分布式光伏发电安装设计与展望

分布式光伏发电安装设计与展望

贺明吴爽

（广东电网公司珠海供电局广东珠海519000）

摘要：光伏发电近年来快速发展，国内外均制定了相应的光伏发展计划，并投资进行了技术的开放和加速工业化进程。国内自2013年光伏发电连续3年新增装机容量超过1000W千瓦时，截至至2016年，光伏发电累计装机容量已经达到约4500万千瓦，成为全球第一。此外，国内光伏的相关产业出口量也达到世界前列。

关键词：光伏；计量；安装设计

1.前言

为鼓励和扶持光伏产业的发展，中国政府相继出台了一系列文件。同时，各省、市地方政府，依据中央部门的政策精神，出台了关于光伏产业的地方性政策文件。这些政策文件规定了从项目初始投资补贴、税费贷款优惠、项目用地安排等各方面政策，对光伏产业发展起了重要的推动和保障作用。一是形成了包括国家基础规定和地方补充规定相结合的政策体系，既反映了国家的原则要求，也照顾了各地的实际，源于贯彻实行和调动地方积极性。二是政策内容涵盖了从初始投资补贴到光伏电站补贴、分布式光伏补贴、税收优惠、配套服务等各项内容，是一种“组合式”的政策激励，对光伏产业的发展提供了系统的政策支持。

光伏发电的主要原理就是半导体的光电效应，按系统分类主要分为三类：独立光伏发电、并网光伏发电、分布式光伏发电。现笔者结合一个实际工厂案例来研究分析分布式光伏发电中计量安装与设计的问题。

2.实际项目设计

2.1设计范围及项目概括

珠海某公司光伏发电节能改造一期项目位于珠海金湾区的该公司厂房屋顶，项目共分两期建设，一期发电容量为2.805MWp，规划二期发电容量约1.60MWp。一期项目预计2015年6月底投运。本报告仅涉及一期项目接入方案，根据项目所在地及近区电网情况，提出本工程拟采用380V电压等级并网，接入系统方案为分布式光伏电站通过3回380V线路接入公司电房380V母线。

2.2近区电网分析

根据相关资料，公司厂房目前由周边220kV八一变电站供电，该供电线路线路采用电缆敷设，总长度为6.5km，三芯电缆截面为300mm2。厂房区内设有专用10kV配电装置，经10kV电缆线路深入到负荷中心，经过10/0.4kV变压器进行电力分配。工厂最大用电负荷约6.28MW。拟建的光伏发电项目一期发电容量为2.805MWp，最大上网能力为2.805MWp，在上级变电站主变容量的25%以内，电网具备接纳能力。

2.3接入系统方案拟定及计量点设置方案

根据现场收资情况，结合配电房负荷及变压器布置情况，光伏电站本着“自发自用、就地消纳、余电上网、电网调节”的原则，并兼顾节约资源、工程可行性、电网安全等方面的要求。现场以三回线路介入该厂房配电房的#1、#2、#3号变压器，分别增加1组开关、1套计量装置、3台电流互感器和3台低压避雷器。

接入系统方案示意图如左图所示。根据本项目接入系统方案及接入点现有关口计量点设置情况，对各并网点分别拟定电能计量方案，具体如下：光伏发电项目发电侧380V计量点设置在厂房配电房380V母线侧各并网点处，10kV计量点设置在配电变压器高压侧。根据《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T5137-2001及《广东电网公司电能计量装置技术规范》的有关规定执行，电能计量设备配置要求如下：

本项目计量关口点设置：厂房配电房高压室进线计量柜。

本项目计量考核点设置：厂房光伏电站3个并网点。

关口点电能表按双表配置，考核点电能表按单表配置。3个并网点增加3面计量箱分别安装于3台箱式变内，用于布置并网点电度表、计量电流互感器。

在安装过程中，根据相关文件指示，按照规程要求配置电能计量装置和计量自动化终端，具备正反向计量功能、分时计量功能和整点电量冻结功能，具备电流、电压、功率、功率因数测量及显示功能，采集信息及时反馈给项目业主。其中，规定电表正向为计量工厂电网用电量，电表反向计量用户光伏上网电量。

2.4电能质量分析

根据《光伏发电站接入电力系统技术规定》及《光伏系统并网技术要求》的规定，光伏系统向当地交流负载提供电能应受控，在电压偏差、频率、谐波和波形畸变、和功率因数方面应满足实用要求、符合标准。出现偏离越限情况，系统应将光伏系统与电网安全断开。项目按推荐的方案接入系统后，并网点的电压允许偏差满足GB/T12325的要求：（a）、20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%；（b）、220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%、-10%。且并网点的谐波电压小于3%，完全满足标准规定的谐波电压限值（5%）。

2.4电量平衡

根据该公司现有的运行情况，全年用电负荷均大于发电出力。

光伏项目接入厂区供电系统后，按照当前用电量测算，全年所发电能全部被就地消纳295.086万kWh，目前暂无余电上网电量，且仍需从电网购电3953.14万kWh。但是考虑到远景用电负荷以及光伏发电站发电容量的不确定性，可能有盈余电力上网电量。

2.5并网对电网的影响

该公司厂房分布式光伏电站所发电力分两个方向：一是供给车间用电负荷，二是升压送入电力系统由于光伏发电项目一期发电容量较低，目前无论是在用电高峰时还是在用电低谷时，低压侧负荷均可将分布式光伏电站所发电力全部就地消纳，另外仍需由电力系统向其供电。

即使是光伏电站接入后，对电网电压的影响均在规定范围内，且注入公共连接点谐波也符合规范要求，由于电房无功补偿装置配置容量充足，且逆变器基本无功率损耗，因此不会对电力系统产生不利影响。

3光伏发电未来展望

中国光伏产业的发展虽然严重依赖政府补贴，但随着技术的提高，规模的扩大和经营的改善，光伏发电成本也在逐步下降。包括中国政府在内的各国政府都不可能无休止地对光伏发电实行补贴。随着光伏行业的大力扩张进军，规模只增不减这种发展趋势必然会致使政策补贴力度逐步下降，光伏行业仅仅依靠政府扶持的时代已经过去，光伏企业应该着力提升光伏电站的质量以及技术含量，提升自我应战的软实力更为重要。

参考文献

[1]熊利民.计量在太阳能光伏产业上的应用[J].上海计量测试,2010（2）.

[2]陈建功.光伏计量现状和发展方向的研究及展望.质量技术监督研究,2012(2)

作者简介

姓名：第一作者：贺明（1990.04--）；性别：男，籍贯：湖南省人，学历：本科，毕业于华南农业大学；现有职称：助理工程师；研究方向：用电计量。