光伏发电接入方式及经济效益评估

摘要：农村贫困人口数量相对较多，脱贫攻坚任务比较严峻。在研究农村扶贫问题的过程中，常提及“精准扶贫”的概念，在精准扶贫过程中，选择能够适应贫困区域具体情况的扶贫方式，针对贫困人口重点帮扶。在落实精准扶贫任务的过程中，“光伏扶贫”的概念被提出并成为当前农村脱贫攻坚战中的重要内容。从技术角度来看，光伏扶贫发电站在并入电网的过程中，其接入方式是整个项目的重要内容之一，而作为精准扶贫项目，当然也重视其所带来的经济效益。针对扶贫光伏发电典型接入方式及经济效益相关内容进行详细分析。

关键词：光伏扶贫；接入方式；光伏电站；经济效益

光伏扶贫项目的基础是中国近年来快速发展的光伏发电技术，随着材料技术和整体发电效率的有效提升，光伏发电成为了一种具有较高经济效益且能够改善中国电能供应结构的新型发电方式。由于光伏发电对人力需求相对较少，光伏发电项目能够以其经济特性作为农村精准扶贫的重要内容来实现对农村贫困人口的有效帮扶。在充分利用农村资源特点的情况下，光伏电站不仅能够为贫困人口解决自身用电问题，同时还能够将多余的电能并入国家电网，以此获得一定的经济效益。在整个光伏扶贫项目中，有两个问题需要进行深入研究，即接入国家电网的具体方式和具体的经济效益。由于农村贫困区域在配电网供电能力和系统整体稳定性方面还存在诸多问题，因此接入方式就成为了整个光伏扶贫项目的重点难题之一。鉴于此，有效分析光伏扶贫项目的接入方式及经济效益是非常有必要的。下面将对这些内容进行详细分析。

1光伏扶贫项目接入系统主要原则

在分析不同类型光伏扶贫项目接入系统的主要原则时，必须针对其热容量范围深入研究能够接入的电压等级和接入点。只有了解清楚这两个问题，才能保障整个光伏扶贫项目能够有效并入国家电网并在实际运行过程中安全、稳定、经济地将自身产出的电能合并到国家电网的配电网之中。当前，中国光伏扶贫项目主要机组容量大致可以分为4个等级：a)8kW以内的光伏电站。这类光伏电站主要是贫困户个人的家庭光伏电站，机组总容量相对较小，在并入国家电网的过程中，并网电压等级一般也就为220V，也就是说，直接并入到民用常规电压等级之中。b)与8kW相似的另一容量范围则是8～400kW，其机组容量稍大一些，并网电压等级自然也稍高，为380V。同8kW光伏电站一样，8～400kW光伏电站的接入点也为配电室及箱式变压器母线，对应的电压分别为220V、380V。c)机组容量达到400kW～6MW的光伏电站，其总容量相对较大，并网电压等级为10kV，接入点自然也是10kV线路，一般有开关站、配电室以及箱式变压器。d)光伏发电站的容量一般在50MW以下，因此容量在6～50MW的光伏电站，其并网电压等级为35kV、110kV（66kV），由于并入电压高，其并入点也只能选择变电站接入[1]。从当前农村贫困地区配电网的整体情况来看，基础普遍偏弱，很多贫困区域没有35kV、110kV（66kV）的变电站，那么在实施光伏扶贫工程建立光伏电站的过程中应该进行必要的电气计算，保障整个工程能够有一个相对较为完善的接入方案，能够满足并网要求并且持续稳定地运行。在这一过程中，不仅要考虑相关区域的配电网具体情况，查看其具备的配电网电压等级，同时还要查看其是否还有其他新能源并网的情况。由于很多贫困区域在政府扶持之下还有小水电、小风电等新能源发电并网的情况存在，如果没有全面考虑这些问题，那么光伏电站的并入很可能威胁到以上那些新能源发电项目的稳定运行，导致光伏电站在并网后给整个配电网带来出力波动，影响整个配电网的安全稳定运行[2]。

2接入系统的典型方式

2.1高压配电网接入。如果光伏电站总容量较大，那么其接入电网的形式一般为高压配电网接入，也就是说，其并网电压等级为35kV、110kV（66kV）。在这种级别的线路上并入，一般考虑两种公共连接点，即公共连接点在35kV、110kV（66kV）母线上和公共连接点在T接点上，不论采用哪种方式，在接入过程中都必须充分考虑装机容量问题。不同装机容量在高压配电网接入时选择的具体电压线路是不同的，一般情况下，6～30MW的总装机容量对应的接入电压为35kV，而20～50MM的总装机容量对应的接入电压则为110kV（66kV）。从技术上考虑，自然更应该倾向于公共连接点在母线上的接入方式，因为这种连接方式在日后运行维护管理过程中都比较简单，在不影响原有电网结构的基础上妥善完成了并网工作。但是从实际接入难度上来讲，也要考虑贫困农村区域35kV、110kV（66kV）线路在设计过程中留出的间隔，由于贫困地区配电网基础普遍比较差，其间隔并不大，采用公共连接点直接在母线上的接入方式需要占用配电网间隔，因此虽然这种方式能够为后期管理带来极大的便利，但也还要考虑当地配电网实际情况。另一种接入方式虽然不占用配电网间隔，但是在建设、管理、维护过程中对正常供电影响较大，且继电保护配置相对更加复杂，整体运行管理难度比较大[3]。2.2中压配电网接入。中压配电网接入针对的是10kV电网，其接入方式与光伏电站装机容量有关。从当前技术角度来讲，公共连接点位置与装机容量有绝对的关系，在装机容量为1～6MW时，公共连接点位置在变电站、箱式变电器、配电室等上；当装机容量在400kW～6MW时，公共连接点位置在开关站、配电室以及箱式变电器上。中国贫困农村区域10kV配电网存在输电距离过远、供电质量相对不稳定的缺点，将光伏电站产电送至10kV配电网，不仅降低了供电压力，还提升了供电质量。2.3低压配电网接入。380V/220V电网的光伏电站接入，其公共连接点在箱式变电器或配电箱上，直接连入相关区域380V母线，每个并网点的总装机容量应该为8～400kW；公共连接点在架空线路或配电箱上的，总装机容量不超过400kW。接入采用三相接入方式，如果总装机容量在8kW以下，则采用单相接入方式。当前，农村贫困区域配电网建设相对比较薄弱，常面临总量限制的问题，这是因为相关区域配电网总负载量有限，在很多个人光伏小电站接入的情况下，薄弱的配电网很难承载，而且低压配电网接入的光伏电站还面临上网困难的问题，由于自身装机容量本身较小，其满足日常个人用电尚且可以，但余量上网则存在难度，加上本身投资问题，小容量光伏发电设备在经济性上还有待考虑[4]。

3经济效益评估

在本工程中，光伏组件尺寸为1956mm×992mm，每户32块太阳能板，工程包括2000户，因此可得出太阳能电池板总数为64000块，光伏发电功率为每户10.24kWp，共计20480kWp。根据同类光伏扶贫工程的实际运行情况，其年平均运行时间为1527h，本工程与已知工程类型相似，所处地理位置能够接收的太阳能资源也大致一致，因此可以计算出本工程年发电量大致为3.127296×107kW•h；本工程设备理论使用年限为25a，据此可计算出设备在全寿命周期中的发电总量为6.98854701×108kW•h；根据当前电价、预期电价波动以及用户自身平均用电量，可以计算其余量上网总量，然后计算出相应的效益情况，具体数据需要进一步统计计算。4结语光伏扶贫是国家“十三五”计划脱贫攻坚战略任务之一，它在国家发展及国情改善方面具有重要意义。该项目在一定程度上代表了党和国家在农村扶贫工作上的思路和方向，因此其重要性不言而喻。在项目建设过程中，必须根据现有资源及相关区域实际情况深入分析，在保证技术可行、运行稳定的基础上保障达到相应的扶贫效果。

参考文献：

［1］薛振宇，益西措姆，李敬如，等.扶贫光伏发电典型接入方式及经济效益评估［J］.供用电，2019，36(4)：79-85.

［2］梁夏涛.改进光伏扶贫电站接入电网方式的建议［J］.通讯世界，2017(22)：161.

［3］吴开宇，尹建坤，张灵敏.分布式扶贫光伏接入管控策略研究［J］.通讯世界，2018(6)：154-155.

［4］寇凌峰，徐毅虎，侯小刚.光伏扶贫电站应用模式及准入容量优化规划［J］.供用电，2017，34(10)：14-18.

作者:马春兰 单位:水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院