光伏发电的发展及其对电网规划的影响研究

董科研+姚佳

摘 要：为了保证光伏发电模式能优良的发展，并能在和电网系统相融合之后进一步发挥出更好的质量，需要技术人员能掌握光伏发电技术的关键点，根据光伏项目的建设情况采取相应对策。本文就光伏发电的发展及其对电网规划的影响进行了分析。

关键词：光伏发电；电网；电力

由于在公社发展、经济建设阶段之中消耗了大量的能源，所以目前能源的枯竭情况变得更加严峻，同时为了能有效的应对好这一问题，目前出现了太阳能类型的发电方式，利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，这样既有了稳定的电能供应，同时还不需要消耗不可再生能源，由此光伏发电的模式也成为了未来能源领域发展的主要方向之一。

1 光伏类型太阳能发电的优势

我国领土面积较大，并且各个地区都有着充足的光照，这也为光伏模式的发电提供良好基础，并且在实际的运用过程之中，光伏发电在以下的几个方面有着极为突出的优势。首先，光伏类型的发电模式在产生电量的阶段主要是将光能转化为电能，而光能不仅是一种清洁能源，同时因为其来自于太阳的辐射，所以光能可谓是不会枯竭的能源，能保证人们长时间的使用，并促进社会获得良好发展。其次，化石类型的能源在使用的过程之中往往会产生相应有害气体污染环境，而光伏发电所产生的能源，无论是在其产生阶段还是在其使用阶段，都能保对环境没有任何的污染，是一种清洁、没有噪音，对环境友好的高质量能源。第三，在传统类型能源使用的过程中，还需要相关人员解决运输的问题，尤其是一些地形条件比较复杂、自然环境比较恶劣的地区，其化石类型能源在运输方面就存在较大的问题，对于人们的正常使用存在较大影响。而光伏类型的发电设备由于使用的是太阳光，所以也就成功的打破了地域条件能源利用的制约，这发电方式在无人区之中、地形复杂险峻的地区发挥了良好的作用。第四，光伏类型的发电设备也经历了长时间的发展，发电技术也是在逐渐的发展、完善，和这种设备的最初阶段相比，现阶段的发电设备在发电总量、发电质量等面都有了较大幅度提升，能保证用户使用到高质量的电能。第五，光伏类型的发电设备的设计以及生产制造技术已经逐渐成熟，大部分的组装工作在生产企业之中就能完成，这也就使得在光伏项目的教案设建设阶段简化了施工难度，在保证光伏类型发电设备安装、调试有良好质量的同时，还能有效的缩短项目的建设周期。

2 光伏发电的发展趋势

2.1 太阳能电池材料的发展

太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、负载等几部分组成，太阳能电池阵列是光伏发电系统的核心。太阳能电池用半导体材料制成，在半导体上照射光后，由于半导体吸收光能会激发出电子和正电荷，从而半导体中有电流流过，称为“光伏效应”。太阳能电池技术是太阳能发电技术的主要组成部分。太阳能电池主要有以下几种类型：单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池。单晶硅、多晶硅电池具有制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点。薄膜电池具有弱光效应好，成本相对于硅类太阳能电池较低的优点。随着薄膜光伏电池技术不断进步，薄膜光伏电池的市场份额将快速增长，相对而言未来薄膜电池有更大的发展空间和更好的发展前景。

2.2 光伏建筑一体化的发展

我国大量的建筑屋顶都是没有充分的利用，针对太阳能比较丰富的地区应当大力兴建与建筑相结合的并网光伏系统。在我国东部沿海发达地区，用电量大，对光伏发电市场需求较强。同时，目前我国光伏产业主要集中在东部省份。光伏产业对当地经济的发展也起着重要作用，在城市建设光伏建筑一体化集成光伏系统，对于城市的供电保障与能源节约都能起到很好的促进作用。

2.3 太阳能地面光伏发电站的发展

我国有广阔的荒漠资源，主要分布在太阳能资源丰富的西北地区，其年总辐射约为每平方米2000千万时。在我国新疆、甘肃、内蒙古以及陕北等地区可以大力建设装机容量较大的太阳能地面光伏发电站，不但能解决这些偏远地区长期无电的窘境，还能促进我国光伏产业的迅速发展。其中，徐州协鑫光伏电站就是典型的地面并网型光伏电站，其总装机容量为20MW，该电站采用了多种跟踪方式安装光伏组件，并装设有完善的计算机监控系统。该项目填补了我国大型地面光伏并网电站建设领域的多项技术空白，为我国电力事业的快速发展，优化电源结构，促进节能减排。

3 光伏类型发电技术对于电网在规划方面的影响

通过将光伏类型发电技术和供电网络系统相融合，使得光伏发电系统之中原本用作储能装置的蓄电池设备被电网输电网络所取代，这样也是免除了普通光伏类型发电设备在运行过程中，需要进行电能储存以及释放的过程，从而避免了在这个过程中出现的浪费情况，使得电能的利用更加充分，而光伏类型发电模式和电网系统融合是一個复杂的过程中，其相互之间的影响也是多方面。

3.1 对于供电电网在负荷方面的影响

在光伏类型发电设备使用的过程中，由于光伏设备主要是将太阳能转化为电能，所以在实际的发电过程中也就不可避免的会受到光照强度方面的影响，在晴天的状态下发电量会呈现出单峰的情况，发电量的最大值出现在中午光照最为强烈的时间，如果天气多变则发电量曲线也会发生相应的变化，所以将光伏发电模式和供电网络相互融合之后，就会对电网系统之中的电能负荷产生一定的影响。另外，受到地理位置方面东西部分偏差的影响、季节方面变动的影响都使得电网系统之中的负荷产生波动。

3.2 对电网系统调度自动化方面的影响

由于光伏类型发电设备接入到电网系统之中的项目发展时间较短，在目前的电力系统之中还不能有效的做到自动化的调度，这也就使得电网系统无法进行电网频率方面、电网电压方面的调整，不利于电网系统的控制以运行管理。

3.3 对电压的影响

当光伏发电并网后，由于存在反向的潮流，光伏发电电流通过馈线阻抗产生的压降将使负荷侧电压比变电站侧高，这可能导致负荷侧电压越限。另外，光伏发电输出电流的变化也会引起电压波动，而同一区域的光伏发电的发电功率受光照变化的影响具有一致性，这将加剧电压的波动，可能引起电压/无功调节装置的频繁动作。

4 结束语

光伏并网发电促使电网运行向智能化模式转变，加快新型电网调度平台建设与发展，满足了区域用电资源一体化生产需求，促进和推动了经济的发展。为了适应电网运行作业要求，要借助计算机控制平台构建新型调度方案，为光伏并网发电建立多元化运行模式。

参考文献

[1]赵波，张雪松，洪博文.大量分布式光伏电源接入智能配电网后的能量渗透率研究[J].电力自动化设备，2012（08）.

[2]易映萍，芦开平，王林.基于LCL滤波器的光伏并网逆变器控制策略[J].电力自动化设备，2011（12）.

[3]2005年国际特大电网运行年会在北京举行[J].电力系统自动化，2005（22）.endprint