集聚太阳的能量——省公司分布式光伏发电及微网运行控制项目探析

文 Article_宋立新

屋顶太阳能发电装置

也许你曾看过无数憧憬未来生活的科幻电影，但可能未曾想过，在自家的屋顶建一座小型太阳能发电厂，发的电不仅够自己用，多余的还可以并入电网而从中受益，当电网出现故障时，自家所发电能还可以满足供电可靠性方面的需求。实现这一梦想的关键在于一种叫做“分布式光伏发电及微网运行控制”的技术。

徐云天忙卸掉硬盘藏起来。一会儿徐河进来，要开电脑，徐云天说电脑坏好长时间了。徐河冷笑一声，将儿子推到一边，鼓捣一会儿，确信电脑不能用才作罢，狐疑地撂下一句：“你有精力的话，多干点正事。”

目前，在国家电网公司发展坚强智能电网的大格局中，省电力公司正在开展此项技术试点项目建设，规划建设方案已通过评审。不久的将来，上述如科幻影片一样的情节即将走进你的现实生活。

光伏发电的喜与忧

太阳能是取之不尽、用之不竭的能源。为促进低碳经济的发展，以光伏发电为主的太阳能利用快速兴起。光伏发电机组是一种特殊的发电设备，从环境保护和可再生能源利用的角度考虑，扩大光伏发电的规模十分必要。同时，在用电侧就近利用分布式光伏电源，是大电网远距离传输电能的有效补充。

但是，光伏发电本身具有不同于常规电源的随机性和间歇性特点，使得其并网运行对电网的电能质量和安全稳定运行构成一定的威胁。一方面，光伏功率的注入改变了局部电网的潮流分布，对局部电网的电压质量和稳定性有很大影响，限制了光伏发电接入系统的方式和规模。另一方面，光伏发电的原动力可控性不强，是否处于发电状态以及出力的大小受限于大气状况和光伏系统的性能，日出日落以及天气阴晴等因素，会直接导致光伏发电的出力产生波动性和间歇性。从电网的角度看，并网运行的光伏发电相当于一个具有随机性的扰动源，随时可能对电网的可靠运行造成影响。

在智能电网技术研究中，国家电网公司启动了分布式光伏发电及微网运行控制项目，研究分布式光伏电源对配网的影响，掌握分布式发电、储能接入与微网运行控制技术，积累微网运行经验。

据统计，我省太阳能平均年日照数为2113小时，太阳能资源年理论储量每平方米1315千瓦时，每年每平方米地表吸收的太阳能相当于162千克标准煤热量。

近两年，国家电网公司作出了发展坚强智能电网的部署。在业界，智能电网被称为“电网2.0”。与传统的电网相比，其看起来更像因特网，可以接入大量的分布式清洁能源，并整合利用电网的各种信息，进行深入分析和优化，对电网更完整和深入地洞察，使整个智能电网“生态系统”更好地实时决策。

省公司试点研究起步

难道真的是杜朗吗？一个被刺穿心脏，火化之后的人，真能回来吗？罗恬不敢再想下去了，无边的恐惧让她浑身冰凉。

⑤⑥⑨⑩⑪Hoffmann － Riem，Grundlagen des Verwaltungsrechts，Bd．I，Muechen 2006．§19，Rn．114．

分布式光伏发电及微网运行控制项目是国家电网公司坚强智能电网第二批试点项目之一。在实施过程中，省公司被选为试点，重点结合河南财政税务高等专科学校（河南财专）光伏发电示范工程开展技术研究。

医院要加强与当地交通管理部门的沟通合作，在早晚车流高峰期由交通管理部门派交警在医院外围道路进行交通疏导和指挥，加大对医院周围违章停车等行为的处理，通过警察执法的权威性来保障医院区域交通秩序的持续稳定。

河南财专微网中具有相对完备的小型电力系统的基本内容，包括光伏电源、储能电源、用电负荷、控制单元和保护单元等。由光伏、储能和用电负荷组成微网，可以实现从并网到离网、从离网到并网的平滑过渡。

针对河南财专光伏发电工程，项目组将采用分布式发电、储能接入与微网运行控制技术，研究分布式光伏电源对配网规划、网损、潮流、电能质量、继电保护等方面的影响，并将建设200千瓦时储能系统和配套微网控制系统。

河南财专位于郑州市郊区，总建筑面积34万余平方米，符合利用太阳能光伏发电的总建筑面积近16万平方米。经实地测量，可开展太阳能屋顶利用面积超过4.3万平方米，屋顶开阔平坦，坡度小于3%，且无杂物堆积和其他设备存放，光伏发电装机容量最大峰值可达2兆瓦，一期项目装机0.511兆瓦。

为促进光伏发电这一战略性新兴产业发展，去年国家启动了“金太阳”示范工程，省政府积极响应号召，已批复示范工程（用户侧并网光伏发电项目）33项，容量共计21.49兆瓦，河南财专光伏发电工程是其中之一。

希望将在此变为现实

省公司分布式光伏发电及微网运行控制项目承载着我国光伏发电产业发展壮大的希望。该项目将成为国内首个完整实现微电网运行状态监控、分布式发电接入微网控制、间歇性能源发电预测、功率分配调度与发电控制、电能平衡和负载控制的应用平台，为分布式电源发展提供规范化、标准化依据。

微网作为分布式发电设备接入和管理的一种有效形式，可从根本上改变传统的应对负荷增长的方式。项目组将在河南财专建立起一套微网，供电范围为7栋宿舍楼和学生食堂。

根据我省的环境条件，项目组初步判定将来太阳能发电主要以屋顶并网发电为主，接入系统的方式主要为分布式电源接入配电网方式。据预测，我省总计可用于光伏发电的屋顶面积达20亿平方米，建筑物南立面墙近2.5亿平方米，预计可装机容量超过400万千瓦。

按照设计原则，当微网内的光伏发电大于负荷需求时，储能系统将多余光伏发电存储，尽量减少光伏发电向系统的上一层穿透。在用电高峰期，储能系统向微网中的负荷供电，在用电低谷期，储能系统可以自动蓄能充电。

目前，有关厚萼凌霄的研究大多集中在园林绿化、药用价值和栽培技术等方面[5-6]，有关厚萼凌霄生理学特性的研究还处于起步阶段[7]，尚未见到有关厚萼凌霄种子对盐碱胁迫响应方面的研究成果。本实验旨在通过不同浓度的海水对厚萼凌霄种子的盐胁迫的研究，观察厚萼凌霄种子萌发的情况，探究厚萼凌霄种子对盐碱土地的耐受能力，为探索在盐碱地、盐渍化土壤中种植厚萼凌霄的科学方法，充分利用其绿化价值提供理论依据。

储能系统的另一个功能是应对大电网停止供电等突发情况。项目组在方案设计中设定了一种状况——在夜间无光伏发电且出现大电网停止供电。这时，保证河南财专学生宿舍照明是关键。

该校共有1100间宿舍，每间宿舍照明负荷为40瓦，那么总照明负荷约为45千瓦。需要应急照明时段按从18时到23时计算，再综合考虑其他因素，储能系统则需储备200千瓦时电能，因此建设200千瓦时储能系统完全可以应对上述突发情况。

近日，省公司分布式光伏发电及微网运行控制试点工程技术方案顺利通过国家电网公司评审，即将进入实施阶段。到明年下半年，项目组将以河南财专光伏发电示范工程为依托，全面完成相关技术研究，届时，该项目所承载的希望将变为现实。