光伏發電接入方式及經濟效益評估

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摘要：農村貧困人口數量相對較多，脫貧攻堅任務比較嚴峻。在研究農村扶貧問題的過程中，常提及“精準扶貧”的概念，在精準扶貧過程中，選擇能夠適應貧困區域具體情況的扶貧方式，針對貧困人口重點幫扶。在落實精準扶貧任務的過程中，“光伏扶貧”的概念被提出并成為當前農村脫貧攻堅戰中的重要內容。從技術角度來看，光伏扶貧發電站在并入電網的過程中，其接入方式是整個項目的重要內容之一，而作為精準扶貧項目，當然也重視其所帶來的經濟效益。針對扶貧光伏發電典型接入方式及經濟效益相關內容進行詳細分析。

關鍵詞：光伏扶貧；接入方式；光伏電站；經濟效益

光伏扶貧項目的基礎是中國近年來快速發展的光伏發電技術，隨著材料技術和整體發電效率的有效提升，光伏發電成為了一種具有較高經濟效益且能夠改善中國電能供應結構的新型發電方式。由于光伏發電對人力需求相對較少，光伏發電項目能夠以其經濟特性作為農村精準扶貧的重要內容來實現對農村貧困人口的有效幫扶。在充分利用農村資源特點的情況下，光伏電站不僅能夠為貧困人口解決自身用電問題，同時還能夠將多余的電能并入國家電網，以此獲得一定的經濟效益。在整個光伏扶貧項目中，有兩個問題需要進行深入研究，即接入國家電網的具體方式和具體的經濟效益。由于農村貧困區域在配電網供電能力和系統整體穩定性方面還存在諸多問題，因此接入方式就成為了整個光伏扶貧項目的重點難題之一。鑒于此，有效分析光伏扶貧項目的接入方式及經濟效益是非常有必要的。下面將對這些內容進行詳細分析。

1光伏扶貧項目接入系統主要原則

在分析不同類型光伏扶貧項目接入系統的主要原則時，必須針對其熱容量范圍深入研究能夠接入的電壓等級和接入點。只有了解清楚這兩個問題，才能保障整個光伏扶貧項目能夠有效并入國家電網并在實際運行過程中安全、穩定、經濟地將自身產出的電能合并到國家電網的配電網之中。當前，中國光伏扶貧項目主要機組容量大致可以分為4個等級：a)8kW以內的光伏電站。這類光伏電站主要是貧困戶個人的家庭光伏電站，機組總容量相對較小，在并入國家電網的過程中，并網電壓等級一般也就為220V，也就是說，直接并入到民用常規電壓等級之中。b)與8kW相似的另一容量范圍則是8～400kW，其機組容量稍大一些，并網電壓等級自然也稍高，為380V。同8kW光伏電站一樣，8～400kW光伏電站的接入點也為配電室及箱式變壓器母線，對應的電壓分別為220V、380V。c)機組容量達到400kW～6MW的光伏電站，其總容量相對較大，并網電壓等級為10kV，接入點自然也是10kV線路，一般有開關站、配電室以及箱式變壓器。d)光伏發電站的容量一般在50MW以下，因此容量在6～50MW的光伏電站，其并網電壓等級為35kV、110kV（66kV），由于并入電壓高，其并入點也只能選擇變電站接入[1]。從當前農村貧困地區配電網的整體情況來看，基礎普遍偏弱，很多貧困區域沒有35kV、110kV（66kV）的變電站，那么在實施光伏扶貧工程建立光伏電站的過程中應該進行必要的電氣計算，保障整個工程能夠有一個相對較為完善的接入方案，能夠滿足并網要求并且持續穩定地運行。在這一過程中，不僅要考慮相關區域的配電網具體情況，查看其具備的配電網電壓等級，同時還要查看其是否還有其他新能源并網的情況。由于很多貧困區域在政府扶持之下還有小水電、小風電等新能源發電并網的情況存在，如果沒有全面考慮這些問題，那么光伏電站的并入很可能威脅到以上那些新能源發電項目的穩定運行，導致光伏電站在并網后給整個配電網帶來出力波動，影響整個配電網的安全穩定運行[2]。

2接入系統的典型方式

2.1高壓配電網接入。如果光伏電站總容量較大，那么其接入電網的形式一般為高壓配電網接入，也就是說，其并網電壓等級為35kV、110kV（66kV）。在這種級別的線路上并入，一般考慮兩種公共連接點，即公共連接點在35kV、110kV（66kV）母線上和公共連接點在T接點上，不論采用哪種方式，在接入過程中都必須充分考慮裝機容量問題。不同裝機容量在高壓配電網接入時選擇的具體電壓線路是不同的，一般情況下，6～30MW的總裝機容量對應的接入電壓為35kV，而20～50MM的總裝機容量對應的接入電壓則為110kV（66kV）。從技術上考慮，自然更應該傾向于公共連接點在母線上的接入方式，因為這種連接方式在日后運行維護管理過程中都比較簡單，在不影響原有電網結構的基礎上妥善完成了并網工作。但是從實際接入難度上來講，也要考慮貧困農村區域35kV、110kV（66kV）線路在設計過程中留出的間隔，由于貧困地區配電網基礎普遍比較差，其間隔并不大，采用公共連接點直接在母線上的接入方式需要占用配電網間隔，因此雖然這種方式能夠為后期管理帶來極大的便利，但也還要考慮當地配電網實際情況。另一種接入方式雖然不占用配電網間隔，但是在建設、管理、維護過程中對正常供電影響較大，且繼電保護配置相對更加復雜，整體運行管理難度比較大[3]。2.2中壓配電網接入。中壓配電網接入針對的是10kV電網，其接入方式與光伏電站裝機容量有關。從當前技術角度來講，公共連接點位置與裝機容量有絕對的關系，在裝機容量為1～6MW時，公共連接點位置在變電站、箱式變電器、配電室等上；當裝機容量在400kW～6MW時，公共連接點位置在開關站、配電室以及箱式變電器上。中國貧困農村區域10kV配電網存在輸電距離過遠、供電質量相對不穩定的缺點，將光伏電站產電送至10kV配電網，不僅降低了供電壓力，還提升了供電質量。2.3低壓配電網接入。380V/220V電網的光伏電站接入，其公共連接點在箱式變電器或配電箱上，直接連入相關區域380V母線，每個并網點的總裝機容量應該為8～400kW；公共連接點在架空線路或配電箱上的，總裝機容量不超過400kW。接入采用三相接入方式，如果總裝機容量在8kW以下，則采用單相接入方式。當前，農村貧困區域配電網建設相對比較薄弱，常面臨總量限制的問題，這是因為相關區域配電網總負載量有限，在很多個人光伏小電站接入的情況下，薄弱的配電網很難承載，而且低壓配電網接入的光伏電站還面臨上網困難的問題，由于自身裝機容量本身較小，其滿足日常個人用電尚且可以，但余量上網則存在難度，加上本身投資問題，小容量光伏發電設備在經濟性上還有待考慮[4]。

3經濟效益評估

在本工程中，光伏組件尺寸為1956mm×992mm，每戶32塊太陽能板，工程包括2000戶，因此可得出太陽能電池板總數為64000塊，光伏發電功率為每戶10.24kWp，共計20480kWp。根據同類光伏扶貧工程的實際運行情況，其年平均運行時間為1527h，本工程與已知工程類型相似，所處地理位置能夠接收的太陽能資源也大致一致，因此可以計算出本工程年發電量大致為3.127296×107kW•h；本工程設備理論使用年限為25a，據此可計算出設備在全壽命周期中的發電總量為6.98854701×108kW•h；根據當前電價、預期電價波動以及用戶自身平均用電量，可以計算其余量上網總量，然后計算出相應的效益情況，具體數據需要進一步統計計算。4結語光伏扶貧是國家“十三五”計劃脫貧攻堅戰略任務之一，它在國家發展及國情改善方面具有重要意義。該項目在一定程度上代表了黨和國家在農村扶貧工作上的思路和方向，因此其重要性不言而喻。在項目建設過程中，必須根據現有資源及相關區域實際情況深入分析，在保證技術可行、運行穩定的基礎上保障達到相應的扶貧效果。

參考文獻：

［1］薛振宇，益西措姆，李敬如，等.扶貧光伏發電典型接入方式及經濟效益評估［J］.供用電，2019，36(4)：79-85.

［2］梁夏濤.改進光伏扶貧電站接入電網方式的建議［J］.通訊世界，2017(22)：161.

［3］吳開宇，尹建坤，張靈敏.分布式扶貧光伏接入管控策略研究［J］.通訊世界，2018(6)：154-155.

［4］寇凌峰，徐毅虎，侯小剛.光伏扶貧電站應用模式及準入容量優化規劃［J］.供用電，2017，34(10)：14-18.

作者:馬春蘭 單位:水利部新疆維吾爾自治區水利水電勘測設計研究院