馬蘭

[摘 要]工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的不斷發(fā)展，地球上的化石能源可利用不斷縮減，面對這一趨勢，可再生能源的開發(fā)越來越重要。在所有的新能源中，作為可利用空間比較大的一種再生資源，太陽能以其低成本，高性能的特點(diǎn)深受眾多行業(yè)領(lǐng)域的青睞，如果我們能夠更加科學(xué)地對此進(jìn)行開發(fā)利用，就能為日常生產(chǎn)、生活提供取之不竭，用之不盡的財(cái)富。筆者將在本文中對新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的具體使用進(jìn)行論述，旨在為業(yè)內(nèi)人士提供一定的參考依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]新能源；光伏發(fā)電系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號：TM615.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0371-01

一、新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本概述

（一）光伏發(fā)電的基本原理

所謂的新能源就是太陽能、生物能、水能、潮汐、風(fēng)能、地?zé)?、洋流等一系列的非常?guī)能源。在這些能源中，太陽能具有巨大的開發(fā)潛能和利用空間，而且它具有清潔、綠色環(huán)保、安全、穩(wěn)定等一系列的特點(diǎn)。這種資源能夠以最低的生態(tài)環(huán)境代價(jià)絕對為我們的生產(chǎn)、生活帶來巨大的效益。本文研究的主要目標(biāo)“光伏發(fā)電系統(tǒng)”其實(shí)就是能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能光電化轉(zhuǎn)變的一個(gè)體系，該體系的核心就是構(gòu)成“太陽電池”的要素。當(dāng)太陽電池受到太陽輻射的時(shí)候，電池板上的電子在光子的激發(fā)下出現(xiàn)移動(dòng)，這些光子開始在太陽電池的表層移動(dòng)，導(dǎo)致電池板上電子數(shù)量出現(xiàn)差異，而太陽電池板上下兩面之間是用導(dǎo)線聯(lián)合的，電子數(shù)量的不平衡最終引起電池板電流的生成。

（二）光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本內(nèi)涵

根據(jù)是否與電網(wǎng)相連接的標(biāo)準(zhǔn)我們將光伏發(fā)電系統(tǒng)分成獨(dú)立系統(tǒng)與并網(wǎng)系統(tǒng)兩種。前者是指沒有接入電網(wǎng)的發(fā)電形式，該種系統(tǒng)必須要靠蓄電池提供的能量才能維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。第二種系統(tǒng)發(fā)電則要與國家電網(wǎng)相連接。與第一種方式不同的是，它因?yàn)榭梢詮碾娋W(wǎng)系統(tǒng)中獲得能量量，所以不用配置專門的蓄電電池，減少蓄電池儲存能量和釋放能量的時(shí)間，能夠提高光伏系統(tǒng)整體的發(fā)電性能，節(jié)能減耗，節(jié)約成本[1]。

二、新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）應(yīng)用項(xiàng)目概況

我國財(cái)政部門于2012年開展了第二批5MW金太陽光伏屋頂項(xiàng)目活動(dòng)，該項(xiàng)目在中能華辰齊魯工業(yè)大學(xué)舉行。該項(xiàng)目準(zhǔn)備要在校園建筑頂上安裝20000塊250W光伏組件，共5MW。項(xiàng)目在進(jìn)行組件安裝的時(shí)候使用的是固定傾角與固定式平鋪相結(jié)合的方式，主要分布在輕工業(yè)學(xué)院的樓群頂上，被劃分成了5個(gè)片區(qū)。者5個(gè)片區(qū)的組件形成光伏矩陣集中到并網(wǎng)逆變設(shè)備中。設(shè)備功率經(jīng)過交流分裂變壓器完成提壓工作，并于國網(wǎng)相連接。

（二）對主要設(shè)備的技術(shù)要求

（1） 逆變器。該設(shè)備是光伏并網(wǎng)體系的主要構(gòu)成因素，同時(shí)更是關(guān)鍵的電流處理手段。本研究金太陽光伏屋頂項(xiàng)目活動(dòng)中的光伏發(fā)電站逆變器具有以下特點(diǎn)：1）安裝并網(wǎng)點(diǎn)要簡單易行、具有封閉性、開斷點(diǎn)清晰可見、具有接地性能、電流開斷設(shè)備。2）要達(dá)到國家、行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，具有低電壓封閉、檢有壓自動(dòng)聯(lián)網(wǎng)作用（建議使用不超過20%UN、0.2秒閉鎖發(fā)電方式，以及85%UN自動(dòng)聯(lián)網(wǎng)控制數(shù)值）。3）在專線完成分布式電源連接的時(shí)候，在專線線路的情況下，重合閘也可以不用出現(xiàn)。4）在自動(dòng)重合閘與國網(wǎng)線路相連接的時(shí)候，要對重合時(shí)間進(jìn)行審查。

（2） 交直流配電柜。防雷接電性能是該種電流柜必須具備的一項(xiàng)性能，作為光伏逆變設(shè)備與低壓交流配電設(shè)備的連接點(diǎn)，電流柜應(yīng)該含有電壓、電流、電能等一系列的相關(guān)指示儀器；具有狀態(tài)指示儀器；斷路設(shè)備、電涌保護(hù)設(shè)備等一系列保護(hù)系統(tǒng)；同時(shí)它的隔離開關(guān)斷點(diǎn)要清晰可見[2]。

（三）并網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)要求

南非于2015年11月3日舉辦了International Electric Commission，而且在相繼而來的太陽能光伏能源系統(tǒng)技術(shù)年會中，國網(wǎng)公司的研究人員帶領(lǐng)國網(wǎng)光伏項(xiàng)目研究小組成員共同編制了《并網(wǎng)光伏逆變器低電壓穿越測試規(guī)程》已經(jīng)于2014年公布?！恫⒕W(wǎng)光伏逆變器低電壓穿越測試規(guī)程》對于電網(wǎng)的光伏逆變設(shè)備，低電壓穿越的檢測手段進(jìn)行了公布。不同的地方可以根據(jù)當(dāng)?shù)貙Φ碗妷豪玫募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對光伏逆變器進(jìn)行檢測。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)是國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域在國際上發(fā)布的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，說明國內(nèi)光伏連網(wǎng)檢測措施在全球相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)獲得了肯定，這一轉(zhuǎn)變?yōu)檫^IEC光伏連網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)爭取了說話的機(jī)會，促進(jìn)我國光伏領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展，為該項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供關(guān)鍵的技術(shù)依靠。根據(jù)連接規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須充分考慮到繼電保護(hù)、安全自動(dòng)設(shè)備，無功功率替換，防雷性能與接地性能，自動(dòng)化調(diào)控，檢測系統(tǒng)等要素，以保證其具備連入電力系統(tǒng)的基本性能[3]。

（四）繼電保護(hù)要求

（1） 在對線網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)的過程中，要根據(jù)系統(tǒng)主要特征和電氣的主接線的需求來進(jìn)行。（2）當(dāng)被保護(hù)對象在空載、輕載、滿載等不同情況下的時(shí)候，容易出現(xiàn)各類金屬和非金屬線路問題，那么線路保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)該及時(shí)作出相應(yīng)的回應(yīng)。確保系統(tǒng)零故障、實(shí)現(xiàn)各類故障問題的自動(dòng)轉(zhuǎn)換與消除、功率突然發(fā)生轉(zhuǎn)變，系統(tǒng)操作不能出現(xiàn)問題。（3）在線路出現(xiàn)振蕩癥狀的時(shí)候，線路保護(hù)系統(tǒng)能夠采取正確行動(dòng)，當(dāng)振蕩過程中出現(xiàn)并發(fā)性問題的時(shí)候，要確保該類故障的消除。（4）要將主保護(hù)系統(tǒng)的動(dòng)作時(shí)間控制在20毫秒內(nèi)，排除通道傳輸?shù)拈g隔時(shí)間，將電流返回時(shí)間控制在30毫秒以內(nèi)，要排除故障點(diǎn)到保護(hù)出口點(diǎn)的時(shí)間。（5）當(dāng)手動(dòng)合閘與故障線路相重合以后，保護(hù)系統(tǒng)可以在最短時(shí)間范圍內(nèi)必須要完成三相跳閘。黨無故障線路與手動(dòng)重合閘結(jié)合時(shí)，不能采取任何措施。（6）保護(hù)設(shè)備對電波應(yīng)具有一定的過濾作用，要具備一定抗干擾，抗諧波功能。在體系投切變壓設(shè)備、靜止補(bǔ)償設(shè)備、電容裝備，避免一系列故障問題的產(chǎn)生。

（五） 本項(xiàng)目光伏發(fā)電的效益

從2013年10月1日到2015年12月31日其，按照《財(cái)政部國家稅務(wù)總局關(guān)于光伏發(fā)電增值稅政策的通知》（財(cái)稅〔2013〕66號）的相關(guān)條例規(guī)定，國家電網(wǎng)公司要根據(jù)發(fā)電戶電力產(chǎn)品銷售，將其中應(yīng)納稅額的50%作為征收點(diǎn)。作為目前全球范圍內(nèi)的頂尖技術(shù)，光伏發(fā)電系統(tǒng)不僅僅有利于緩解當(dāng)下全球范圍內(nèi)的能源危機(jī)，同時(shí)也能促進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的主要目標(biāo)。本研究金太陽光伏屋頂項(xiàng)目活動(dòng)中，預(yù)計(jì)25年內(nèi)的總發(fā)電量約為17832.5萬/kW·h，按照0.5元/kW·h的電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)來推算，每年可節(jié)約獎(jiǎng)金386萬元的電費(fèi)，整個(gè)系統(tǒng)在25年間可以為學(xué)校節(jié)約將近9625萬元的費(fèi)用。和煤炭耗能量進(jìn)行對比，通過該項(xiàng)目工程來解決用電問題，每年能夠可以節(jié)約將近2390t煤炭資源，各重要的是它的零環(huán)境代價(jià)對于生態(tài)環(huán)境所起的保護(hù)作用是不可估量的。

三、結(jié)語

綜上所述，太陽能資源作為一種用之不竭的可再生資源，在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的光伏發(fā)電工程繼承了該能源的清潔衛(wèi)生、綠色環(huán)保、高性價(jià)比等一系列特點(diǎn)，已經(jīng)在廣大的電力客戶群體中得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，所以將成為未來新能源發(fā)展的主要項(xiàng)目。不過就目前的整體應(yīng)用情況來看，我們對于太陽能發(fā)電潛能的開發(fā)仍然處于初步發(fā)展階段，絕大部分潛能仍然沒有得到有效開發(fā)利用，所以我們要加大光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用研究力度。

參考文獻(xiàn)

[1] 龔賀.住宅小區(qū)屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J]. 浙江建筑，2015，09：51-55.

[2] 劉洋洋. 綠色生態(tài)住宅小區(qū)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用芻議[J]. 科技風(fēng)，2011，03：225-226.

[3] 王勇，阮潔. 城鎮(zhèn)化建設(shè)中光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 智能建筑電氣技術(shù)，2014，03：7-11.