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摘要：近些年，我国的新能源技术发展快速，并且被广泛的应用。目前，太阳能这种清洁能源逐渐得到广泛的应用，光伏发电技术也逐渐得到重视和改进，目前在我国电力市场占据越来越重要的地位。东部地区人口和用电场所设施较为密集，为了缓解土地紧张与减少光伏发电集成系统的占地面积，多采用分布式的安装方法，文章着重探讨为了不影响系统的正常运行减少因长距离的接入而导致的损耗问题，结合当前分布式光伏发电集成系统存在的问题进行分析，提出在工程设计中可优化的建议。
关键词：分布式光伏发电集成系统；系统设计；系统优化
引言
近年来，随着光伏发电在国内的大规模开发和利用，大量的分布式光伏电站接入配电网。分布式光伏电站尽管容量小，但点多面广，大量分布式光伏电站接入电网后，若无法将光伏电站信息上送至电网调度中心，这对电网的稳定运行造成隐患。因此有必要建立分布式光伏发电运行监控系统，对区域内分布式光伏电站发电进行信息采集，实现分布式光伏电站的实时监控，满足光伏发电入网的要求。
1分布式光伏发电集成设计遵循的基本原则
1.1易操作性
分布式光伏发电集成系统的设计必须尽量易于操作，和人口稀少的西部拥有开阔的安装地点不同，这种分布式的发电集成系统一般安装在屋面楼顶等地方，这些地方一般存在一定的倾斜度或者是高度比较高。在这种屋面具有一定的倾斜度并且承重能力有限的情况下工人的施工难度将会增加，所以集成系统在设计之初就要考虑到后期的施工难度，降低操作的难度，并且尽量保证将工程设计控制在一期之内。
1.2一致性
分布式的光伏发电系统将合适数量的太阳能电池串联起来以达到一定高度的电压，然后才能从逆变器的输入端进行输入，这样一定数量串联的子系统再进行并联以达到系统的额定功率。在这个过程中需要数量较多的设备，为了保证系统的稳定，选用的太阳能电池需应是相同的规格和工作性能，同时在设计中要避免互相之间存在遮挡影响工作效率以及方向和角度问题而导致的差异，保持各个子系统运行的一致性。
1.3可持续发展原则
分布式光伏集成系统设置的区域需要考虑到所在地区可能存在后期进行施工改造问题以及自然灾害等对系统部件的破坏，集成系统存在着大而分散的特点，因此设计既要保证整个系统的整体一致性，整个系统的稳定性，同时采用并联各个子系统的方式保证其独立性，在某个子系统遭到破坏时其他系统能够不受影响仍然保持正常的运行。另外，采用铝合金或新型的支架考虑到其坚固性的同时还需要考虑到其抗腐蚀和抗氧化性，以及损害后的可修复性，尤其是重工业和污染比较严重的地区。
1.4安全性
由于分布式的光伏发电集成系统主要应用于人口和建筑比较密集的中部和东部地区，因此集成系统的安全性问题显得尤为重要。在具有倾斜度的屋顶施工需要将各个部件运送到屋面或楼顶进行施工，在这过程中存在部件因运输而导致损伤和施工人员的安全问题。目前市场上通常采用安装一定的导轨实现与屋面材料进行连接，采用目前市场上较为通用承载力比较高的铝合金的支架结构，它便于安装操作且不易锈蚀损坏，在一定程度上可以减少后期的安全隐患。在施工过程中还存在高空坠物的危险，由于施工地区的人口和建筑物的密度比较大，施工人员高空作业后期会产生废弃的材料，加上屋面的倾斜度会增加高空坠物的隐患，在设计的中要考虑到集成系统的整体性以及将后期的废料收集进行合理的回收设计。
在设计中还需要考虑到各部件的重量是否在屋面的最低承重范围之内，屋面的材料的承重能力会随着雨水阳光等的风化而导致其承重能力的降低，施工人员本身的重量也需要考虑在内，因此在进行集成系统的设计中要考虑到施工地点的最低承重并且把重量控制在这个范围之内。
2分布式光伏发电集成系统优化建议
考虑到东部地区特殊的气候条件，需要具体分析不同型号的太阳能电池板各个性能的具体数值来选择合适型号的太阳能电池组，以下选用东部地区常采用的250Wp多晶硅太阳能电池板为例将具体设计方案进行说明。太阳能电池组性能参数表见表1，在设计安装过程中考虑到当地的经纬度和屋面的倾斜程度进行合理的方位和角度选取，保持选取方位和角度的协调性。采用可活动的支架来调节冬夏因太阳角度的变化而导致的产生的较大电压差。
表1 1250Wp太阳能电池组件部分性能参数表
2.1?设计优化
为了有效避免分布式光伏发电集成系统在使用过程中出现的稳定性问题，必须针对系统的设计环节进行全面优化，加强控制器相关内容的有效控制，包括故障报警以及定位和测量内容等，同时应采取多功能汇流箱的方式进行智能汇流预警以及线路故障排查，同时，各光伏子阵系统均应统一使用同一规格的电池组件，并按照相同的设置距离进行安装，以此形成一个整合性的电矩阵，电矩阵内的个单元必须配备完善的逆变器以及控制装置。除此之外，应在设计安装过程中考虑不同地区经纬度位置以及屋面倾斜程度之间的差异，进行合理的方位控制和角度选择，确保选取范围和角度的一致性。
2.2施工优化
在施工过程中，首先要实现对光伏安装组件的全面检查，针对安装过程中质量相对较大的组件使用机械进行固定，减少外界因素对组件带来的破坏。同时，针对施工过程中的施工人员施工流程进行全面的规范，并针对施工人员需要使用的脚手架等进行系统防护，做好对工程后期产生废料的全面回收，确保光伏组件的效能得以有效发挥。
2.2.1严控屋顶式分布式光伏电站的设备采购质量，按照工程采购的相关技术规范，实现对施工环节的综合控制，如组件搬运和组安装过程中禁止磕碰或踩踏等；
2.2.2确保施工中的固定方式和材料防腐等级满足要求，工程结束后，针对项目的实际开展情况进行综合验收；
2.2.3构建健全的施工工艺操作规范，确保施工过程中技术工艺的规范性，避免施工中对光伏组件的损坏。
2.3 SCADA
系统实时在线显示各分布式光伏电站断路器、并网逆变器的启停等开关量的状态以及并网点潮流、发电量等模拟量，记录各开关量的变位和时间顺序记录，模拟量值以可调的存储周期存入历史库中。可在画面上对分布式光伏电站的并网开关和光伏逆变器进行遥控。系统可按责任分区监视实时生产统计数据、环境参数、电气接线图、设备通信联络与工况、设备参数、并网点参数等信息。
结语
随着近年来大规模的光伏电站的建立，对太阳能的开发和利用将成为未来一段时间内新能源领域中重要部分。因此通过不断地对分布式光伏发电集成系统设计的优化能够提高后期施工过程中质量和效率，同时可以减少后期使用中的问题，针对东部和中部地区特殊的气候和条件进行分析是设计过程中的重要问题，通过设计方案的不断改进，太阳能光伏发电系统能够在施工中缩短施工的难度和时间长度，有效缩减了不必要的成本支出，虽然存在着一定的问题和不完善的地方，但这对以后光伏发电集成系统的设计提供了改进的方向。
参考文献：
[1]王一波，李晶，许洪华.考虑电网安全稳定约束的光伏电站最大安装容量计算与分析[J].太阳能学报，2008，（8）.
[2]陈慧玲.青海省独立光伏电站运行维护管理经验[J].中国建设动态.阳光能源，2006，（2）.
[3]赵宇峰.分布式光伏发电系统的电气设计研究[J].自然科学（文摘版），2016，19（5）：43.
[4]付梦荔.光伏发电站系统的优化设计建设探讨[J].科技展望，2016，26：90.
[5]国家电网公司．分布式电源接入配电网监控系统功能规范：Q/GDW677-2011[S]．北京：中国电力出版社，2011.
论文作者:温时雍
论文发表刊物:《河南电力》2018年17期
论文发表时间:2019/3/1
标签：光伏论文; 分布式论文; 系统论文; 电站论文; 过程中论文; 屋面论文; 考虑到论文; 《河南电力》2018年17期论文;