（西北水利水电工程有限责任公司 陕西西安 710000）
摘要：世界范围内能源的需求量愈来愈大，能源的紧缺问题日益突出，传统三大主要能源煤炭、石油以及天然气的储量已经不足以支撑人类长时间的消耗，我国出现大范围的雾霾天气，对环境以及人体造成诸多损害，而大力发展绿色、无污染的寻找替代能源变得越来越迫切。
关键词：分布式；光伏发电；系统设计
一、分布式光伏发电的优点
太阳能转化成电能的这个技术被称作太阳能光伏发电技术。太阳能光伏发电的技术除了能够取代一些化石燃料进行发电，而且还能够避免二氧化碳等一些对身体有害的气体的排放，能够进一步的降低大气污染的状况，所以进一步的发展太阳能光伏产业已经成为了世界范围内各个国家处理经济发展和能源开发的最有效的一种方式，能够更好的协调经济发展能源开发与环境保护三者之间的关系，推动经济社会的可持续发展。现阶段西方很多经济发展水平比较高的国家，就像美国，日本等国家的光伏发电技术已经被广泛的应用在国防等领域，甚至有些国家已经把这个技术灵活的运用在了人们的日常生活之中。从根本上解决了人们用电困难等问题，保障能够持续不断的为国家公共电网提供无限的电能。最近几年的时间以来'我国在光伏行业领域的成就也非常的突出，国家政府等有关部门加大了对光伏发电技术的重视力度。有关部门也针对光伏发电的实际情况以及相关问题颁布了一些补贴性的政策，从而通过这样的方式来推动光伏产业的进一步发展，地方政府也积极的响应配合国家的政策推动光伏产业的进步。在这个过程中，一部分经济落后地区的消费者开始慢慢的接受和认可了光伏产品，越来越多的太阳能电源产品开始走进了千家万户。光伏的市场开始逐步的扩大。但是我国现阶段太阳能发电的能力和水平相当有限，与西方的一些发达国家进行比较仍然存在着非常明显的差距。主要的反应在科学水平比较低，科技含量相对来说比较少，电池的使用寿命低，生产成本和原材料成本比较高。所以到目前为止我国必须要结合自身的实际情况，加大创新力度不断的改善科学技术提高自身的能力和水平，推动我国太阳能光伏发电产业向着更加现代化的方向发展。
二、分布式与集中式的对比
2.1分布式光伏发电
分布式基本原则：主要基于建筑物表面，就近解决用户的用电问题，通过并网实现供电差额的补偿与外送。优点：光伏电源处于用户侧，发电供给当地负荷，视作负载，可以有效减少对电网供电的依赖，减少线路损耗。充分利用建筑物表面，可以将光伏电池同时作为建筑材料，有效减少光伏电站的占地面积。与智能电网和微电网的有效接口，运行灵活，适当条件下可以脱稿电网独立运行。缺点：配电网中的潮流方向会适时变化，逆潮流导致额外损耗，相关的保护都需要重新整定，变压器分接头需要不断变换，等问题。电压和无功调节的困难，大容量光伏的接入后功率因数的控制存在技术型难题，短路电力也将增大。需要在配电网级的能量管理系统，在大规模光伏接入的情况下进行负载的同一管理。对二次设备和通讯提供了新的要求，增加了系统的复杂性。
2.2集中式光伏发电
集中式基本原则：充分利用荒漠地区丰富和相对稳定的太阳能资源构建大型光伏电站，接入高压输电系统供给远距离负荷。
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优点：由于选址更加灵活，光伏出力稳定性有所增加，并且充分利用太阳辐射与用电负荷的正调峰特性，起到削峰的作用。运行方式较为灵活，相对于分布式光伏可以更方便地进行无功和电压控制，参加电网频率调节也更容易实现。建设周期短，环境适应能了强，不需要水源、燃煤运输等原料保障，运行成本低，便于集中管理，受到空间的限制小，可以很容易地实现扩容。
缺点：需要依赖长距离输电线路送电入网，同时自身也是电网的一个较大的干扰源，输电线路的损耗、电压跌落、无功补偿等问题将会凸显。大容量的光伏电站由多台变换装置组合实现，这些设备的协同工作需要进行同一管理，目前这方面技术尚不成熟。为保证电网安全，大容量的集中式光伏接入需要有LVRT等新的功能，这一技术往往与孤岛存在冲突。
三、分布式光伏系统结构
太阳能光伏发电系统是选取光伏组件半导体材料产生的电能效应，是把太阳光通过一定的方式直接的转化为我国生活中常用的电能。它的规模各不相同，并且在发电的过程中不会产生任何形式的污染气体以及污染物质，它的性质非常的便捷，干净，而且没有任何的噪音，在使用的整个过程中都不需要对其进行修改和维护。太阳能光伏发电系统根据不同的标准被划分为两个不同的类型。一类是太阳能光伏发电独立系统，另一类是太阳能光伏发电并网系统。这篇论文仅仅是对太阳能光伏发电并网系统进行了相关的研究和论证。这篇论文所涉及到的家用太阳能光伏发电系统属于小范围的分布式光伏，所以在设计和规划的整个阶段中必须有联系到实际的情况，在实践的基础上进行创新。通常条件下应当秉持适用的要求，它具有非常强的可靠性，坚固性非常强，维修起来方便快捷，能够适用于各种不同的地理以及气候条件。
3.1安装地点的选择
家庭分布式光伏系统地点的选择通常情况下大多数的家庭都选择安装在自己家的多余的空地上，必须要考虑的问题是有效的利用面积，以及房屋能够承受的最大的应力，还要适当的考虑当地的气候变化以及地理特征。假设选择安装在自己家多余的空地上，可以考虑选择混凝土条基础做支架。除此以外，支架基础强度的规划必须要结合当地的气候来作为可靠的支撑。必须要引起重视的是，要考虑气候条件的变化造成的热胀冷缩的反应，必须要留出适当的空隙。
3.2家用分布光伏系统设计
现阶段被人们认可和接受最多的两种不同类型的太阳能电池板是单晶硅以及太阳能电池组件。我国的太阳能资源分布最密集的地区分别是青藏高原以及甘肃地区。这些地区利用丰富的太阳能资源结合当今社会高速发达的科学技术，进行研究分布光伏研究系统。使用电能的家庭能够通过系统的安装位置以及他们每一个年度使用电量的多少来选择多大规模的安装机。安装的过程中，假设安装的位置是一个没有坡度的平面位置，那么就必须要计算光伏支架倾斜的角度，南半球朝北，北半球相反，降低了出现问题的概率，极大的提高了工作效率，降低了成本。
设计以全年均衡冬半年最大数据为依据，在默认方位角为0°的条件下，利用软件模拟得到最佳光伏板倾角为53°。倾斜面上平均日辐射量为3.95千瓦时每平方米，计算得到的峰值日照小时数为3.95h。
结语
通过对设计细节以及设计规范的研究和分析，我们能够看出光伏组件的工作效率以及在运输电量的过程中造成的电能损耗，这个系统从整体上讲可以符合大部分用户对电量的要求。另外立足于分布式发电系统的发展现状，提出了一些发展建议。
参考文献：
[1]李绍武.一种小型光伏微电网系统的设计[J].湖北民族学院学报：自然科学版，2013.
[2]邵小雷.分布式光伏发电系统的电气设计研究[J].山东工业技术，2016.
[3]任朝阳，曹自平，杨锋.分布式光伏发电检测系统的设计[J].微型机与应用，2015.
论文作者:吴红奎,茹官湖
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/20
标签：光伏论文; 分布式论文; 太阳能论文; 系统论文; 电网论文; 电能论文; 技术论文; 《电力设备》2016年第24期论文;