摘要：电能是世界应用较多的能源之一，而电能的产生来自其他能源的转化，比如热能、光能、风能等。分布式光伏发电特指在用户场地周边建设，采用光伏组件将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统，运行方式以用户侧自发自用、余电上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施，是一种新型、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式。

关键词：分布式；光伏发电；并网技术

在分布式光伏电站设计工作开展过程中，设计人员需要注重明确建设条件，结合厂房建设位置、地理环境及气象特征，对光伏电站设计方案进行不断优化。为进一步降低分布式光伏电站期间各类资源消耗量，实现分布式光伏电站综合效益最大化的目标，还需要注重分布式光伏发电控制系统设计工作，加大实际设计管控力度，使光伏电站内各项设备既能够实现高效运行目标。

1 分布式光伏发电项目的综合投资和风险因素

1.1 自然环境条件的因素

分布式光伏发电过程中，通过顶端安装光伏阵列后，将太阳能转换为直流配电发电方式。通过光伏照射，在一定条件下达到既定的要求。分布式光伏发电设备因长期暴露在环境下，光伏组件和逆变器等的整体安装质量，直接影响光伏电站的运行水平，直接决定了整个电站的发电效率。分布式光伏发电站建设过程中，需要充分考虑自然环境的风险因素，结合建设地质、太阳光的照射情况，当地的风荷载，雪荷载等，对项目做综合评估，判断光伏发电项目的自身情况，在建设中规避降低自然因素给项目带来的风险。

1.2 市场因素

分布式光伏发电项目配置过程中，需要在建设项目前需要做好盈收评估。依据用户侧历史用电情况，未来的行业前景，判断用户未来电量的消纳情况，综合测算分布式光伏电站发电综合电价，测算电站未来的经营盈利走势。电价因素分析中，需要综合考虑分布式光伏用户签约电价，用电的消纳比例，未来上网电价的价格趋势。电费在统计结算过程中，需要依据企业实际消纳进行分析，如企业经营出现困难生产经营出现异常，将导致电站自用消纳比例大幅下降，极端情况如果企业出现拖欠费或者产生无法收取电费的情况，将会大大影响分布式光伏发电项目的收益。

1.3 政策因素

随着深入践行碳达峰、碳中和使命，国家及地方政府陆续出台一些政策鼓励绿色能源发展，目前对分布式光伏最为直接的政策就是各个地方政府的整县制开发。整县制开发依据政府要求一般开发规模大，速度快，搭配产业配置等，需要根据政府要求确定开发规划，推进时间，投资规模等等。推进过程中需取得政府政策的支持，快速借助政府政策扶持条件，加强落实项目进展。

2 分布式光伏发电项目的电能计量影响因素

2.1 光照强度变化

光伏发电是依靠太阳能来发电的，因此光照强度变化是影响分布式光伏发电项目电能计量的主要因素之一。光照强度变化对分布式光伏发电产生的能量产生直接影响，一般情况下，光照越强，产生的能量就越多。但是，由于气候、季节变化等原因，光照强度并不是一成不变的，这就需要对分布式光伏发电项目进行细致的监测和计量。

2.2 气温变化

气温变化也是影响分布式光伏发电项目电能计量的一个重要因素。气温越高，则光伏电池板的电压就越低，同时也会加快光伏电池板的退化速度，导致发电效果下降。因此，气温变化也需要对分布式光伏发电项目进行监测和计量。

2.3 设备维护与损坏

对于任何一种发电设备而言，设备维护与损坏都是不可避免的事情。如何把设备的维护和损坏问题尽可能降到最低，则是影响分布式光伏发电项目电能计量的第三个重要因素。

2.4 合同签订

在进行分布式光伏发电项目电能计量时，合同的签订是不可或缺的环节。分布式光伏发电项目有多种签订合同的方式，例如长期购电合同、投资回报合同、推广合同等。

3 中国光伏产业的发展现状

在过去10多年的迅猛发展中，中国光伏产业的全产业链已完全实现自主知识产权，是中国在未来实现能源革命的重要源动力之一。在“双碳”目标的引领和指导下，中国的光伏产业在技术研发、生产制造、产业规模，以及降低绿色溢价（就电力而言，绿色溢价是指从非排放源中获得所有电力的额外成本，非排放源包括风能、太阳能、核能，以及装备有碳捕获设施的燃煤电厂和燃气电厂等）等方面均取得了举世瞩目的成绩。光伏发电主要包括集中式光伏发电和分布式光伏发电两类。集中式光伏发电一般为大型地面光伏电站，其特点是将所发电能直接传输至主干电网，并由主干电网统一调配；分布式光伏发电主要指小型分散式光伏电站，其应用形式主要为屋顶分布式光伏发电。集中式光伏电站的投资大、建设周期长、占地面积大；而分布式光伏电站的投资小、建设周期短、政策支持力度大且选址自由等，这些因素都使分布式光伏发电在近些年得到了大力发展。由于集中式光伏发电对场址条件的要求高，在中国通常都建设在人烟稀少且光照资源丰富的西北地区，与用电需求大的长三角、珠三角地区距离遥远，输电过程中造成巨大的电能运输损耗，而分布式光伏发电则有效解决了电能长途运输的损耗问题；此外，分布式光伏发电还可将光伏发电组件作为建筑施工材料与建筑物表面相结合，从而可以节约光伏发电系统的占地面积。考虑到中国的光伏发电资源和负荷中心的地理分布存在矛盾，为进一步解决光伏消纳并减少“弃光”等问题，中国各级行政单位及地方政府在2014年后陆续出台了鼓励和支持分布式光伏发电发展的法规政策及配套补贴管理办法。2014年成为分水岭，从这一年开始，分布式光伏发电的发展趋势开始超越集中式光伏发电的发展趋势。

4 分布式光伏发电技术改进措施

4.1 光伏发电并网控制技术的应用

分布式光伏发电系统是将多个光伏发电系统结合的一种发电方式，因此会有很多电源系统接入到电网当中，其电能来源也较为广泛，虽然这样能够让发电容量得到增加，但同时也增加了更多的电力通道，电力通道的增设就避免不了电缆长度的增加，这也就导致在运行期间容易发生更多的安全隐患。只有不断完善并网控制技术，才能让分布式光伏发电更加稳定，也能保证其运行的安全。在并网控制技术应用过程中主要需要对电压与频率进行控制，这种控制方法需要依靠并网控制系统的独立运转来实现，这是一种较为有效地控制电压与频率的方式。电能是由多个分布式光伏发电系统来提供的，因此在发电系统运转过程中需要利用并网控制技术对电网进行加强规范性管理，保证电网能够更加安全，也能让发电系统更平稳地运行。最后也要对分布式发电系统电能质量进行检测，保证无盲区地检测，这样才能发现光伏发电系统存在的问题，也能及时对并网电气性能指标进行研究，从而保证并网控制技术的有效应用。

4.2 光伏方阵的设计

在当下运行的分布式光伏发电系统中，相对常见的建筑载体是水泥材质屋顶和彩钢化屋顶。相比于彩钢化屋顶，水泥材质屋顶具有更强的负载能力，在合理调节阵型倾斜角和间距的基础上，光伏发电系统能在此类载体上发挥最大应用价值，为建筑提供更丰富、优质的电力。但需注意的是，水泥材质屋顶的使用大多依托于多种附件的帮助，在实践阶段，其可被利用的面积远远小于彩钢化屋顶。因此，现阶段，在彩钢化屋顶进行平行铺设的分布式光伏发电形式相对常见。随着分布式光伏发电系统组件温度的上升，开路电压会减小，若组件温度下降，开路电压会上升。为了让逆变器充分适应极端的工作环境，设计人员在设计光伏方阵时，必须全面考量区域内的极限温度，并在此基础上明确最优的串联元件数量和元件电压值。

4.3 加强对发电系统运行的管理

分布式光伏发电并网系统的运行主要有监控控制以及智能控制这两种运行管理方式，监控控制实行时间较久，具有较为成熟的管理经验，而智能控制运行管理，近些年随着信息技术的不断发展也在不断完善，对运行的管理也有着独特的优点。对于监控控制运行管理来说，就是通过上级调控监控中心对发电系统进行一定的控制，这一管理运行的方式需要人工较多，并需要对相应的数值进行采集，保证光伏发电并网的功率值、设备运行温度、辐射强度等进行检测，并保证所有指标符合标准，如果发现异常能够结合技术人员，对故障问题进行快速锁定与维护。对于智能控制运行管理来说，更多是依靠大数据与动态监控技术进行结合。如果在恒压运行阶段，逆变器的直流母线电压没有变化，但是电压值却在开路电压的70%作用，这就需要利用大数据，对多组数据进行分析与排查，然后连续不断的调整各个指标，让并网结合电力系统完成控制运行的命令，可以减少人员的操作，也能加强发电运行作业的高效性。

5 分布式光伏发电项目接入系统的审查

5.1 电力电量平衡

光伏发电项目的发电量与接入10kv/380v线路负荷的电力电量平衡情况：根据接入的10kv/380v线路历史负荷数据，重点审查光伏发电量出现最大值时，线路负荷与光伏发电量的电力平衡情况。如果线路负荷≥光伏发电量，说明光伏发电量能够就地消纳，即光伏电站发出的电量不需要通过10kv或380v线路送到变电站10kv或配电站380v母线、配电台区进行电力电量平衡。如果线路负荷＜光伏发电量，说明光伏发电量不能够就地消纳，即光伏电站发出的电量要通过10kv或380v线路送到变电站10kv或配电站380v母线、配电台区进行电力电量平衡，此时要重点审查变电站10kv母线上所接的所有10kv线路或配电站380v母线所接的所有380v线路、配电台区，光伏发电量出现最大值时，线路总负荷与分布式光伏发电量的平衡情况。若母线上所接10kv/380v线路的总负荷不能与分布式光伏的发电量平衡，还需要穿越变电站、配电站主变，配电台区变压器，用更高电压等级的负荷进行平衡，那就说明接入方案、接入点选择不合理，要重新选择、制定接入系统方案，调整接入点。此部分的数据是接入系统方案制定、接入点选择、一次、二次设备校验、保护配置等的依据，因此本部分内容的审查是分布式光伏发电项目接入系统的重中之重。

5.2 一次、二次设备校验

（1）根据电力电量平衡情况，结合项目的不同接入方式，一次设备重点校验以下内容：并网母线及线路导线的安全载流量、开关设备的额定电流、热稳定电流、CT变比等是否满足光伏发电项目接入需要。

（2）分布式光伏发电项目接入后，保护配置、自动装置配置、保护整定值等是否满足要求。不能满足分布式光伏发电项目接入的设备，是否安排了设备改造，设备改造方案及其停电影响分析、负荷转移措施等的内容要完备，针对性要强，措施要具体、可行。如果分布式光伏发电项目采用通过10kv或380v系统接入，利用变电站、配电站（箱变）、配电台区变压器升压后，再与10kv系统并网的方式，还要重点审查该配电站（箱变）、台区变压器的主变参数校验情况，主变必须满足降压变与升压变互相转换的运行要求。如果分布式光伏发电项目的电量不能在并网10kv/380v线路就地消纳，需送至变电站10kv母线或配电站380v母线进行平衡的，除重点审查以上内容外，还要对变电站、配电站母线、母线上所有线路的一次、二次设备校核情况进行审查。

（3）分布式光伏发电系统的防孤岛检测和保护分布式光伏发电系统逆变器是否具备快速主动检测孤岛和检测到孤岛后立即断开与电网连接的功能。接入10kv的分布式光伏发电项目，是否形成了双重检测和保护策略。电网设备故障时，分布式光伏发电设备对电网设备的影响分析，防止光伏发电系统向故障设备倒送电的技术措施是否满足要求。

6 结束语

作为现阶段较为常见的节能减排技术手段，光伏发电技术的应用已趋于成熟，分布式光伏发电系统的应用和建设不仅能满足清洁可再生太阳能转换为电能的需求，同时也能降低环境污染，实现生态环境保护，为能耗的降低打下良好基础，相关单位必须高度关注分布式光伏发电系统的应用。

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（作者单位：中国水利水电第十一工程局有限公司）