海北两州建成了一个“太阳能光伏提水示范点”。
2004 年以来,青海新能源(集团)有限公司承建“10 千瓦太阳能光伏并网电站”等一系列示范项目,有效探索了开发利用青海省太阳能资源的途径,积累了建设大型太阳能并网光伏电站的有益经验,为今后更大规模利用太阳能资源奠定了基础。目前,青海农牧区的112 个无电乡全部建成太阳能光伏电站,解决了908 个无电村农牧民的生活用电,覆盖农牧民人口五十多万。省会西宁已试验建成几十公里的太阳能路灯系统,城乡太阳能热水器开始广泛应用,农牧区畜用暖棚、太阳能民宅暖房也形成了一定规模。
2009 年4 月3 日,“青海省GW(千兆瓦)级太阳光伏系统应用及产业发展规划研究”报告在京通过论证,预计2020 年将建成完整的光伏产业链,年产值达到1000 亿元,成为青海省重要的支柱产业。月16 日上午,300 千瓦光伏并网电站竣工仪式在西宁国家级经济技术开发区东川工业园区举行。电站由日本NEWJEC 公司和青海新能源(集团)有限公司承建,年发电量45 万千瓦时。大型光伏并网电站实证研究项目的实施,是青海光伏事业发展历史上的一个里程碑,电站运行发电,标志着青海省太阳能光伏发电并入城市电网技术达到了国际先进水平。
二类地区
为我国太阳能资源较丰富地区,年太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2,相当于日辐射量4.5~5.1KWh/㎡。这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
1.河北
2010年4月,河北省张家口市张北县与国家电力发展股份有限公司所属的河北新能源开发有限公司正式签订协议,开发建设世界上最大的太阳能发电项目。该项目总规模200兆瓦,建成后将成为张北县继风电产业之后又一支柱产业。该县境内日照时间长,光照充足,年平均总辐射量可达5860兆焦,年光照利用时数可达2994.7小时,太阳能辐射能量较大,是发展太阳能发电的理想区域。
该项目位于河北省张家口市张北县公会镇境内,规划占地9.25平方公里,分一号、二号两个太阳能发电场,开发总规模为200兆瓦,计划总投资36亿元。项目计划于2010年7月以前完成测光设备的规划设计和安装,测光期为一年。测光后期,启动相关建设工作。项目建成后,将成为目前世界上设计规模最大的太阳能光伏发电场,对促进张家口市张北县产业结构优化、节能减排、能源结构调整、打造低碳经济起到积极的推动作用。
2.北京
2008 年北京奥运会提出“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”理念,光伏发电开始融入奥运建筑。据悉,各体育场馆与运动员村等奥运建筑中大范围采用太阳能等绿色能源利用技术。以国家游泳中心为例,采用国际最先进的光伏发电并网系统进行太阳能光电利用就是它的一大环保特点。
北京市大兴区一幢建筑面积为8000M2 的生态建筑,被专家评议为“我国第一幢综合利用太阳能解决能源问题的建筑示范工程”。工程中“50 千瓦大型屋顶光伏并网示范电站”是国家科技部“十五”科技攻关项目。
三类地区
为我国太阳能资源中等类型地区,年太阳辐射总量为5000-5850 MJ/m2,相当于日辐射量3.8~4.5KWh/㎡。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。
1.山东
由中海阳(北京)新能源电力股份有限公司承建、国内建筑一体化单体规模最大的太阳能光伏项目山东博物馆新馆太阳能光伏系统于9月25日正式并网发电。该系统总装机容量450kwp,年发电量约56.1万度,被列为国家级可再生能源建筑应用示范项目。
新馆太阳能光伏系统采用先进的高效多晶硅太阳能电池组件和国际知名品牌的并网逆变器,总装机容量450千瓦,估算年发电量56.1万度,每年减排二氧化碳490吨、减排二氧化硫1.59吨、减排氮氧化物1.58吨、减排粉尘1.68吨,相当于石油代量488813升,或每年种植森林61227平方米。
2.福建
2009-09-08,新能源电力工程有限公司与福建省连城县政府签订战略合作协议,拟在福建省连城县开发太阳能光伏并网电站项目,项目总装机容量30MW,拟投资13 亿元人民币。中海阳与福建省连城县政府已签署合作协议,Ⅰ期10MW 太阳能光伏并网电站建设工程已进入项目设计、审批的实质阶段。据悉,该项目目前是福建省最大的太阳能光伏并网电站项目,现已向国家发改委申报国家级金太阳工程示范项目。
福建连城30MW 太阳能光伏并网电站项目Ⅰ期10MW 太阳能光伏并网电站工程计划于2009 年12月开发建设。预计该项目投入使用后年并网电量约3360 万KWh,同时可减少约32653tCO2/年、304吨SO2/年的排放,年节煤12470t。
3.云南
云南省地处云贵高原,空气清新稀薄,阳光透过率高,日照时间长,全省绝大多数地区的年平均太阳总辐射量为4500-6000 兆焦/平方米,年太阳辐射总量大于5000 兆焦/平方米的地域占全省面积的90%。元谋、永仁、宾川、丽江等地区的年太阳辐射总量超过6000 兆焦/平方米,最高值达6667.1 兆焦/平方米。全省多数地区的年日照时数为2100-2300小时,其中有94 个县超过2000 小时。在太阳能资源丰富程度上,云南每年接受到的太阳能大约相当于714 亿吨标准煤,是仅次于西藏和新疆的全国第三大太阳能资源省份。
云南石林(科普区)66MWp 并网光伏电站实验示范项目第一单元(1MWp)成功并网发电。从此,云南省的供电来源多了一份“阳光能量”,在云南节能环保和新能源领域具有里程碑意义。
石林(科普区)66 兆瓦并网光伏电站实验示范项目地点位于石林县石林镇北小村,区域内基本为石漠化土地,占地面积1794.48 亩,总投资35.84 亿元,主要采用晶体硅光伏组件并网发电技术,同时采用少量的用于实验示范的多种太阳能光伏发电技术,而本次成功并网发电的项目建设面积仅为20 多亩。该项目全部建成后,将实现年发电量7000 多万度,年减排约7 万吨温室气体。项目将有效改善当地环境,促进地方就业并带动云南太阳能相关产业的发展,也为云南省探索石漠化荒地资源开发利用提供了经验。
目前该项目一期10 兆瓦计划2010 年上半年全部投产,预期2012 年整个项目将全面投产。云南太阳能光伏将成为国内重要产业基地 实现总产值30 亿元以上“到‘十一五’末,昆明市太阳能供热系统与建筑一体化应用占城市新建建筑比例达到90%以上,居民太阳能光热利用普及率达50%以上,太阳能光伏应用达5 兆瓦以上,实现太阳能产业总产值30 亿元以上,到2013 年,太阳能产业产值在2010 年基础上翻一番,达到60 亿元以上,使昆明成为国内重要的太阳能产业基地。”
4.深圳
2004 年深圳建成目前亚洲最大的并网太阳能光伏电站,该光伏电站总容量1 兆瓦,年发电能力约为100 万度。电站设计及安装与深圳综合展馆、花卉展馆等建筑融为一体,堪称国内绿色建筑的典范。
5.江苏省
截至2009 年底,我省已建成光伏电站总装机容量近40 兆瓦。其中大部分为省内民营企业自筹资金建设。2010 年2 月从有关部门获悉,国家“阳光屋顶计划” 2010 年将投入2.2 亿元财政资金,支持我省南京、无锡、扬州、盐城等地的23 个太阳能光伏电站项目。
2010年12月31日,中国最大的薄膜太阳能电站—中国电力投资集团公司江苏大丰20兆瓦光伏电站并网发电。
中电投大丰光伏电站,规模20兆瓦,位于江苏省大丰市,占地1240亩,由中电投集团公司江苏分公司投资,中环光伏系统有限公司总承包建设。工程采用非晶硅薄膜光伏组件,30°倾角固定安装。该站于2010年12月初正式开工建设,历时一个月建成。电站运营期25年,效率为80%,年发电利用小时数为1100小时,年发电量平均为2300万kwh,每年可节约标煤约7000吨,每年减轻排放温室效应气体二氧化碳约18600吨;每年减少排放大气污染气体二氧化硫约142吨、氧化氮约48吨,环境效益极其明显。
四类地区
是我国太阳能资源较差地区,年太阳辐射总量4200~5000 MJ/㎡,相当于日辐射量3.2~3.8KWh/㎡。这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。
1.浙江
杭州建成全国最大屋顶光伏电站项目
闯过了并网的技术难题,2009 年9 月28 日,浙江省首座兆瓦级屋顶光伏电站正式并网发电,这也是全国最大屋顶光伏电站项目。
该电站由中国节能投资公司下属的浙江节能实业发展有限公司投资建设,动态总投资额为6462.72 万元,该项目由浙江正泰太阳能科技有限公司统包承建,提供了所有的晶硅、薄膜光伏电池组件,以及配套产品设备。从项目申报设计、招投标、安装施工到并网发电,仅用时5 个月时间。
电站位于杭州钱江经济开发区的能源与环境产业园,由铺设在园区19 幢建筑屋顶上的近9000平方米的晶硅及薄膜光伏组件组成,总装机容量达2 兆瓦,预计年发电量200 万度,所发电力均并入杭州电网,每年可节约标准煤800 吨,减排二氧化碳1320 吨。
电站项目采用了目前较为领先的单晶硅太阳能电池组件、“非晶/微晶”薄膜电池组件的混合型装机模式,其中薄膜电池被应用于建筑物外墙以及建筑物顶楼的采光屋顶,光伏建筑一体化程度高。电站系统采用了“分布安装、集中逆变、汇流升压、单点并网”的技术方案,对单个系统、整体系统做了优化组合,系统综合效率高达78%。
按照计划,杭州2009 年起到2013 年,全市实施阳光屋顶70 万平方米(即安装太阳能电池板总面积达到70 万平方米),累计装机容量70 兆瓦。
五类地区
主要包括四川、贵州两省,是我国太阳能资源最少的地区,年太阳辐射总量3350~4200 MJ/㎡,相当于日辐射量只有2.5~3.2KWh/㎡。太阳能辐射数据可以从县级气象台站取得,也可以从国家气象局取得。从气象局取得的数据是水平面的辐射数据,包括:水平面总辐射,水平面直接辐射和水平面散射辐射。
三、总结
太阳能光伏发电技术作为太阳能利用中最具意义的技术,成为世界各国竞相研究应用的热点。最近10 年以每年平均30%的速度递增,最近3 年更是以每年50%以上的速度高速增长。太阳能光伏发电已经成为可再生能源领域中继风力发电之后产业化发展最快、最大的产业。
我国76%的国土光照充沛,光能资源分布较为均匀;与水电、风电、核电等相比,太阳能发电没有任何排放和噪声,应用技术成熟,安全可靠;除大规模并网发电和离网应用外,太阳能还可以通过抽水、超导、蓄电池、制氢等多种方式储存,“太阳能+蓄能”几乎可以满足中国未来稳定的能源需求。
1 光伏并网电站的控制目标
光伏并网设计的目标在于对并网逆变输出电流进行控制,使其能够和电网电压频率同步,保持输出高质量正弦波,同时将逆变器的输出转变成单位功率因数,尽可能缩小在输出电流方面的谐波影响,并对逆变器的输出电压进行控制,使电压能够和电网电压实现同幅、同相和同频,避免环流现象的出现,使电网和逆变器能够平稳进入并联运行的状态当中,在光伏并网电站设计当中,逆变器的控制与普通逆变器控制之间存在很多不同,具体主要表现在以下几个方面上:一是在光伏并网电站中逆变器输出端和电网连接,电网会对逆变器运行造成较大影响;二是并网电流必须和电网电压实现同频同相。因而在进行系统设计方面,技术人员一方面要对并网电流大小进行控制,根据基准来给定相应的电流大小。另一方面对市电相位进行跟踪,然后根据电网的情况和基准来定并网电流。
2 太阳能并网逆变系统设计
光伏电网当中对于逆变器的分类方法有很多,在输入上有电压源逆变器以及电流源逆变之分,其中电流源逆变器在直流侧需要一个稳定的电流输入进行串联,而这种会增加系统的不稳定性,因而现在光伏并网设计当中对于逆变器的选择一般都是采用电压源逆变器。在输出控制方式上,主要可以采用电流控制和电压控制两种方式。在并网设计当中电网作为系统中定制交流电压源,如果采用电压控制方式来输出逆变器,那么整个系统就会变成电压源和电压源并联的方式,这样为了维持光伏电站系统的运行稳定性,就需要采用锁相控制技术来对系统进行控制,以保证电站系统和市电能够实现同步。技术人员可以通过调整逆变器的输出电压大小来控制电站系统的输出方式,结合相移的调整能够实现有功输出和无功输出之间的转换,但是这种控制方式当中对于锁相回路的响应会比较慢,技术人员在对逆变器输出电压进行调整时很难把握具体精确的电压值,这样就容易出现环流问题,影响光伏电站系统的运行性能。
因而在逆变器的输出方式上可以采用电流控制方式,这样只要对逆变器的输出电流进行控制,用电流对市电电压相位进行跟踪,就能够实现并联稳定运行的目标,而且控制方法比较简单,在光伏并网电站系统设计当中得到了广泛应用,因而综合以上两点,在光伏电站系统设计当中输入可以采用电压源方式,而输出则可以采用电流源输出,这样整个系统中的控制变量就可以控制两个,一个是逆变器的输出电压,一个是逆变器的输出电流,将这两个变量控制好就能够实现光伏电站系统并网运行的稳定性,保证电压输出的稳定和电流跟随相位的稳定,因而在控制结构上可以概括为双环控制结构。
3 太阳能电池跟踪控制设计
在分布式太阳能光伏电站系统设计当中,对于太阳能电池的控制上一般是采用最大功率跟踪控制技术。在光伏电站系统当中,发电主要来自于对太阳能的转换,因而太阳能的光伏阵列是电站维持运行的关键,而由于太阳能电池本身对于日照强度和电池板温度等因素变化比较灵敏,使得太阳能阵列的电源并不稳定,因而为了能够使太阳能保持在最佳的稳定状态,就需要采取措施使电站的出书功率和外部光强变化进行同步,对其实施自动跟踪,而这种跟踪控制技术就是光伏电站系统设计当中对太阳能电池的主要控制技术。当光伏阵列的输出电压较低,那么输出电流的变化也会变小,这时光伏阵列就趋向接近于恒流源,当电压上升到一定临界值之后,电流就会不断下降,这时太阳能阵列就会趋向接近于恒压源,那么太阳能的光伏阵列输出功率就会随着电压的变化而出现升降变化,在这一过程中自然就会出现一个输出功率最大的点,对这一点进行跟踪,那么就可以根据太阳能电池功率的变化而来调整系统。在太阳能电池控制当中主要应该注意控制以下几个技术参数:一是短路电流,也就是在给定日照强度和温度下的最大输出电流。短路电流的值与太阳能电池的面积大小有关,面积越大,短路电流的值就越大;二是开路电压,在给定日照强度和温度下的最大输出电压。开路电压的大小与入射光谱辐照度的对数成正比,而与电池的面积无关,当结温升高时,开路电压值也会下降;三是最大功率点电流,在给定日照强度和温度下对应于最大功率点的电流;四是最大功率点电压,在给定日照强度和温度下对应于最大功率点的电压;五是最大功率点功率,在给定日照和温度下太阳能电池阵列可能输出的最大功率。控制好这几点参数,就能够对太阳能电池进行控制,保证光伏电站系统运行的稳定性。
4 结语
日益严峻的环境问题和能源问题带动了全世界的光伏发电事业发展,对于太阳能分布广阔、日照时间较长的地区来说采用光伏发电是解决电能需求的重要手段,我国作为能源大国,加强对光伏发电的研究,推动光伏事业发展是解决我国能源问题的主要手段。本文中主要对分布式太阳能模式下的光伏电站系统设计进行了分析探讨,希望能够推动我国的光伏事业发展。
摘要:光伏电站是顺应当前能源紧张和环境问题诞生的发电技术,随着我国光伏发电技术的不断进步,光伏发电的市场也不断建立起来,销售量在逐渐增加,但与国外国家相比还存在比较大的差距,还存在很大的发展空间。本文主要对分布式太阳当中光伏电站系统的设计进行了分析探讨,以期能够不断推进我国的光伏事业发展。
关键词:光伏电站,分布式太阳能,逆变器
参考文献
[1]潘琪,徐洋,高卓.含分布式光伏电站接入的配电网三级电压控制系统设计[J].电力系统保护与控制,2014(20):64-68.
[2]刘志群.基于CAN总线的分布式太阳能电站远程监控系统设计[J].黑龙江工程学院学报,2015(03):48-52.
关键词:太阳能光伏电站;系统接入;可持续发展应用
中图分类号:TM615 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)12-0074-01
太阳能发电是目前市场上最具潜力且是利用再生能源进行发电的方式之一,对太阳能多年的具体研究和应用表明太阳能是未来极具应用潜力的能源。当下太阳能光伏电站的建立可以通过把太阳能转换成电能进行储存输送得以实现其应用。随着能源的日渐消耗短缺和环境污染的加剧对清洁能源的需求呼声渐高的现状下,通过对太阳能光伏发电站系统目前主要的接入方法的研究来探索在现存的技术条件下光伏电站系统中存在的缺陷以及今后的改进方向是较为迫切的现实问题。
1 太阳能光伏发电系统的组成及概述
根据太阳能发电系统中接入方式的差异可以将光伏发电系统分成三种不同的系统:独立、并网和分布式的太阳能发电系统,在讨论太阳能光伏电站系统接入方法的研究中涉及的是并网太阳能发电系统。就目前太阳能光伏发电系统的设计而言,构成太阳能光伏发电系统的部件主要有三个主要部分。
电池组是组成光伏发电系统较为中心的元件,主要是太阳能电池组和蓄电池。太阳能光伏发电站中存在利用蓄电池对转换的电能进行收集储存,随着光伏电站系统的系统接入方法的应用和大型光伏发电站的建立,目前的市场上这种采用蓄电池的独立发电进行收集的方式应用开始逐渐缩减,适用于较为小型的发电站的应用。太阳能电池主要有单晶硅和多晶硅两种类型的太阳能电池,单晶硅太阳能电池相比较多晶硅太阳能电池而言光电转换效率高1%~3%,但由于其制作成本和性价比而言,市场上较为通用的还是多晶硅太阳能电池。
逆变器在光伏发电系统的组成中占据核心地位,太阳能转换成电能随着太阳入射角度逐渐发生变化,这个变化呈现出明显的正态和负态分布,这个过程也导致电压也随之改变,逆变器在并网的光伏发电系统中能够减少电路中的冲击,实现电压与电网高度稳定,起到非常重要的保护和转换作用。
太阳能控制器是整个系统的控制中心,它通过对蓄电池进行蓄电保护、对温差变化较大的地方对系统进行适当的温度调节补偿实现其功能,近年来,太阳能控制器的功为满足不同要求能增加了很多选项,如光控、时间控制开关等,控制器的改进逐步实现了全自动智能控制。
光伏电站系统由于需要接入公共电网还需要配备直流和交流配电柜以及直流汇流箱,今年建造的比较大的光伏发电站中,大容量的变压器以及与之配备的高压电网也是必要的组成。
2 光伏发电站系统的工作原理及接入方法
2.1 光伏发电站系统工作原理
首先,太阳能光伏发电站系统利用多晶硅等转换效率较高的半导体界面进行发电,在发电的过程利用界面上产生的光生伏特效应工作。这种效应实际上利用太阳光照到多晶硅等半导体表面将光能转化成电能,产生光致电变现象。数量较大的太阳能电池通过串联实现较大规模的光伏效应从而产生数量较为客观的电量。
其次,利用蓄电池将太阳能电池所通过光伏效应转换出的电能进行存储和释放。
然后,逆变器将转换生成的直流电转换成交流电,使之初步能够进入电网中实现电流输送。在并网过程中逆变器通过控制以输出符合电网要求的波形,通过输出侧接入电网。
2.2 光伏发电站系统接入方法研究
光伏发电站系统在接入的过程中,按照市场较为普遍工程设计来说一般设定为一期完成,在这种情况下,接入系统需要考虑到以下几个方面以防止后期使用过程中出现问题。在发电系统接入中,设计初期和施工过程中需要前期需要利用GIS对施工的地形、人口密度、电网分布、主要交通线路以及施工期内的气象情况进行综合的分析和必要的实地考察,能够最大程度上就近接入电网并且尽量避免在输出过程中不必要的工程建设,以减少后期因地形和铺设远距离的电流输出工程的建设施工难题。与此同时,利用GIS进行分析评估,估算出一定的范围内电量消耗的上限进行电网的接入,在特定的范圍内将电站输送的电量进行消纳,避免在电网中因为长距离的传输而导致的损耗。
在光伏发电站系统中,各个子系统首先通过太阳能电池的光伏效应发出电能,经由逆变器将产生的直流电逆变经输出端为交流电,对未能符合电压要求的交流电进行升压达到标准后进行并网。在发电站的系统接入中需要解决的问题是电能的质量以及在并网的过程中进行的保护措施。依据《光伏系统并网技术要求》中的要求,接入时需要设置必要的保护装置并且与公共电网之间要有足够明显的节点分界。
依据上述并网接接入的具体情况,光伏发电站在接入的过程中,需要根据电压等级的差异进行分级。在电站系统并网接入中进行电离平衡,考虑到电能的去向随时间而产生的差异,日常的电能可能在某些情况下会出现无法消纳或不足的情况,不排除突发情况而产生的电能不稳定,需要考虑补偿装置和电能
储蓄装置。
3 当前光伏发电站系统接入方法的优势及建议
3.1 优 势
当前光伏发电站系统接入的方法能够基本上使电站产生的电能稳定地进入公共电网,保证整个电网的安全,减少了较大不稳定电流进入电网的威胁。
3.2 不 足
但是由于太阳能自身的性质,和水能、核能等差异较大,它变化的周期比较短,人为不可控。因此在并网接入中与公共电网实现同步需要系统中需要利用控制器和逆变器等进行多重保护。
3.3 建 议
近年来光伏电站产生的电能对公共电网的影响有逐渐加大的趋势,一旦在并网接入的环节出现故障还是存在较大的问题,因此在与公共电网进行电压平衡保护的问题是关系整个电网安全的至关重要的问题。对系统并网接入过程中需要进行多重的保护和稳定装置的控制,在光伏电站系统接入中常见的短路问题、设备过热隐患、组件的承压能力问题,以及设备检修施工人员在进行作业时的人身安全问题都可以通过在系统中逆变器的自动控制的保护以及控制器的设置进行二重保护,将光伏发电系统的安全与电网整体的安全设置节点进行保护。
4 结 语
随着近来对太阳能的优势认识的逐渐加深,未来对太阳能的开发会逐渐呈现出快速增长的趋势,大型的太阳能光伏电站会逐年建立,在并网接入的过程中如何维持公共电网的稳定与安全成为当下亟待解决的难题,需要在不断积累并网接入经验的基础不断总结和思考,这也是关系到太阳能否得到大规模应用的重要问题。
参考文献:
[1] 赵玉文.太阳能光伏产业发展的新思考[J].高科技与产业化,2009,(7)
[2] 李立伟,王英,包书哲.光伏电站智能监控系统的研制[J].电源技术,2007,(1).
运
申
请
申请报告
国家电网青海省西宁市供电有限公司:
我公司目前建设的“青海瑞丝丝业500kwp分布式光伏发电项目”已取得政府能源投资主管部门的光伏电站项目备案(核准)文件和电网企业的光伏电站介入电网意见函。
我方的一、二次设备符合国家标准和行业标准、反事故措施和其他有关规定,且与有资质的检测机构签订并网后检测合同,基础建设也通过了国家规定的程序验收合格;并网正常运行方式也已明确,逆变器、汇流箱等有关参数已合理匹配,设备整定值已按照要求整定,具备并入电网运行、接受电网调度机构统一调度的条件。
青海瑞丝丝业500kwp分布式光伏发电项目电力调度通信符合国家标准、行业标准和其他有关规定,按国家授权机构审定的设计要求安装、调试完毕,经国家规定的基础程序验收合格,满足于光伏电站发电设备同步投运的条件和相关约定。
光伏电站电能计量装置按照《电能计量装置技术管理规定》(DL/T448-2000)进行配置,并通过电网公司组织的测试和验收。
光伏电站的二次系统按照《电力二次系统安全防护规定》(国家电监会5号令)及有关规定,已实施安全防护措施,并经电网调度机构认可,具备投运条件。
光伏电站运行、检修规程齐备,相关管理制度齐全,其中涉及电网安全部分与电网规程相一致。光伏电站有调度令权的运行值班人员,根据《电网调度管理条例》及有关规定,经过严格培训,已取得相应的合格证书,持证上岗。
电网公司与我方运行对应的一、二次设备符合国家标准、行业标准和其他有关规定,按经国家授权机构审定的设计要求安装、调试完毕,经国家规定的验收程序验收合格。相关参数合理匹配,设备整定值已按照要求整定,具备光伏电站接入运行的条件。
电网公司与我方针对光伏电站并入电网后可能发生的紧急状况,已制定相应的反事故措施。并已送电网调度机构备案。
我公司建设的 青海瑞丝丝业500kwp分布式光伏发电项目 已具备上述投运条件。特此申请于2016年11月9日并网投运。
附:2016年5月15日完成光伏弱电部分安装联调。
2016年6月20日完成箱式变电站及柱上保护开关安装测试。
2016年8月21日电网公司组织第一次基础设施验收。
2016年9月15日完成电网公司提出的整改要求。
2016年10月15日完成电网公司组织的缺陷部分整改验收及基础设施部分验收完成。
2016年10月15日通过电网公司全面验收合格。
特此申请
望批准
青海瑞丝丝业有限公司
(供参考)
目 录
一、注意事项...........................................................3
二、日常维护...........................................................3
三、常见问题...........................................................4
四、紧急处理措施......................................................6
本手册主要针对5kWp以下分布式电站用户日常维护之用,请用户严格遵守。
一、注意事项
1、配电装置上如有此种标识位置,请勿触摸,以免发生触电危险。
2、用户切勿拆卸设备及配电装置,以免发生危险。
3、当紧急情况发生或者家用电网检修改造时,应先断开空气开关,再断开断路器;当紧急情况解决或者检修改造完成后,先闭合断路器,再闭合空气开关。图示如下:
4、切勿在光伏组件上或阵列南面(前面)晾晒衣服和其他物品,以免造成触电危险或火宅,且阴影遮挡会影响发电量,降低自身发电收益。
5、及时清理光伏组件表面脏污,如遇下雪天,雪后要及时清理光伏组件覆盖的大雪,以便提高发电量,增加发电收益。
6、看管好家中的小朋友,切勿在光伏阵列附近玩耍,以免造成危险。
7、切勿敲打钢架、光伏组件、设备等发电设施,禁止在组件的玻璃和边框上打孔,以免造成发电系统损坏,影响发电量,降低自身发电收益。
8、请勿在组件及支架周围倾倒、泼洒有毒、有害及腐蚀性物品。
二、日常维护
1、建议定期(至少一周)对电站进行例行巡视检查,如发现下面问题,请及时联系电站管理人员:
1)光伏组件有破损、灼烧痕迹、明显的颜色变化、气泡、电池片碎裂、玻璃碎裂,边框破损等情况;
2)支架有歪斜、松动,防腐涂层出现开裂、脱落等现象; 3)逆变器红色(故障)指示灯常亮,则设备出现故障; 4)逆变器运行时有较大震动和异常噪声等; 5)电缆有膨胀、龟裂、破损等现象。
2、上午6:00(夏)、7:00(冬)前,用干净潮湿柔软棉布或海绵清理光伏组件上的灰尘及污垢,严禁使用含碱,酸的清洁剂清洗组件。中午温度高时严禁使用冷水泼洒光伏组件,以免造成光伏组件热胀冷缩而导致损坏,清洗的频率取决于污垢积累的速度。在正常情况下,雨水会对组件的表面进行清洁,这样能减少清洗的频率。
3、勿将抽油烟机、排风扇装置安装在发电系统附近,以免造成系统损坏或影响发电量。
三、常见问题
1、分布式光伏发电系统的常见故障有哪些?系统各部件可能出现哪些典型问题?
系统问题主要是由于电压未达到启动电压,造成逆变器无法工作、无法启动,由于组件或逆变器原因造成发电量低等,系统部件可能出现的典型问题有接线盒烧毁、组件局部烧毁。
2、如何处理分布式光伏发电系统的常见故障?
系统在质保期内出现问题时可先电话联系最近的专业维护人员,将系统发生问题进行说明,由专业维护人员进行解答,必要时,前往现场进行解决。如还是无法排除故障,请及时联系安装商或运营商解决。
3、系统后期维护怎么处理,多久维护一次?怎样维护?
根据产品投标人的使用说明书对需要定期检查的部件进行维护,系统主要的维护工作是擦拭组件,降水量较大较频繁的地区一般不需要人工擦拭,非雨季节建议一般每周清洁一次,风沙或降尘量较大的地区可以增加清洁的次数,降雪量较大的地区及时将厚重积雪去除,避免影响发电量和雪融后吸收阳光不均匀,及时清理遮挡的树木或杂物。
4、清洁光伏组件时用清水冲洗和简单擦拭就行么?用水擦拭的时候会不会有触电的危险?
为了避免在高温和强烈光照下擦拭组件对人身的电击伤害以及可能对组件的破坏,建议在夏季早晨6点前,冬季早晨7点前,或者夏季下午7点后,冬季下午6点后进行组件清洁工作,建议清洁光伏组件玻璃表面时用柔软的抹布先清洁灰尘,然后使用常温干净的水沾湿抹布再次清洁一遍,清洁时使用的力度不宜过大,以避免损坏玻璃表面,有镀膜玻璃的组件要注意避免损坏镀膜层。
5、光伏组件上的房屋阴影、树叶甚至鸟粪的遮挡会对发电系统造成影响吗?
光伏组件上的房屋阴影、树叶甚至鸟粪的遮挡会对发电系统的安全和发电量造成比较大的影响,系统安装时会考虑各种阴影对系统的影响,在日常维护中注意清除周边生长的树枝,清除光伏组件上的鸟粪等污渍。
6、为防止光伏组件遭重物撞击,能不能给光伏阵列加装铁丝防护网?
不建议安装铁丝防护网,因为沿光伏阵列加装铁丝防护网可能会给组件局部造成阴影,形成热斑效应,对整个光伏电站的发电效率造成影响。另外,由于合格的光伏组件均已通过冰球撞击试验,一般情况下的撞击不会影响组件的性能。
7、雷雨天气需要断开光伏发电系统吗?
分布式光伏发电系统都装有防雷装置,所以不用断开。
8、雪后需要清理光伏发电系统吗?光伏组件冬天积雪消融结冰后如何处理?
雪后组件上如果有厚重积雪是需要清除的,可以利用柔软物品将雪推下,注意不要划伤玻璃,一般建议不要等积雪过厚再清洗,以免组件表面结冰。
9、如何处理太阳能电池的温升和通风问题?
光伏电池的输出功率会随着温度上升而降低,通风散热可以提高发电效率,最常用的办法为自然风通风,请勿在距离组件背面15cm范围内堆放杂物,以免影响组件正常通风。
10、光伏发电系统对用户有电磁辐射危害吗?
光伏发电系统是根据光产生伏打效应原理将太阳能转化为电能,无污染、无辐射,逆变器、配电柜等电子器件都通过电磁性兼容测试,所以对人体没有危害。
11、光伏发电系统有噪音危害吗?
光伏发电系统是将太阳能转化为电能,不会产生噪音影响,逆变器的噪音指标不高于65分贝,也不会有噪音危害。
12、分布式光伏发电系统的防火和消防应注意什么问题? 分布式发电系统附近禁止堆放易燃易爆品,可能发生火灾或爆炸,此外还需预留防火和维修通道。光伏组件的防火等级为C级,其他部件由于材质属性也一般不会发生火灾。一旦发生火灾,请立即关闭光伏发电系统并网点空气开关,联系专业维护人员到现场进行处理。
13.为什么光伏组件支架各杆件在连接点处锈蚀严重,而杆件其余部位却完整可靠未锈蚀?
因为支架处于室外露天环境,干湿交替频繁,所选支架表面通常都要求进行防腐处理,如热浸锌处理,但当杆件在进行连接时,用焊机进行焊接,就会破坏其表面的防腐层,很多时候节点连接处的锈蚀都是因为焊接完毕后未对焊缝处进行防腐修补造成。所以对于钢构件焊接位置,应按进行防腐油漆修补。
四、紧急情况
如遇以下情况或其他突发情况,请及时断开配电箱中空气开关,并立即联系专业维护人员进行处理,禁止自行处理以免发生危险。
图1 光伏组件玻璃破裂 图2 光伏组件热斑自燃
图3 光伏组件脱层 图4 光伏电缆破裂
南湖新区管委会、嘉兴科技城管委会各有关企业:
为进一步推广屋顶光伏太阳能发电站的应用,体现环保、绿色、节能的建设理念,为清洁可再生能源的普及和应用做出良好示范,兹定于2013年3月21日召开屋顶光伏太阳能发电站应用会议,请各有关企业参加。
一、会议时间
2013年3月21日 下午14:00,会期半天。
二、会议地点
浙江中科院应用技术研究院(亚太路778号 1号楼2楼多功能厅)
三、会议主要议程:
1、浙江优太新能源有限公司介绍屋顶光伏太阳能发电站基本情况
2、参观嘉兴科技城屋顶光伏发电站、光伏太阳能转向系统示范基地
南湖新区管委会、嘉兴科技城管委会
甲方:浙江正泰新能源开发有限公司 乙方:河北土源网络科技有限公司
鉴于甲方是一家在中华人民共和国注册成立的合法法人公司,专业于光伏发电站建设和光伏投资的企业。
鉴于乙方在河北省内具有开发分布式光伏电站项目所需的相关土地,政府人脉资源,本着诚信、平等、互利原则,经双方友好协商达成如下协议:
一、乙方的责任与任务:
1、乙方负责项目前期电站选址,土地的租赁协议签订,电力接入报告批复的手续办理及项目前期的申报及备案等。
2、乙方负责勘界、地勘、可研、环评、电网接入等项目立项所需的设计报告编制,并提供项目开展前期工作所需的各项资料及文件并承担支持性文件。
3、乙方负责项目选址地的土地符合国家建设光伏电站政策、适合甲方建设光伏电站条件的土地,并使甲方以租赁的方式获得,租赁期26年。
4、乙方负责协调当地供电部门,解决电站电力的接力问题。
5、乙方协调当地政府将本项目列为政府的新能源产业发展战略规划,并做为重点项目优先予以支持;乙方办理项目立项需要的所有区县级各部门支持性文件,办理诸如省级土地预审、市级环评批复、省级电网接入方案批复、省级项目备案等工作。
6、项目立案后,乙方办理项目规划许可证、开工许可证,负责项目建设过程中与地方的协调工作。
7、项目在过程中所发生的商务费用由乙方承担。
8、项目手续进入省市级发改委,乙方负责获得国家和省市级补贴指标。
二、居间服务费用及支付时间:
1、当项目具备开工条件后,五个工作日内,甲方需一次性支付乙方3%的佣金(计算方式:佣金=地租单价*亩数*租地年限*3%)。
2、双方同意居间服务费单价为人民币 万元/兆瓦(含税)。1)当乙方办理完成项目获得当地省级能源主管部门备案、电网公司接入批复,具备甲方符合国家和当地政府规定的开工条件,项目开工后15天内,支付乙方咨询服务费人民币 万元/兆瓦(含税)。
2)当项目安装验收后15天内,甲方支付乙方居间费 万元/兆瓦(含税)。
3)当项目建设完毕且通过当地供电局验收并网运营后30天内,甲方支付乙方咨询服务费人民币 万元/兆瓦。(含税)
三、纠纷及违约处理
在履行本协议发生纠纷时,甲乙双方应当友好协商解决,不得单方面终止、改变协议。如需变更或终止本协议,须经双方协商一致方可执行。
四、其他
1、本协议未尽事宜,双方可签订补充协议,补充协议与本协议具有同等法律效力。
2、本协议一式两份,甲乙双方各执一份,自双方签字盖章之日起生效。
甲方: 乙方:
浙江正泰新能源开发有限公司 河北土源网络科技有限公司 法定代表人(或授权代表)
法定代表人(或授权代表)
日期: 年 月 日
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