分布式太阳能光伏发电站关键技术（分布式光伏电站建设）
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分布式光伏发电原理？
分布式光伏发电原理以及应用详解
来源：北极星太阳能光伏网 时间：2016-03-23 10:41:27 作者：
一、分布式光伏发电概述
光伏发电是指利用太阳能光伏电池把太阳辐射能直接转化成电能的发电方式。光伏发电是当今太阳能发电的主流，所以，现在人们通常说的太阳能发电主要是指光伏发电。
分布式光伏发电特指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。
分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费。
分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。
目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。
二、分布式光伏发电的构成
分布式光伏发电的构成主要包括：
1.太阳能电池组件2.保护装置3.电路4.逆变器5.电网接口
太阳能电池组件：它是光伏系统中的核心部件，其作用是把太阳能转化成电能。
逆变器：将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池组件产生的电为直流电，而实际应用过程中绝大部分负载都是交流负载，因此需要此装置将直流电转换成交流电以供负载使用。
三、分布式光伏发电下特点
（一）、输出功率相对较小。一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内。与集中式电站不同，光伏电站的大小对发电效率的影响很小，因此对其经济型的影响也很小，小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。
（二）、污染小，环保效益突出。分布式光伏发电项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。
（三）、能够在一定程度上环节局地的用电紧张状况。但是，分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦，再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积有限，不能从根本上解决用电紧张问题。
（四）、可以发电用电并存。大型地面电站发电是升压接入输电网，仅作为发电电站而运行；而分布式光伏发电是接入配电网，发电用电并存，且要求尽可能地就地消纳。
四、分布式光伏发电项目应用
1.工业应用
特别是在用电量比较大、网购电比较高的工厂，通常厂房屋顶面积很大，屋顶开阔平整，适合安装光伏阵列；同时由于用电负荷较大，分布式光伏发电可以做到就地消纳，抵消一部分网购电量，从而节省用户的电费。
分布式光伏发电项目工业应用
2.商业应用
与工业区的作用效果雷士，不同之处在于商业建筑多为水泥屋顶，更有利于安装光伏阵列，但是往往对建筑美观性有要求，按照商厦、写字楼、酒店、会议中心等服务业的特点进行安装。用户负荷性一般表现为白天较高、夜间较低，能够较好的匹配光伏发电的特性。
分布式光伏发电项目工业应用
3.居民应用
居民区有大量的可用屋顶，包括自有住宅屋顶、蔬菜大棚、鱼塘等，居民区往往处在公共电网的末梢，电能质量较差，在居民区建设分布式光伏系统可提高用电保障率和电能质量。
分布式光伏发电项目居民应用
五、分布式光伏发电项目补贴政策与如何获得补贴
国家针对分布式光伏发电出台了“度电补贴政策”，就是按照光伏系统所发出的电量进行补贴，其特点是“自发自用，余电上网”，即自发自用的光伏电量不做交易，国家按照自用电量给与补贴，富余上网电量除了电网企业支付的脱硫燃煤火电机组上网标杆电价外，也享受国家的度电补贴，目前的补贴标准是每度电补贴0.42元。
电网企业负责指导项目单位开展分布式光伏发电项目的并网运行调试和验收，与项目单位签订购售电合同。电网企业对分布式光伏发电项目的全部发电量和上网电量分别计量，对全部发电量向项目单位转付国家补贴资金，上网电量由电网企业按照当地脱硫燃煤火电标杆电价收购。
六、分布式光伏发电项目的申请
1.申请范围
项目发电就地利用，10千伏及以下接入，单并网店容量不超过6兆瓦。
2.申请并网流程
分布式光伏项目业主准备好相关资料后，向地市或县级电网公司客户服务中心提出接入申请，项目业主向客户服务中心提出并网验收和调试申请，电网企业将完成电能计量表装置安装、购售电合同及调试协议签订、并网验收及调试工作、之后项目即可并网发电。
3.自然人和法人申请分布式并网分别需要如下资料：
（1）自然人申请需提供资料：经办人身份证原件及复印件、户口本、房产证等项目合法性支持文件。
（2）法人申请需提供资料：1.经办人身份证原件及复印件和法人委托书原件。2.企业法人营业执照、土地证等项目合法性支持文件。3.政府投资主管部门同意项目开展前期工作的批复（需批准项目）。4.项目前期工作相关资料。
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责任编辑：陈卓阳
分布式光伏电站选址需要考虑哪些技术问题
分布式光伏电站选址需要考虑技术问题有：
1、建筑物的高度：太高的建筑，是不适合安装的光伏组件的。为什么呢，原因有三：
1）光伏组件单体面积大，越高风荷载越大；
之前，很多省份出台了太阳能热水器安装的管理规定，要求12层以下的建筑必须安装太阳能热水器
12层的建筑大概40m，风速、风压会高于地面。与太阳能热水器比起来，光伏阵列的单体面积大的多，风荷载也会大很多。
目前，并没有说多高以上的建筑不能安装，但高层建筑上安装，一定要充分考虑风荷载，算算支架和基础的抗风能力和承载力。
2）施工难度大，二次搬运费用高
施工时，光伏组件和汇流箱是要运到楼顶的。采用吊车吊还是人工搬运？这要看建筑物周边的具体情况。但毫无疑问，建筑物越高，二次搬运费用越高。
3）运行维护费用高
光伏项目不是装在屋顶上不用管，就只等着收钱的项目。检修、清洗、更换设备等等，建筑物越高成本就越高。
基于以上三个原因，不建议在高层建筑上安装开展光伏项目。
2、屋顶的可利用面积
屋顶的可利用面积直接决定了项目规模的大小，而规模效应直接影响项目的投资、运行成本和收益。
如果建筑物的所有者在自己的屋顶建设项目，采用现有工人代维的方式，不设单独的运维人员；项目所发电量直接被使用，收益不需要分享。这种情况，规模小点是可以接受的。
如果电力公司开展投资项目，就必须要综合考虑项目的投资规模效益、后期运维、收益分享模式等因素，进行项目收益测算。
考虑可利用面积时，要充分考虑女儿墙、屋顶构筑物和设备的遮挡。我曾见过女儿墙约1.5m的屋顶，周边都是广告牌的屋顶，布满中央空调和太阳能热水器的屋顶。年份越久的屋顶，可利用面积的比例越少。一般1万m2的可利用面积，彩钢瓦我会按800kW考虑，混凝土按600kW考虑。
3、屋顶的类型与承载力
常见的屋顶类型分混凝土和彩钢瓦两种（也有瓦房屋顶，但不常见，暂不考虑），未来设计中将采用不同的技术方案。
分布式光伏电站选址考虑的问题（图表）
由于采用不同的基础形式和安装方式，屋顶所承受的恒荷载和活荷载的计算方法也是不一样的。
另外，混凝土屋顶需要考虑原有的防水措施，彩钢瓦要考虑瓦型、朝向等因素。
4、屋顶的年限
混凝土屋顶的使用年限较长，一般情况下能保证光伏电站25年的运营期；而彩钢瓦的使用年限一般在15年左右，这样就需要考虑一笔电站转移费用了。
3、接入方式和电压等级
接入方式分单点接入和多点接入；电压等级一般分380V、10kV和35kV。对于不同接入方式、电压等级，电网公司的管理规定是不一样的，如：
电网公司接收接入申请受理到告知业主接入系统方案确认单的时间为：单点并网项目20个工作日、多点并网项目30
个工作日。
以380
V接入的项目，接入系统方案等同于接入电网意见函；以35
kV、10
kV接入的项目，则要分别获得接入系统方案确认单、接入电网意见函，根据接入电网意见函开展项目备案和工程设计等工作，并在接入系统工程施工前，要将接入系统工程设计相关资料提交客户服务中心，根据其答复意见开展工程建设等后续工作。
什么是分布式光伏发电？
分布式光伏发电是指建设在地面或者屋顶的光伏电站。分为离网型和并网型光伏电站，以户用光伏发电为例子，就是典型的分布式光伏发电站。现在很多地区比如山东、河北、河南都是分布式家庭光伏电站的安装大省，占全国的80%。
家庭分布式光伏电站系统主要由光伏组件、逆变器、光伏并网箱、支架等系统构成，其中核心是光伏组件（太阳能光伏板）以及光伏逆变器（将直流电变为交流电）。
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什么是分布式光伏发电系统?
光伏分布式发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。然而分布式发电对如何最大化太阳能发电量、如何保证电网安全也提出了严格要求，这一过程光伏逆变器的功能性和稳定性也显得异常关键。
分布式发电系统中光伏发电的关键技术
对于以上各种光伏发电结构，不论是需要与主干电网并联运行的荒漠电站和光伏一体建筑，还是与储能设备和其他能源联合发电的独立光伏电网，都具有分布式发电的特点。
在分布式发电系统中，光伏发电相关的关键技术和研究热点有：
1． 适应光伏发电的电力电子变换器
目前常用的并网光伏逆变器大多采用DC-DC-AC的双级结构。这是因为光伏阵列提供的直流电压普遍低于要求的交流输出电压，而DC-AC变换电路中，应用最广泛的全桥逆变器和半桥逆变器均属于Buck型，瞬时输出电压总低于输入电压，只能实现降压变换。为此，一般在桥式逆变电路前增加一级可升压变换的DC-DC变换器，将输入直流电压升高。并且，由于光伏阵列的直流电压典型值比交流电压峰值低很多，DC-DC变换器应当具有高的电压增益。可以用有高频隔离的间接DC-DC变换器达到上述要求，这也同时可以满足电气隔离要求。当然，可以在桥式逆变电路后增加工频升压变压器，在提供电气隔离的同时提高电压等级。双级结构的光伏并网逆变器虽然能够灵活适应各种输入输出电压指标，还具有更高的自由度等级(即更多的可控变量)，可同时实现多种功能(例如，电气隔离，MPPT，无功补偿，有源滤波，等)，但功率级的数量增多，将降低整体的效率，可靠性和简洁程度，增加系统开销。为此，目前逆变器研究的一大发展趋势，就是直接将多功率级的系统架构整合为单级系统，即所谓单级逆变器。
储能元件是光伏系统重要的组成部分。针对各种储能元件的特点，找到合适的电力电子变换器结构，也是光伏发电中重要的研究热点。
研究适应光伏发电的电力电子变换器的重点是使光伏系统在整个工作范围内均能实现高效率、高功率密度和高可靠性的运行。
2． 网络拓扑结构及其优化配置
包括太阳能在内的可再生能源的能量密度低，随机性强，由其构成的分布式发电系统的网络拓扑结构与传统的集中式发电系统的网络结构有显著的区别。在此方面，应根据对当地可再生能源的分布预测、随机性与可用性评估、负荷水平评估，提出基于可再生能源的分布式发电系统的网络拓扑；研究分布式发电系统中母线电压的形式(交流或直流)、大小、频率(对于交流形式)等物理量的选择方法；提出该分布式发电系统中对太阳能光伏发电单元、风力发电单元、多元复合储能单元(含飞轮、超级电容和蓄电池)的容量配置方法，以降低系统成本；研究分布式发电系统中各种电力电子变换器的配置及其输入输出电压、功率等级的选择。
3． 分布式发电系统并网控制
由于分布式发电系统具有多能量来源、多变流器(主要是逆变器)并网的特点，因此必须对其并网控制进行研究。在此方面，包括：针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统，研究其并网运行时相互耦合影响的机理和并网协调控制问题；研究独立运行时多个逆变器的电压和频率的协调控制，以实现动态和稳态负荷的合理分配；针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统，研究合适的并网、独立控制模式和协调一致的切换控制策略；研究柔性并网、暂态过程以及分布式发电系统对电网或本地负荷的冲击影响等问题；针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统的特点，开展适合并网逆变器的无盲区孤岛检测方法和防伪孤岛技术研究。
4． 分布式发电系统的能量管理
针对分布式源(DR)的随机性、分布式发电单元的投切、负荷变化、敏感负荷对供电可靠性和电能质量高要求、分布式发电系统附近配电线路拥塞、分布式发电系统与电网之间的供购电计划等问题，研究分布式发电系统各种运行方式下分布式发电单元、储能单元与负荷之间的能量优化，满足经济运行的要求；针对分布式发电系统并网和故障解列时的能量变化，研究分布式发电系统运行方式变化时的能量调度策略，满足分布式发电系统运行方式切换的要求。
5．光伏系统的安全性和可靠性问题
在分布式系统的相关并网规范中，对各发电单元的端口特性提出了具体的要求，为此，需要分析分布式发电系统的稳态及动态特性，包括不同分布式发电单元以及分布式发电系统并网端口特性。稳态情况下主要包括：有功、无功、电压、频率和谐波等特性，考虑到分布式发电高度随机性，还要研究这些特性随时间变化规律。具体到光伏系统，目前遇到的最大安全性和可靠性问题包含以下几个方面：并网逆变器的直流分量注入问题；光伏并网单元的对地漏电流问题；孤岛及其检测技术问题。
什么是光伏发电？什么是分布式光伏发电
分布式光伏发电项目是指位于客户所在地附近，不以大规模远距离输送电力为目的，所生产的电力以客户自用和就近利用为主，多余电力送入当地配电网的光伏发电项目。
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