西藏无电地区离网光伏电站应用现状及建议

王俊乐

（西藏自治区能源研究示范中心，西藏 拉萨 850000）

0 引言

西藏地处“世界屋脊”，许多地区平均海拔超过3000米。太阳能资源丰富，空气稀薄，透明度好，年日照时间大部分地区为3000小时以上，年太阳能辐射均达6000～8000 兆焦／平方米。西藏的日照时数也是全国的高值中心，为中国东部沿海地区的1.5～2倍，地域上自东向西递增形势分布，年变化呈峰型，直接辐射占总辐射比例全年的56%～78%，夏季可达71%～88%，资源优势明显[1]。

表1 西藏自治区太阳能资源统计表

西藏地广人稀，电力设施建设相对落后，电力发展水平缓慢，特别是西藏无电地区，由于电网无法覆盖，农牧民的用电问题突出。自20世纪80年代起，西藏自治区党委和政府把农牧区能源基础建设作为改善民生的一项重要工作来抓，在中央的特殊关怀和自治区的大力支持帮助下，综合考虑东中西部各县地理位置、自然环境、人口分布等综合因素，分别采取藏中电网、小型水电、光伏电站和户用系统等方式，以解决农牧区用电问题。

西藏的太阳能光伏的利用，从经济性和实用性考虑，通常采用两种做法：一是对居住比较集中县、乡（镇）和村落（原则上是集中居住的农牧民在20 户以上），一般采用离网光伏电站集中供电；二是对农牧民居住分散的区域（20户以下），通常采用离网光伏电站逐户解决[2]。

本文将以离网型光伏电站在西藏应用现状进行探讨，并提出其在推广应用中面临的问题以及解决问题的几点建议。

1 西藏离网光伏电站的推广现状

1.1 离网光伏电站原理及构成

离网光伏电站主要由太阳能组件，离网控制器，离网逆变器，蓄能系统等主要设备组成。白天时，太阳组件在太阳光的照射下产生电流；离网控制器把控制电流给蓄能系统充电，同时，离网逆变器把直流电逆变成交流电为负载侧供电。夜晚时，储能蓄电池组中电量通过离网逆变器为负载侧供电。蓄能系统对整个系统起到调节电量、稳定输出的作用，同时，在保障负载日常用电的同时，也能保证连续两天阴雨天时的正常用电[3]。离网光伏电站原理及构成如图1所示。

图1 离网光伏电站原理及构成

1.2 离网光伏电站在西藏的推广情况

21 世纪以来，在党中央、国务院的高度重视和西藏自治区党委政府的领导下，西藏自治区的能源问题有了较大的改善，特别在解决无电地区的农牧民用电问题上，在新能源利用特别是太阳能利用方面取得了可喜的成绩，为广大农牧民解决了生活照明和一部分用能等问题，并为保护西藏高原地区生态环境，开发清洁能源作出了贡献。

在离网光伏电站的推广方面，从20 世纪90 年代初开始，西藏陆续开展了一些推广和示范工作，先后实施了“西藏光明工程先导项目”“科学之光计划”“送电到乡”“金太阳工程”等项目，包括国际援藏项目，基本解决了无电地区人口的用电问题。

离网光伏电站容量从开始的1千瓦到目前应用的上百千瓦，跨越了短短20年的时间。从当初的解决基本照明用电问题，到如今能解决农牧的基本生活用电问题，离网光伏电站的容量的升级，也从另一个方面反映了科技进步，农牧民生活水平和需求的提高。在西藏建设的离网光伏电站多以小型光伏电站（1 千瓦至100千瓦不等）和风光互补型离网光伏电站为主，基本只是满足无电乡村的日常生活用能的需要。

近年来，西藏全区实现了跨跃式的发展。随着人民生活水平的不断提高，离网光伏电站从原来只满足基本照明用电过渡到满足生活用电，离网光伏电站也从过去只能解决照明问题，到现在可以看电视、播放DVD、用打茶机、用电脑等，性能更加优越，功能更加全面，已经能够满足农牧民洗衣机、冰箱等大功率用电器的需求。

据不完全统计，从20 世纪90 年代初至今，在西藏地区推广示范不同种类规格的离网光伏电站745 座（含修复升级），总装机容量达20.77 兆瓦。近年来，随着“无电地区电力建设光伏工程”在内的多项惠民工程在西藏七个地市的实施，基本实现了西藏无电人口全覆盖，详见表2。

表2 西藏历年离网光伏电站推广应用统计表

表2 （续）

1.3 离网光伏电站在西藏面临的问题

离网光伏电站在西藏的应用，为当地经济的发展和人们生活的改善作出了贡献，但也面临一系列的问题。随着农牧民生活水平的提高和需求的升级，原有离网光伏电站的设计和容量已经不能满足人民群众的生活用能需要。随着时间的推移，部分设备的老化，目前运行的近800座离网光伏电站中，少数电站带故障运行，缺乏应有的维护。

1.3.1 设备和线路老化严重。各光伏电站建成年限长，特别是有些电站在21 世纪初新建，有些光伏组件甚至在20世纪90年代采购，设备和线路老化严重，有些组件和线路损坏较多，光伏组件转换效率逐年降低，对蓄电池充电效果不如以前，蓄电池蓄电能力不断减弱。同时，离网光伏电站大多建设在西藏无电边远地区，当地海拔多在4000m 以上，有些地区极端低温达到-40℃以下。严酷的高原气候导致离网光伏电站元器件、储能设备损坏情况时有发生，严重影响了供电效果。

1.3.2 光伏电站装机容量无法满足实际需求。近年来，随着西藏小康社会进程的加快推进，广大农牧民群众对电力普遍服务的刚性需求越来越大。原有离网光伏电站装机容量不大，大多从2千瓦至65千瓦不等。原有的设计多数是为了满足当地基本的照明用电需要。比如阿里地区噶尔县的典角村离网光伏电站，装机容量仅10 千瓦，无法满足农牧民生活用电需要。同时，乡级离网光伏电站由于乡政府办公条件的改善，如电脑、打印机、远程办公系统的增加使办公用电增加，另一方面乡、镇政府干部职工人员增加较多，致使乡、镇政府生活用电量远远超过比电站设计标准。

1.3.3 专业技术人员匮乏，维护维修间隔时间过长。离网光伏电站大多位于西藏边远无电地区，所在地理位置均较为偏远，客观因素造成后期维护巡检时间过长，有的电站因恶劣的自然环境，定期维护保养时间甚至从3 个月延长到半年。维护间隔时间上的延长，客观上造成了设备故障运行。同时，无电地区所在的乡镇的离网电站均有指定人员维护运行，但缺乏熟悉设备的技术人员，不能准确掌握设备损坏情况，不能及时发现问题和合理处置，造成故障设备不能及时维修。

2 建议和结论

为了更好地利用离网光伏电站，造福西藏无电地区的人民群众，还需从以下方面加强：

2.1 建立光伏电站长效运维机制，强化运维管理

鉴于西藏无电地区所在的县乡村缺乏专业运行管理和维护人员，为确保县乡村光伏电站长期安全稳定运行，建议建立多渠道、多层次的培训和运维机制，发挥技术人员、乡村干部、驻村工作队、科技特派员的作用，进行离网光伏电站进行定期检修，并对相关人员进行培训，承担光伏电站日常维护工作。

2.2 强化科研攻关，建立产品高原检测体系

依托西藏的专业研究机构和电力从业人员，对西藏高寒高海拔地区的离网光伏电站的元器件，特别是蓄电池等产品进行质量检测，建立成体系的西藏高寒高海拔地区的离网光伏电站标准，明确主要元器件的准入门槛和技术条件，健全高原地区质量检测体系，推动开始远程监控技术，确保产品在高原长期稳定运行。

2.3 扩大电网覆盖范围，对乡镇、村级光伏电站扩容

目前藏中电网的覆盖越来越广，原有无电地区的人民群众也纳入供电范围，但还有少数无电地区没有被电网覆盖。如阿里地区北部、那曲市北部的少数乡镇。应加快无电地区电力建设的进度，加大农村电网建设力度。同时对短期不能电网覆盖的乡镇、村级光伏电站进行扩容，建议将乡镇级光伏电站规模扩容至100KW以上，村级光伏电站扩容至50KW以上。