光伏发电趋势范文
时间：2023-12-22 17:50:31
导语：如何才能写好一篇光伏发电趋势，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
一、太阳能光伏产业发展现状
1．在各国政府对再生资源的重视和大力支持下太阳能光伏产业得到了快速的发展，2011年，全球光伏新增装机容量约为27.5GW，较上年的18.1GW相比，涨幅高达52%，全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中，有将近20GW的系统安装于欧洲，但增速相对放缓，其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%，分别为7.6GW和7.5GW。2011年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%，其装机量分别为2.2GW，1.1GW和350MW。此外，在日趋成熟的北美市场，去年新增安装量约2.1GW，增幅高达84%。
其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家，2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍，2011年电池产量达到20GW，约占全球的65%。截至2011年底，中国共有电池企业约115家，总产能为36.5GW左右。其中产能1GW以上的企业共14家，占总产能的53%；在100MW和1GW之间的企业共63家，占总产能的43%；剩余的38家产能皆在100MW以内，仅占全国总产能的4%。规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。国内前十家组件生产商的出货量占到电池总产量的60%。
2．太阳能光伏电池材料主要有晶体硅材料，主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池三种。单晶硅电池技术成熟，光电转换效率高，单晶硅电池的光电总转换效率可以达到20%～24%，是目前普遍使用的光伏发电材料。但其生产成本较高，技术要求高；多晶硅电池成本相对较低，技术也成熟，但光电转换效率相对较低，多晶硅光电池的转换效率最高才达18.6%，与单晶硅相比多晶硅的转换效率少多了；而薄膜电池是一种可粘接的薄膜，有以下优势：（1）生产成本低，所以可以大批量生产；（2）发光效率更好地利用太阳能，但目前其在技术稳定性和规模生产上均存在一定的困难。随着技术的进步，目前CdTe、CIS等薄膜光伏电池已逐步进入市场，但现在只占市场的9.3%，随着薄膜光伏电池技术不断进步，薄膜光伏电池的市场份额将快速增长相对而言有更大的发展空间，未来薄膜电池会有更好的发展前景。
在2000年以前中国的电力供应不是很紧张，2001年以后，在中国经济高速发展下，电力需求以每年超过20％的速度在增长，2003年在全国出现电力供远远少于求的严重现象，电力供应的紧张情况在以后的一段时间内很难缓解。可再生能源得到了中国政府的重视，在中国政府大力支持下已形成了完整的太阳能光伏产业链。截至2010年底，我国光伏发电装机规模达到60万千瓦，光伏新增并网容量为21.16万千瓦，累计并网容量为24万千瓦，较上年的2.5万千瓦，增长了960%。从产业布局上来看，国内的长三角、环渤海、珠三角及中西部地区业已形成各具特色的区域产业集群，并涌现出了无锡尚德、江西赛维、天威英利等一批知名企业。2011年中国多晶硅产量达到7.8万吨，占全球比重约33%；国内产能结构中，成本低于35美元/千克的企业不足十家，约9.5万吨，其他40余家中小企业总产能近5万吨。据弘亚世代的统计，当前停产整顿的企业产能超过4万吨。
二、太阳能发展趋势
（一）提高光电转换效率，降低电池材料成本
1．提高光电转换效率的材料。在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池，从理论研究看，在阳光集中辐照时，利用希泽光电效应可能达到的光电转换效率的极限值为63.2%，但只有使用理想的材料才能达到。若使晶体结构中形成的缺陷能准确无误地出现在所需要的地方，实际上也很难做到。德国科学家正在进行这方面的实验，他们在单晶硅中掺入稀土金属元素铒（Er）来制造太阳电池，以测试它对转换效率可能产生的影响，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一个13nm厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合。通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23.3％。Kyocera公司制备的大面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为19.44%。
2．降低目前主流光伏电池材料的成本。降低硅材料用量是降低价格的主要途径。目前，太阳电池材料主要以硅材料为主，但是硅材料还面临着许多问题，多晶硅产业上游环节技术壁垒高、投入大、量产时间长、市场风险高，因此不仅要寻找更为方便易行的硅材料提纯技术以扩大生产，而且要采用新技术，在获得同样电能的基础上减少硅材料用量。而与晶体硅电池相比，薄膜电池在效率与成本方面改善的空间更大，多晶硅价格的上涨会增加薄膜电池的成本优势。
（二）提高光伏发电的面积
1．提高建筑光伏发电面积，大量的建筑屋顶都是没有充分的利用，应建立建筑相结合的并网光伏系统，主要形式是城市并网发电的屋顶并网光伏系统。在我国东部沿海经济发达地区，用电量大，对光伏发电能力需求强；同时目前我国光伏产业主要集中在东部省份，光伏产业对当地经济的发展起着重要作用，在城市建设屋顶并网发电系统（BAPV）及光伏建筑一体化集成光伏系统（BIPV），对于城市的供电与节能起到很好的作用。《可再生能源中长期发展规划》提出，到2020年安装建筑光伏2万套，累计安装100万千瓦。
2．提高地面光伏发电。在世界各地的沙漠、戈壁、荒漠都可以大面积的利用，比如在我国有约264万平方公里的荒漠资源，其中干旱区荒漠化土地面积为250多万平方公里；主要分布在光照资源丰富的西北地区，其年总辐射在1600～2300千瓦时平方米。在内蒙古的鄂尔多斯、甘肃的河西走廊绿洲边缘、新疆的塔克拉玛干沙漠边缘、晋西北及陕北等靠近电力线路和负荷中心，还有很好的旅游资源，可以作为大型并网光伏项目的起步区域。随着电力输送技术和储能技术的发展，大规模沙漠、戈壁、荒漠光伏电站将必然成为未来的电力基地。
篇2
关键词：太阳能光伏发电 太阳能电池 大城市居民小区 直流配电网
中图分类号：TM61 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（b）-0022-03
随着社会公众的环保意识的提高以及新材料、现代电力电子技术的发展，充分利用可再生的太阳能已经越来越受到政府和公众的重视。目前太阳能技术已经在新能源发电、交通、航空航海和空间站建设等领域得到了广泛应用。充分利用可再生的太阳能发电，建立节能、环保、舒适的居住空间也成了社会的共识。因此，该文根据当前各种太阳能发电技术的特点与发展，以经济、环保利用太阳能为目标，考虑大城市居民小区具有建筑密度大，高楼较多、屋顶面积小、楼间距较小等特点，分析适用于大城市居民小区的太阳能发电技术的选择方案。
1 太阳能光伏发电技术的发展现状
1.1 太阳能的应用形式
目前，居民小区应用太阳能的途径主要可分为太阳能光伏发电和光热转换两种形式。
太阳能光热技术是将太阳辐射能量转化为热能的技术。在居民小区，常见的直接利用太阳能的方式有：（1）利用太阳能空气集热器供暖。（2）利用太阳能热水器提供生活热水。（3）利用集热-储热的原理建造太阳房等。间接利用太阳能的主要方式是利用太阳能制冷。其中利用太阳能制冷技术仍处于研究阶段，相关技术正在进入攻坚克难阶段，预计未来将会取得突破性进展。
太阳能光伏发电是以太阳能电池为中介将太阳能转化为电能的技术。太阳能发电系统有单独发电和并网发电两种发电方式，在城市小区，因为供电的可靠性要求，通常是采用并网发电方式，它是由太阳能电池阵列、蓄电池组、保护和控制系统、逆变器、小区负荷等设备构成，其中光伏电池阵列是由多个太阳能电池板串并联而成，是整个系统最核心、最有价值的组件。
1.2 太阳能电池技术的应用发展
到目前为止太阳能电池技术已历经三代，第一代主要为晶体硅太阳能电池；第二代是基于薄膜技术的太阳能电池；第三代是高倍聚光光伏电池。
晶体硅太阳能电池是以硅元素作为基本原材料，主要包括单晶硅和多晶硅太阳能电池两类。这是发展最早、技术最成熟、已经形成了大规模商业化生产的太阳能电池技术，约占据93%的市场份额，其转换效率在15%～20%。晶体硅太阳能电池最大的技术瓶颈是原材料硅的价格较为昂贵且供应不足，造成晶体硅电池价格呈现上涨趋势。表1给出了对单晶硅太阳能电池与多晶硅太阳能电池的主要特性。
薄膜太阳能电池所需要的硅材料极少或是不需要，因而与晶体硅太阳能电池相比，在生产成本上有明显的优势。薄膜太阳能电池可分为硅基、碲化镉（CDTE）、铜铟镓硒（CIGS）、砷化镓（GAAS）薄膜电池以及染料敏化（DSSC）太阳电池等[1]。薄膜太阳能电池应用已经逐步展开，其中2014年12月我国首个兆瓦级CIGS薄膜太阳能电站在云南石林投运，其发电效率比同等规模的晶体硅太阳能电站高出10%。根据大城市居民小区的需要，表2给出了主要薄膜太阳能电池的技术特性。染料敏化太阳电池是一种采用由有机材料构成核心部件的太阳能电池，在原材料上具有潜在的优势，可以大面积成膜，具有可设计性强，质轻，可塑性好，是一种有前景的太阳能电池技术，但是目前仅停留在实验阶段。
从适用于大城市居民小区建筑的角度看，由于非晶硅薄膜电池可制作成半透明的类玻璃形状，且具有较高的吸收系数，因此非常适合于与光伏-建筑一体化小区工程相结合，作为建筑物的玻璃幕墙、玻璃窗以及建筑墙面。CIGS薄膜电池由于其缓冲层CdS具有潜在的毒性，国产化水平较低，价格较高，但转换效率高，比较适合用于商住两用型小区、公寓型小区或是小区中的大型公共建筑的玻璃幕墙。CDTE薄膜太阳能电池成本较高，且有一定污染，可用作大型建筑的屋顶，而GAAS薄膜电池价格过高，一般不用于居民建筑。
2 居民小区的太阳能光伏发电技术的应用选择
在我国，特别是一些低层建筑比较密集的中小城市、广大农村地区，太阳能热水器技术已经得到广泛利用和推广。但是这种利用方式无法适用于大城市居民小区，一方面是因为高层建筑物不能提供安装位置，另一方面是因为这种杂乱无章的安装严重影响建筑物的视觉美观效果，破坏环境的和谐，不能实现与建筑物的完美结合[2]。目前推出的壁挂式大阳能热水器是比较适合大城市居民小区的太阳能光热利用的产品。
同时，太阳能光伏发电技术在民用领域也具有广泛的利用和推广空间。城市居民小区有许多公共用电设备，如小区路灯、草坪庭园景灯、高层建筑楼梯间、地下车库的照明，楼房的电梯以及变频调速的水泵、风机等，这些设备数量多、总体耗电量大，都可以首先考虑采用太阳能光伏发电供电。在小区的公共区域放置太阳能电池板是一个优选方案。除考虑房屋的承重和成本问题外，可以采用3种放置太阳能电池的方式：（1）放置在建筑屋顶，并加砌与建筑外观一致的护拦，同时利用太阳能电池组件替代保温隔热层的作用，对于已建小区还可以与社区屋顶“平改坡”结合起来加装太阳能电池组件。（2）在楼梯间顶部专门加装一个放置太阳能电池板的阁楼，并采用与建筑外观协调和谐的斜屋顶设计，维护整体环境的协调。（3）对于新建的多层建筑和高层建筑，外墙与太阳光接触面积最大，采用与太阳能电池一体化的玻璃幕墙、透明绝热材料，实现光伏-建筑一体化，同时达到美观和装饰效果。
在城市居民小区中，通常采用太阳能光伏发电系统与市政电网并联供电的形式，如图1所示。但是当小区内太阳能光伏发电容量比较大，且小区内直流负载比例较高时，小区采用分布式直流配网供电[3]，将市政电网通过交流-直流变换作为并联电源，如图2所示，更有利于太阳能光伏发电的利用，且具有更好的效率。这是因为：（1）太阳能光伏发电输出直流电，直接接入直流配电网，可以节省大量的DC-AC换流环节。（2）大部分民用负载都是直流负载，比如个人电脑、电视、充电设备、电热器、照明负荷，采用直流配电网后，整体效率更高；同时对于采用变频技术的家用电器，如空调、冰箱、洗衣机，如果采用传统的交流配电网，需要经过AC-DC-AC变换，而采用直流配电网则只需要采用DC-AC变换。因而直流配电系统的整体效率更高。（3）同时直流配电网更可靠，且没有频率和无功问题，也没有传统交流配电网的谐波污染问题。（4）直流配电网的可控性，更有利用于未来智能社区的建设[4]。
3 结语
太阳能光伏发电在大城市民用领域也具有广阔的发展空间。但是由于大城市的地价贵、楼间距小、高层建筑多，相对中小城市、农村来说，利用太阳能光伏发电的空间较小、单位投资高、发电成本高，回收成本年限长，如果采用全国统一的补贴标准，难于达到预定的促进作用。因此，需要靠政府政策扶持，鼓励企业、社会公益投资，同时与绿色社区、智能社区建设结合起来，达到更好的整体社会、经济、环保效率。
参考文献
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篇3
【摘要】 目的 回顾性分析贵州省黔西南地区糖尿病性视网膜病变（DR）发病特点及视网膜激光光凝治疗时机及疗效。 方法 对我科住院及门诊DR患者346例(470只眼)，男148例(184眼)，女198例(286眼)，术前常规行视力、眼压、裂隙灯、眼底、荧光素眼底血管造影（FFA）检查。并根据造影结果分为：(1) 轻中度非增生期（NPDR） 72例（94眼占20.00﹪） (2) 重度NPDR及非高危增生期（PDR）193例（273眼58.09﹪）；(3)高危PDR，81例（103眼21.91﹪）。采用法国光太532 nm眼底激光机行相应视网膜激光光凝治疗，随访过程中采用与治疗前相同的设备和方法复查视力、眼底、必要时行FFA。新生血管未消退和无灌注区残留及时补充激光光凝治疗。术后随访2～24个月，以最后一次随访时的观察指标进行疗效评价，评价视力变化及视网膜病变激光光凝治疗是否有效。结果 (1) 轻中度NPDR（94眼）：视力提高35眼(37.23%)；视力稳定47眼(50.00%)；视力下降12眼(12.77%)。 (2) 重度NPDR及非高危PDR（273眼）：视力提高46眼(16.85%)；视力稳定170眼(62.27%)；视力下降57眼(20.88%)。(3)高危PDR（103眼）：视力提高14眼(13.59%)；视力稳定53眼(51.46%)；视力下降36眼(34.95%)。轻中度NPDR组与重度NPDR及非高危PDR组视网膜病变激光光凝治疗有效率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。高危PDR组与轻中度NPDR组、重度NPDR及非高危PDR组激光光凝治疗有效率比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论 本地区糖尿病性视网膜病变的发病以重度NPDR及非高危PDR患者为主，高危PDR患者也占相当大的比例。轻、中度NPDR视网膜激光光凝治疗效果较重度NPDR及非高危PDR患者疗效好，高危PDR患者治疗效果较差。故早期激光干预治疗，是显著降低了致盲率，延缓糖尿病视网膜病变的发生、发展。
【关键词】糖尿病性视网膜病变 视网膜 激光凝固术
糖尿病性视网膜病变（diabetic retinopathy,DR）是糖尿病最常见的并发症，我国糖尿病患者中DR的患病率高达44%～51.3%［1］。随着人民生活水平的不断提高,糖尿病的患病率逐年升高, DR日趋年轻化，已成为首要致盲眼病之一［2］。DR给予眼底激光光凝术是治疗延缓该病变发展的最为有效手段，能有效地预防和阻止增生性糖尿病性视网膜病变(proliferative diabetic retinopathy,PDR)的发生和发展，改善DR患者的视力预后。
我院对346例（470眼）DR患者进行常规FFA检查，并行532nm视网膜激光光凝治疗，疗效满意，术后随访2～24个月。现将其结果分析报道如下。
1 对象和方法
1.1 对象：回顾性分析2007年7月-2010年12月我科对住院及门诊糖尿病性视网膜病变患者346例(470只眼)，男148例(184眼)，女196例(288眼)，年龄22～78岁，平均51岁，发现糖尿病病程2～30年。部分患者平素血糖控制不佳，不规则使用降糖药，不定期检测血糖。术前常规行视力、眼压、裂隙灯、眼底、荧光素眼底血管造影（fundus fluorescein angiography,FFA）检查。按DR新的国际临床分级标准（2002年）［3］，分为：非增生性糖尿病性视网膜病变(nonproliferative diabetic retinopathy,NPDR)及增生性糖尿病性视网膜病变(proliferative diabetic retinopathy,PDR)。我科对346例（470眼）根据FFA结果及激光治疗方案，我科将糖尿病视网膜病变分为三类：(1) 轻中度NPDR 72例（94眼占20.00﹪） (2) 重度NPDR及非高危PDR，193例（273眼58.09﹪）；(3)高危PDR，81例（103眼21.91﹪）。
1.2 治疗方法：
（1）轻中度NPDR，需密切随访或在FFA指导下行局部视网膜激光光凝治疗，不需做全视网膜光凝（panretinal photocoagulation,PRP），但如果出现黄斑囊样水肿，需进行黄斑局部光凝。(2) 重度NPDR及非高危PDR，必须做PRP，如有黄斑囊样水肿，需同时对黄斑部进行局部光凝。(3) 高危PDR，尽快做超PRP，同时行黄斑部光凝。如果有玻璃体积血、玻璃体增殖牵拉患者行玻璃体切割后再行PRP［4］。具体激光治疗如下：
视网膜局部激光光凝：根据FFA检查，针对局部无灌注区及微血管瘤治疗。激光参数选择：光斑大小100～300μm，曝光时间0.10～0.2s，能量100～500mw，光斑以产生Ⅱ级光斑反应为度；每个光斑间隔一个光斑直径。少量有效激光斑为准。根据需要隔一周可再进行光凝治疗。
PRP光凝范围为视盘上、下和鼻侧缘外各1DD，黄斑区颞侧1～2DD以外至赤道部，光斑间隔1～2DD［3］，激光参数选择：光斑大小100～300μm，曝光时间0.15～0.2s，能量150～600mw，光斑以产生Ⅱ～Ⅲ级光斑反应为度；每个光斑间隔一个光斑直径，每周进行1次光凝治疗，共3～6次。
黄斑部局部光凝和格子样光凝，激光参数：光斑直径100～200μm，曝光时间0.08～0.10s，能量150～250mw，光斑以产生Ⅰ级光斑反应为度；每个光斑间隔一个光斑直径，约100～150个光斑，光凝距中心凹500μm以外。光斑大小50～250μm，能量100～260mw，曝光时间0.1～0.15s。
1.3 疗效判断：光凝后随访时间为2周、1个月、3个月，6个月，术后3～6个月复查FFA，以观察病变吸收情况及无灌注区和活动性新生血管的出现，指导补充光凝。1年以后每6月复查1次。以最后一次随访时的观察指标进行疗效评价，评价视力变化及视网膜病变激光光凝治疗是否有效。
1.3.1 视力判定标准：激光术后视力增进≥2行为视力提高，视力减退≥2行为视力下降，否则为无变化。术前视力
1.3.2 视网膜病变的疗效标准：显效 原有视网膜水肿消退，出血渗出吸收，微动脉瘤消失或减少，原有新生血管完全消退或无灌注区消失，无新的新生血管或无灌注区出现。有效 视网膜病变减轻，原新生血管减退或无灌注区缩小。无效 出现新的新生血管或无灌注区，或发生玻璃体积血或新生血管膜增生，视网膜及黄斑水肿加重。
2 结果
2.1 激光光凝治疗后各组视力变化：
(1) 轻中度NPDR（94眼）：视力提高35眼(37.23%)；视力稳定47眼(50.00%)；视力下降12眼(12.77%)。 (2) 重度NPDR及非高危PDR（273眼）：视力提高46眼(16.85%)；视力稳定170眼(62.27%)；视力下降57眼(20.88%)。(3)高危PDR（103眼）：视力提高14眼(13.59%)；视力稳定53眼(51.46%)；视力下降36眼(34.95%)。
2.2 激光光凝治疗后各组视网膜病变改善情况：
轻中度NPDR组与重度NPDR及非高危PDR组视网膜病变激光光凝治疗有效率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。高危PDR组与轻中度NPDR组、重度NPDR及非高危PDR组激光光凝治疗有效率比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。
2.3 并发症：
术后随访期内无一例发生眼压升高和视野进行性损害，无角膜损害、晶状体混浊加重等并发症。
3 讨 论
目前为止，尚未发现疗效较为满意的治疗DR的药物，而视网膜激光光凝治疗DR疗效肯定，是最为有效的方法，显著降低了致盲率［5］。光凝治疗主要针对DR的增殖前期和增殖早期的患者，主要目的是使较大面积的视网膜被激光破坏，耗氧高的视锥、视杆细胞被耗氧低的瘢痕组织代替，减少组织的耗氧，减少视网膜新生血管的产生;光凝后的视网膜变薄,有利于来自脉络膜血循环的氧供应视网膜,从而改善缺血缺氧状态；有利于黄斑水肿的吸收，从而保护和提高视力。在激光治疗过程中，既要保证高比例的有效光斑，以促进出血、渗出吸收，微血管瘤消失，无灌注区缩小或消失，新生血管萎缩，改善缺氧环境，延缓向增生性病变进展，又要避免过多过度光凝造成脉络膜视网膜水肿、黄斑水肿、玻璃体出血等并发症引起视力下降。合理灵活地应用光斑大小、曝光时间、能量三个激光参数是确保高比例有效光斑的重要条件。本组结果显示，糖尿病性视网膜病变一旦发生，有针对性地根据眼底荧光血管造影结果，进行部分或全部视网膜光凝，以预防糖尿病眼病发展，让患者拥有可用的视力，从而保证其生活质量。
视网膜中周部比后极部更容易、更常发生毛细血管无灌注区（NP）,且中周部是NP最易,最常发生的部位［6］。及早发现NP，采取积极有效的治疗，可减少新生血管形成，避免新生血管破裂、玻璃体积血而导致突然失明。
我州人数大约368万，糖尿病的发病率为3％，全州就有11万糖尿病患者，糖尿病发病5年可以发生DR，根据文献报道发病15-18年可达DR 发病率60-75％。我科糖尿病视网膜病变就诊患者中， 重度NPDR及非高危PDR，193例（273眼58.09﹪）；高危PDR，81例（103眼21.91﹪）。占了相当大的比例。这主要是糖尿病患者不重视糖尿病视网膜病变，较多患者经常是因为双眼视力下降，明显影响日常生活，才想到到眼科检查。就诊晚是病情重的主要原因。
还有我州经济落后，一部分糖尿病发现晚，常常是因为视力不好，眼科检查发现糖尿病视网膜病变，才知道自己患了糖尿病。才会对糖尿病及糖尿病视网膜病变的治疗。更有一部分患者。就是诊断了糖尿病，也不按时降血糖及检测血糖，不规范治疗糖尿病。导致血糖控制不佳。糖尿病视网膜病变发展快。失去最佳治疗时间。将病情控制在增生期前治疗。有文献提示，非增生期能及时发现可治疗的DR［7］。 本组结果显示，我州糖尿病视网膜病变发现时间晚，患者治疗不够及时。导致部分患者视力下降明显，失去最佳治疗时间。导致不可逆转的失明。因此，我们眼科医师与内分泌科医师要进一步加大DR的宣教工作，糖尿病性视网膜病变一旦发生，有针对性地根据眼底荧光血管造影结果，进行部分或全部视网膜光凝，以预防糖尿病眼病发展，让患者拥有可用的视力，从而保证其生活质量。减轻社会负担。
参考文献
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篇4
1.1测试系统本文选取IEEE16机68节点系统作为测试系统，其中16台同步发电机采用经典6阶模型，并全部安装本地电力系统稳定器（PSS），系统负荷全部采用恒阻抗模型（详细参数见文献［11］），如图3所示，本文测试平台基于MATLAB／Simulink。在该系统中，区域1为新英格兰系统，区域2为纽约系统，区域3～5为相邻区域等值发电机。G13和G16承担了系统主要电力供应，其容量分别为12GW和11GW，其有功出力分别为3．5GW和4GW。纽约系统为重负荷区域，其负荷总额为8．45GW，但该区域发电总额仅为6．28GW，因此需通过相邻区域的远距离输电以填补此区域的有功缺额。
1.2光伏发电不同接入位置对系统阻尼特性的影响为研究光伏发电不同接入位置对系统阻尼特性的影响，本文分别将测试系统中容量最大的同步发电机G13与G16用等容量的光伏发电系统替代，替代前后的系统小干扰计算结果分别如表1和表2所示。由表1和表2对比可知，光伏发电系统并网后对系统振荡频率的影响远小于对系统阻尼的影响。具体而言，当光伏发电系统替代同步发电机G13时，模式1、模式3的阻尼有着显著提升，而模式8、模式9和模式15的阻尼有小幅改善，其他模式则变化不大。当光伏发电系统替代同步发电机G16时，模式1、模式3、模式4的阻尼有不同程度的下降，其中模式4阻尼下降最为明显，而其他模式变化不大。图4为原系统发电机功角在模式1、模式4、模式15情况下的参与因子。由图可知，同步发电机G13在模式1的参与因子相对于其他模式较高，同步发电机G16在模式4的参与因子相对其他模式较高，这就解释了光伏发电系统对不同振荡模式影响大小的原因：光伏发电系统所替代的同步发电机在某模式下的参与因子越大，则该模式受光伏发电系统并网的影响则越大。仿真结果表明，该影响有可能是正面的，也可能是负面的。值得注意的是：由表1和表2对比发现，当光伏发电系统替代某台同步发电机时，系统振荡模式减少了一组。这表明光伏发电系统并不直接参与系统振荡，而这一组模式的减少是由同步发电机的退出而造成的。统替代前后的系统部分振荡模态图。为使分析更为直观，图5中仅显示了模值较大的模态。通过对图5的分析可知，当光伏发电系统替代同步发电机后，系统的振荡模态并无明显变化，这进一步表明了光伏发电系统不直接参与系统机电振荡，也不改变系统原有的振荡模态。
1.3光伏发电渗透率对系统阻尼特性的影响通过上文分析可知，不同光伏发电系统接入位置对系统阻尼的影响不同，因此本文以接入位置节点65和节点68为例，分别取光伏渗透率为0％、5％、10％、15％、20％进行计算，系统关键模式的阻尼计算结果如图6所示。图6列举了光伏发电系统在不同渗透率下变化较大的部分模式。从中可以发现，当光伏发电的接入位置不同时，随着光伏渗透率的提高，对系统阻尼的正面影响或者负面影响将呈增大的趋势。
1.4接入光伏对系统阻尼特性影响的机理研究通过上述分析可知，当光伏发电代替传统同步发电机时，对系统阻尼的影响有可能是正面的，也可能是负面的。由上文分析可知，光伏发电系统不直接参与系统机电振荡，因此其对系统阻尼的负面影响主要来源于其本身不具类似于同步发电机PSS的阻尼控制环节，而当其替代了安装有PSS的同步发电机时，造成了系统阻尼出现一定程度的下降。为研究光伏发电系统对系统阻尼特性的影响机理，在最大功率点处，将容量为10MW的光伏发电动态模型和相同输出功率的恒功率静态模型接入测试系统的节点9与节点1，系统关键振荡模式计算结果如表3所示。由表3可知，光伏发电系统采用动态模型和静态模型对系统关键模式并没有太大影响，这也进一步验证了光伏发电不直接参与系统机电振荡。接入光伏发电对系统的阻尼可能造成一定的正面影响，由于光伏发电对系统关键模态的影响很小，因此这种情况并不来源于光伏发电系统本身与相关同步发电机阻尼转矩的相互作用，而是接入光伏发电改变了系统平衡点，进而引起系统潮流的变化，使得在某些情况下对系统的阻尼呈现出提升的现象。当这种影响超过了光伏发电系统因阻尼控制环节的缺失而引起的负面影响，会使得系统阻尼在某些情况下呈现上升趋势。
2光伏发电系统的阻尼控制研究
由于受光照强度、占地面积等因素的影响，大规模光伏发电基地往往远离负荷中心，需通过长距离输电线路进行远距离消纳。由上文分析可知，高渗透率光伏发电接入电力系统后，由于缺乏类似于同步发电机PSS等设备，因此难以对光伏发电系统进行阻尼控制，可能会对系统阻尼造成一定的负面影响，这给系统安全稳定水平带来了一定的隐患，增加了系统发生低频振荡的危险。以本文测试系统为例，光伏发电系统接入节点68，替代同步发电机G16向区域2进行远距离送电。当区域2中输电线路1－30末端在0．1s发生三相短路故障，在0．2s时该故障清除，则区域联络线52－50的有功响应如图7所示。由图7可知，接入光伏发电后降低了系统的稳定水平。目前常用的办法是在光伏发电基地安装柔流输电系统或者储能设备，这无疑大幅增加了安装、运行以及维护成本。考虑到目前广域测量系统在电力系统的广泛应用，本文将精密测量单元所采集的系统重要数据通过反馈控制环节引入光伏发电的有功控制系统，这给光伏发电系统的阻尼控制提供了一个新的思路。图8为本文提出的光伏发电系统阻尼控制策略，该策略在不改变原光伏发电系统PQ解耦控制的基础上，在有功控制信号电压参考值处引入一个反馈控制环节，以实现光伏发电系统的阻尼控制。图9为光伏逆变器存在的3种结构形式。采用图9a所示的逆变器结构虽控制灵活方便，但在实际运行当中会造成一定的电能质量问题，因此目前光伏并网大多采用如图9b所示的逆变器结构，而图9c融合了低成本与高质量的电能输出的优点，因此成为了未来并网逆变器结构的发展趋势。图8所采用的控制策略仅针对图9a和图9c两种光伏逆变器结构所设计。对于图9b型结构光伏逆变器，仍可采用如图8所示的控制结构，在设计过程中，需考虑到不同控制器之间的参数协调问题，其设计方法与同步发电机之间PSS协调控制设计方法类似，可参考相关文献［13］，本文不再赘述。对于图9a和9c两种光伏逆变器结构，其阻尼控制器设计方法如下：首先选取联络线52－50的有功功率作为控制器输入，控制器输出则附加在如图8所示的光伏发电有功控制环上。根据电力系统低频振荡基本特性，系统阻尼比越大，其受扰后振荡衰减到稳态所需的次数越少，即系统动态性能越好。因此，在对光伏发电系统加入如图8所示的阻尼控制环节后，应使系统中存在的较小阻尼比提升至稳定范围，故控制器参数可采用下式确定。图10为采用本文控制策略前后，区域联络线52－50在与图7相同故障下的有功响应。该图表明，采用本文控制策略能有效实现光伏发电系统阻尼控制，这降低了光伏并网对系统安全稳定水平可能带来的负面影响，提高了互联电力系统对光伏发电系统的接纳能力。
3结论
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关键词：光伏发电；经济分析；发展预测
太阳能是地球能源的基本来源，因此，如何更好地利用太阳光发电，是人类一直面临的一个棘手的问题。太阳能是一项清洁性、安全性的能源，资源的来源广泛且充足，而且其具有很长的寿命，也不像其他能源那样，需要经常维护。基于这些其他能源不具备的特点，光伏能源被视为21世纪最有利用价值的能源。自上个世纪50年代，太阳能的应用已经从太阳能电池发展到如今太阳能光伏集成建筑等多个不同的领域。纵观全世界的光伏产业，也历经了半个世纪的发展，进入到21世纪之后，我国的光伏产业也渐渐地步入了高速的发展时期。因此，本文将以市场分析为基础，由四个方面来深入探讨技术经济：技术、企业产业、国家。
一、光伏产业的优点
光伏产业是一项绿色又环保的能源，因此被看作是一项战略性的朝阳性产业，各国给予光伏发电的很高的重视程度，并给予大力的扶持，原因如下：
1. 《京都议定书》给予各国以压力，迫使各国政府落实积极开发各项清洁型能源，包含太阳能在内，这样有利于减少温室气体的排放。
2. 中东是全球的石油主产区，因此，中东地区的政治趋势一直处于一种紧张的状态。为了保证稳定的能源供应，各国政府不得不大力开发国内能源，其中包含太阳能在内。
3. 像石油、煤炭这些矿物能源在渐渐枯竭，各国政府不得不积极开发包含太阳能在内的可再生能源，这样才能使能源长期供应。
基于以上几个原因，在上世纪末的最后十年，全国光伏发电产业以每年百分之二十的速度高速增长。在新千年以后的三十年中，全球光伏发电产业以每年百分之三十的速度高速增长。
光伏能源是可再生能源中一项独具潜力的能源，它的重要性和战略性日益凸显，世界各国积极出台相关政策和法律鼓励光伏产业。
自1999年来，世界各国尤其是美、日、德这些西方发达国家逐步推出了大型国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划，这在一定程度上推动了世界光伏产业的发展，世界光伏产业是比IT产业发展还快的产业。作为一项可再生清洁能源，在21世纪前半期，光伏发电将发展成最重要的基础能源。
二、光伏发电成本分析
（一）光伏发电成本和影响因素
光伏发电的成本，直接决定了其能否大规模的快速发展，和其在能源供应中的地位。光伏发电的成本主要受两方面因素的影响：光伏发电总成本以及总发电量。光伏发电成本主要是受初始投资的影响，诸如运行维护费、税收等因素则对系统的发电成本影响较小。
1. 初始投资。光伏电站的初始投资主要包含光伏组件、电缆、配电设备、并网逆变器等成本，在这其中，光伏组件投资的成本就占初始投资的一半以上。
2. 发电量。光伏发电系统的发电量受两个因素影响：太阳能资源、太阳发电的效率，与此同时，也受运行方式、线路耗损等因素的影响。因此，在中国与建筑结合在一起的光伏发电系统大多安装在东部沿海地区。
3. 单位电量成本。（也称度电成本）
（二）多种类型的光伏发电系统度电的成本分析
中国光伏发电市场的起步并不早，主要开展了投资补贴、特许权招标等项目，一些技术的经济分析并不能恰当地反映出成本所在，本文主要结合一些典型的运电站数据来分析。
1. 聚光光伏电站的单位投资成本是比晶硅光伏要高的，聚光光伏电站度电成本比薄膜光伏电站要低，但仍然比大规模地面晶硅光伏电站要高一些。
2. 薄膜光伏电站的单位成本比晶硅光伏电站的成本要低，但它的效率也低，而度电成本比晶硅光伏电站高。
（三）光伏发电系统度电成本的变化趋势
光伏系统的成本包含太阳电池组件、功率控制、组阵系统平衡、间接费用这四个部分。在这其中，组阵系统平衡涵盖了支撑组件的框架和支架、电线、基础土建和土地的使用费等。功率控制分为两个方面，逆变器和电器控制系统。简介费用包含涵盖了工程建设的管理费、工程设计费、建设期中的利息、意外的费用、运费等等。
目前，制约光伏发电规模化发展的一大因素就是成本过高。随着电池效率的提高、组件成本的下降以及寿命的延长，光伏发电的成本和平价上网的水平相近，因此，光伏发电非常具有发电的竞争力。
一些国际机构对未来光伏发电的系统度电成本做出了预测：现如今，中国并网光伏的发电单位的初始投资成本大约为15/W，光伏发电装机的容量是3GW。按照中国发电产业现有的发展趋势来看，在技术提升和装备国产化的大前提下，每年的投资成本会有百分之十的下降。
按照《可再生能源“十二五”规划》的要求，到2015年年底，中国太阳能光伏发电的装机容量已经达到14GW。预计到2020年年底，太阳能光伏发电的装机容量会达到40GW，到2030年年底，装机容量会达到200GW。根据测算结果来看，2015年中国光伏发电的单位投资成本也大概是11元/W，2020年将会下降至10元/W，2030年会出现大幅下降，降至4元/W。
太阳电池成本的下降，不仅仅是依靠技术进步，规模化的生产也在一定程度上降低了成本，使得成本有二分之一到三分之一的下降幅度。而系统平衡需要的构建成本也有了明显的下降。目前微电网的发电技术仍处于深入研究的阶段，虽然成本还是很高，但伴随着技术的不断革新和进步，成本也会逐步降低，未来光伏发电技术的前景是巨大的。
2020年前，全球光伏发电的市场还是主要集中于欧盟地区，占到的比例约为百分之四十，2010～2020年，光伏发电在法国、德国、西班牙、意大利等国的地位逐步提升。2020年之后，光伏发电的新兴市场主要是中国、美国、巴西等国，光伏发电技术是重要的可再生能源发电技术。
三、光伏发电发展前景分析
1. 多种光伏电池技术争相发展，第一代晶硅电池具有高校、低廉、使用广泛的主要用途，为市场主导。第二代薄膜电池成本低、耗能少，发展前景良好。第三代新型太阳能电池效率高但价格昂贵，目前仍处于探索阶段。
2. 光伏微电网发电技术的发展方向是高成本和低稳定性
光伏微电网是用光伏发电当作最主要的电源，它可以和其他的储能装置配合，直接在用户负荷周围供电，典型的微电网是可以脱离主网运行的，也可接到主网上运行，这样可以减少配电投资，大大减少了太阳能间歇性对用户带来的影响，这比较适合成本较高的边远山区和对供电有高可靠性的用户使用。
四、发展光伏产业的建议
综上所述，发展我国的光伏产业已经变得刻不容缓了。我国光伏产业的健康稳步发展，是与国家产业政策的宏观调控分不开的，国家各项政策的颁布和落实，将在很大程度上推动我国光伏产业的发展。
1. 政府要做好带头作用，设立光伏产业发展的专项经费，更要在资金、电价、税收等方面制定相应的优惠政策，大力扶持。
2. 技术上既要自主研发，又要学会技术引进，也可以和国内研究共同公关，建立健全一套创新的技术体系。
3. 要以政府作为主导，多元化投资，建立一套完整的产业链，多方参与、共担风险，以更高的水平进行光伏技术师范建设项目。
4. 努力培养国内的光伏市场，制定一套具体的分摊上网电价的实施细则，。
5. 对光伏产业的发展做出合理的规划。对行业标准的制定要加速，提升光伏产业在未来产业中的竞争力。
五、总结
总而言之，太阳能光伏发电是绿色、环保的可再生能源，光伏发电技术的发展前景非常可观，在2030～2050年间，光顾能源和常规能源在价格上会有真正的竞争力出现，因此，这必将成为我国多能互补能源中非常重要的组成部分。
我国的光伏产业需要在市场的规范、设备国产化、提高技术支持、产业链的发展等方面继续努力。只有这样，中国的太阳能光伏产业才能跻身世界前列。
参考文献：
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[3]陈贶，王亮，王满仓.不同容量光伏发电单元的技术经济对比分析[J].有色冶金节能，2014（03）.
[4]刘江建筑.屋顶太阳能光伏发电项目的分析研究[J].能源与节能，2014（06）.
篇6
关键词：光伏电站发电量影响因素
中图分类号： TU271.1文献标识码： A
引言
提高光伏并网电站的发电量，不仅可以提高光伏系统的经济效益，更有利于清洁能源事业的持续发展，优化我国能源结构，促进节能减排。因此必须提高光伏发电量，提高投资的收益率，才能保证光伏产业的持续健康发展，以适应中国强劲的经济增长和节能减排需要。
一、太阳能发电的应用
目前光伏发电主要分为离网光伏发电和并网光伏发电。离网光伏发电系统由于电能需要蓄电池储存，一般蓄电池的正常使用寿命只有5年左右，且蓄电池价格又比较高，所以离网光伏发电系统整体造价和维护成本比较高，不宜将电站做得太大。
光伏并网发电系统，可分为集中式光伏电站并网和屋顶光伏系统并网两种，前者一般为兆瓦级以上，地面电站居多，后者则为几千瓦到百千瓦之间。并网式光伏发电是指通过并网逆变器，将光伏组件的直流电进行转换成交流电力，并入常规电网，与常规电网实现电能的双向传输。当用户欠电时，可从电网中得到补充；当光伏发电过剩时，可将多余电力馈入电网，解决了独立光伏发电不连续、不稳定的问题。
二、太阳能发电的现状
2009年以前，由于发电成本过高，普遍民众承受能力有限，光伏电站建设没有在我国大规模铺开，只是有少数示范项目在运行。2009年以来，光伏产业受到财政部光电建筑补贴政策和金太阳示范工程等的刺激，加上国外光伏市场竞争加剧，企业存在开拓国内市场的迫切需要，光伏电站建设开始在我国一些地区陆续开展起来。光伏发电已经成为可再生能源领域中继风力发电之后产业化发展最快、最大的产业，我国已经是全球最大的光伏产业国家之一。2012年中国光伏装机4.5GW，增速达到66%，累计装机量近8GW，预计2013年新增装机10GW。
目前，光伏电价相对于火电等常规能源已开始具备竞争力。国家发改委《关于完善光伏发电价格政策通知》的意见稿，对下一步光伏发电上网电价提出了新的实施方案，根据各地太阳能资源状况和工程建设条件，将全国分为四类太阳能资源区，制定了相应的标杆上网电价。光伏电站标杆上网电价高出当地燃煤机组标杆上网电价(含脱硫、脱硝电价)的部分，仍然通过可再生能源发展基金进行补贴。
新的意见稿对分布式发电和大型地面电站发电进行了区分。此中，大型地面电站根据各地光照条件的不同，分成四类资源区，施行0.75-1元/度四个区间上网电价；分布式发电电价补贴为0.35元/度。
制定光伏上网电价，既是国家发展改革委价格司一贯的主张，也是业界的呼声，符合可再生能源法的要求，也是一个趋势。作为光伏发电企业，必须通过光伏发电量来保证自己的经营收入，电价是发电企业保证经营收入的基本条件。通过电价机制进行市场调节，符合发电企业经营的基本规律。
三、光伏发电量影响因素
光伏电站进行发电量测算时，除考虑当地光辐照度、日照时间、环境温度等因素外，还要考虑光照入射角对不同种类电池转换效率的影响、电池板不匹配损耗、组件连接损耗、电池衰减损耗、组件遮挡损耗、温度影响、电气设备损耗、设备故障维护损耗等。
1、光照入射角对不同种类电池转换效率的影响
光照入射角包括方位角和倾角，参阅有关文献，多个光照倾角下各类电池组件实际转换效率对比试验，得出结论为：倾角对晶硅电池和非晶硅电池转换效率影响趋势一致，但受倾角影响的转换效率变化幅度晶硅电池弱于非晶硅电池。
2、电池板不匹配损耗
该类损耗影响发电量约1.3%。并网光伏电站的电池方阵进行电池组件串、并联时，理想状态是将工作电流基本相同的串联在一起，再将组件串中工作电压基本相同的并联在一起。但在实际安装时很难做到，而且每一组件，其最佳工作电压和电流不一定完全相同，造成整个方阵的总功率小于各个组件的功率之和。
3、组件选型、安装
3.1组件温度因子
光伏组件温度因子通常为0.45%/度，光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。当它们的温度升高时，不同类型的大多数光电池效率呈现出降低趋势。设计组件安装节点时需注意组件的安装部位通风散热条件是否良好。
3.2阴影遮挡
组件对阴影遮挡非常敏感，当光伏组件上有灰尘或积水造成的污染，根据统计，经常受雨水冲洗的光伏组件其影响平均在2-4%之间，无雨水冲洗较脏的光伏组件其影响平均在8-10%之间。考虑到建设光伏电站的清洗系统不具备条件或成本高，光伏电站设计时需考虑根据当地的主导风向、雨水情况，设计合理的组件安装倾角，使组件尽可能保持清洁。
现在我国绝大部分大型光伏电站都分布在西北地区，而西北地区又是我国沙尘暴比较严重的地区，灰尘对电站发电量的影响直接决定了投资人的投资回报率，所以建议光伏电站的管理人员能提高对降尘损失率的重视程度，做好定期的清洗工作；及时处理阵列间杂草，防止杂草阴影落到组件表面上等。
3.3组件的差异性
组件存在凡是串连就会由于组件的电流差异造成电流损失，凡是并连就会由于组件的电压差异造成电压损失的问题。组合损失可以达到8%以上，对发电量影响非常大。
为了减少组合损失，应该在电站安装前严格挑选电流一致的组件串联。组件的衰减特性尽可能一致。根据国家标准GB/T--9535规定，太阳电池组件的最大输出功率在规定条件下试验后检测，其衰减不得超过8%；必要时加装防反隔离二极管。
3.4组件的PID效应
光伏组件的电位诱发衰减效应（PID，PotentialInducedDegradation）引发光伏电站在工作三、四年后发生发电量大幅衰减。PID的真正原因到目前为止没有明确的定论，但各个光伏电池组件厂和研究机构的数据表明，PID与电池、玻璃、胶膜、温度、湿度和电压有关。因此建议采购组件时明确要求把抗PID写入合同，并随机抽检。
4、电池衰减损耗
该类损耗影响发电量每年减少约1%。多晶硅光伏组件的老化衰减，主要是由于电池的缓慢衰减以及封装材料的性能退化所造成，导致组件主材性能退化的主要原因是紫外线的照射。
5、遮挡损耗
该类损耗影响发电量约 5%。实际运行中，当电池方阵表面沉积灰尘或积雪时没有及时清洗，或有树叶、鸟粪等遮挡物长期存在电池组件上，不仅会影响系统发电量，而且遮挡物形成局部阴影，使组件局部长期发热，甚至引起热斑效应，产生的温度超过一定极限将会烧爆玻璃。
6、温度影响
该类损耗影响发电量约4.5%。太阳能电池组件的额定功率是在标准测试条件下测定的，如果运行时，电池的温度高于25℃，输出功率将会减少。因为电池组件的光电转换效率随温度的增加而下降，太阳能电池温度每升高1℃，功率减少0.35%。
7、电气设备损耗
该损耗包括逆变器损耗、变压器损耗、直流和交流电缆损耗，影响发电量分别约为3%、2.5%、2%。
8、系统故障及维护损耗
该类损耗影响发电量约0.5%。实际运行中，发生电池组件破损、汇流箱内公母头烧损等故障后进行维护处理会影响发电量。
结束语
总而言之，在并网光伏电站的建造过程中，要重视每个细节、具体步骤，使得光伏方阵面上尽量接收到最多的太阳辐射量，同时在每个环节减少能量损失，人为控制改善光伏电站的系统运行环境，促使光伏电站发挥最大的经济和社会效益。
参考文献
[1] 杨金焕. 并网光伏电站发电量的估算[A]. 第11届中国光伏大会暨展览会会议论文集[C], 2010, 1347 － 1351.
篇7
【关键词】节能 太阳能 光电建筑 并网光伏发电系统
前言：
太阳能光伏发电原理：太阳能电池芯片是具有光电效应的半导体器件，半导体的PN结被光照后产生电流，当光直射太阳能电池芯片，被吸收的光激发被束缚的高能级状态下的电子，使原子核和电子的结合力降低，电子摆脱原子核的束搏成为自由电子，这些自由电子在晶体内向各方向移动，余下空穴（电子以前的位置），当外部环路被闭合，电流产生，即光生伏特效应。光伏发电具有可再生性、清洁性、灵活性、使用寿命长等优点，但也具有安装成本高、择时性、天气影响变化大等缺点。光伏发电系统中光伏组件、逆变器为核心部件。在我国，光伏发电处于大力发展阶段，国家扶持政策较多，是一种新型绿色能源项目。大家应保护好人类赖以生存的地球环境，实行低碳建筑，低碳生活，每一个人都应该承担起这份社会责任。
光伏发电与建筑物相结合，通常称“光电建筑”，光电建筑主要有两种结合方式：一是光伏系统与原有建筑物二次结合，称为“普通型”，此类型光伏系统通常安装在建筑物屋顶居多（图一）；二是光伏系统与新建建筑物一次结合，称为“建材型”，此类型光伏系统常与建筑物幕墙集成在一起（图二）。光伏发电系统分为并网发电系统、独立发电系统、并网与独立相结合发电系统。按照目前光电建筑的发展趋势，用户侧光伏并网发电系统在光电建筑中应用较广，投资成本较低，投资收益稳定，开发潜力大，还可以缓解用电高峰期电网供电压力，本论文着重考究光电建筑“普通型”用户侧并网发电系统的技术开发。
1、光电建筑的应用优势
国内外光电建筑推广力度较大，光电建筑具有节能、节地、节材、降低环境污染等优点，高效、经济、环保等特点。
（1）光电建筑发电系统产生的是清洁能源，不会污染环境。太阳能是一种再生能源，取之不尽，用之不竭，既清洁，又免费，光伏发电对生态环境没有副作用，可以保护好社会环境，实现可持续发展。
（2） 光电建筑发电系统一般安装在闲置的屋顶或外墙上，无需占用新土地，尤其对大中城市土地资源紧缺更为重要，既可综合利用建筑屋顶或墙面，又可为居民、厂区生产、商业提供绿色电能。
（3） 在白天用电高峰期，此时也是光伏发电最好的时段，光电建筑所发电量可以满足自身建筑用电需求，从而缓解了高峰期电力需求的紧张状态，对电网起到调峰作用。
（4） 光电建筑发电系统安装在建筑屋顶、外墙壁等护结构上，降低了建筑屋顶或墙面日晒温度，减少了墙体热量、室内空调负荷，有降温隔热的作用。因此，既节约了能源，又确保室内空气质量，从而达到“节能减排”的作用。
（5） 光电建筑所发电量可就地消纳，在一定的距离之内节省了电站输送电网的设施投资；对于联网系统用户来说，发电系统还能为其它建筑用户供电，与远程输电线路相比，线损更小，输电成本更低。
（6） 光电建筑发电属于“零排放”，无污染的小型发电站，是世界范围内大力倡导节约能源、环境保护所寻求的重要途径之一。
（7） “建材型”光电建筑光伏系统与幕墙的集成结合，既美观，又节能；“普通型”光电建筑光伏系统与屋顶的附着结合，既可降低屋面防晒、防水维护成本，又可为建筑提供大量的绿色电能，是一种新兴项目。
（8）发展光电建筑项目，可以极大地消纳国内光伏上游产品，带动社会经济，既抵御国外反倾销策略，又推动国内光伏产业的良性发展。
总之，就目前的情况来看，光伏发电与建筑物的结合设计研究已成为建筑行业、电力行业的研究重点。两者的紧密联系、相互结合，大大地促进了现代经济增长，在今后将会更多地应用于居民、商业、工业中。
2、光伏发电系统在光电建筑中的设计
（1）“建材型”光电建筑
“建材型”光电建筑是将光伏电池与建筑材料集成，光伏系统发电部分的器件作为建筑构件使用。由于一般建筑物的护结构表面通常采用外墙涂料、幕墙、各式外墙面砖等，目的是保护结构主体和装饰建筑外表，而光电建筑将光伏系统发电部分的器件代替部分建筑幕墙构件，从而增强建筑物外观的美观性、实用性，这样，既可当作装饰建筑外表的装饰材料，又可用来发电，所发电量供建筑物内部照明、暖通、办公设备等使用，发挥节能减排的作用，促进绿色建筑的发展。不仅具有建筑护功能，而且产生绿色电能供建筑使用。
“建材型”光电建筑光伏系统一般由钢构件、玻璃光伏方阵、线缆、线槽、防雷、汇流箱、逆变器、并网柜、监控设备、计量保护设备等组成。在系统设计中，应加大玻璃光伏方阵的设计深度，重点考虑采光、遮阳、荷载受力、防水、美观等因素；为了提高运行效率，对逆变器的选型也相当重要，选择与系统匹配的逆变器。
（2）“普通型”光电建筑
“普通型”光电建筑是将光伏方阵附着在建筑物表面使用，相当于二次结合，当今主要形式为并网型屋顶光伏发电系统，由混凝土基础、型钢支架、光伏方阵、线缆、线槽、防雷设施、汇流箱、逆变器、并网柜、监控设备、计量保护设备等组成。一定数量的光伏组件组串成规则的光伏方阵，光伏方阵产生的电流经汇流箱汇流后，再经并网逆变器逆变成交流电，通过并网接入、计量保护、监控等设备与市电汇合，同步运行。光电建筑并网型光伏发电系统作为市电的补充电源，设计灵活性大，比“建材型”光电建筑投资成本更低，实用性更强，发电量更多，系统发电效率更高，是光电建筑首选的发展趋势。
并网型屋顶光伏发电系统（图三）就地并网，所发电量及时消纳，不需要配备蓄电池，既节省投资，又可降低运维成本，充分利用建筑屋顶资源，为用户生产绿色电能，发挥光电建筑的实质作用。
图三 用户侧并网发电系统
在并网型屋顶光伏发电系统的设计中，应注重以下环节：
（1）合理进行光伏系统并网接入设计，充分评估用户历年电量消纳情况。
（2）保持光伏方阵组串的平衡性，又要与系统其它设备相匹配，光伏方阵布置整齐、规范、美观；在满足抗风抗压的条件下，选择耐候防腐的型钢支架；计算好最佳方阵倾角，最大化接受太阳能辐照，以保证最大发电效率。
（3）逆变器是光伏发电系统中的关键设备，高效的逆变器是系统稳定运行的有力保证，应性能可靠、转化效率高；直流输入电压有较宽的适应范围；具有保护功能；波形畸变小、功率因数高，满足电网要求；监控和数据采集功能兼容性好等。
（4）汇流箱、并网柜的配置应保护灵敏、操作安全。位置设计合理，以降低线路损耗。
（5）线缆型号应保证载流安全、耐温、耐候、抗腐、绝缘性能好等。
（6）防雷设计范围广、安全可靠，选定合理的防雷等级。
（7）计量保护设备应数据计量准确、安全保护可靠、操作便捷等。
（8）监控设备应数据采集精确、与软件兼容性高、回馈速率快等。
（9）系统发电效率主要取决于光伏阵列的排布、逆变器的转换效率，还与环境温度、光伏组件表面清洁度、线路损耗、变压器损耗等因素有关，按照经验计算，通常系统效率取值在75%～85%之间。
篇8
近几年来，我国光伏产业经历了高速发展期。特别是在2007年，我国光伏产业呈现出爆发式增长，使得我国一跃成为全球第一大生产国；而且，高纯多晶硅技术以及其他许多关键生产技术装备的研发和国产化工作也取得令人鼓舞的进展。
但是，2007年以来，我国光伏产业也集中爆发了一系列相互关联、引起高度关注甚至激烈争议的问题，主要包括：不协调的产业链结构、绝大部分产品出口国外的市场格局、生产过程导致的国内高能耗和四氯化硅环境污染、全球技术和市场竞争加剧下的产业风险和可持续发展能力、光伏发电的商业化前景和时间表等。这些都是当前广受热议的焦点问题，也是推动我国光伏产业发展和太阳能利用的重大问题。
二、国内外光伏产业的最新进展和发展趋势
(一)我国光伏产业的最新进展
近几年来，我国光伏产业经历了爆发式增长，已基本形成了涵盖多晶硅材料、铸锭、拉单晶、电池片、封装、平衡部件、系统集成、光伏应用产品和专用设备制造的较完整产业链。产业链各个环节的专用设备和专用材料的国产化加快，许多设备完全实现了国产化并有部分出口。截止到2007年底，全国太阳能电池和组件的生产能力分别达到2.9GWp和3.8GWp，当年产量分别比2006年增长148％和138％，达到1.1GWp和1.7GWp，均占世界总产量的27％以上，使我国成为全球第一大太阳能电池和组件生产国。2007年我国光伏产业的销售收入也增加到1000亿元，从业人员达到8万人以上。
特别是多年持续严重制约我国光伏产业发展的高纯多晶硅制造技术，在这两年内实现了重大技术突破。在科技部和国家发展改革委等有关部门支持下，2007年新光硅业、洛阳中硅、江苏中能等3个企业分别建成了千吨级高纯硅生产线，使得全年高纯硅产量大幅增加到1130吨。2008年，随着江苏中能二期和重庆大全的各自1500吨多晶硅工程的建成投产，预计国内超纯多晶硅的全年产量将超过4000吨。而且，重庆大全和江苏中能公司实现了还原尾气回收利用技术和多晶硅还原炉制造技术的重大突破；据介绍，综合能耗已降到150-180kWh/kg(使得成本降低到约50美元／kg)，显著低于其他国内同类企业的250-300kWh/kg，主要物料的综合回收率也超过98％。最近，江苏中能等一些国内企业还在积极准备开发引进流化床法、硅烷法等新型高纯硅生产技术，可望使高纯多晶硅生产的综合电耗降至2050kWh/kg，成本降至15-25美元／kg。据不完全统计，目前全国至少有33家高纯硅生产企业的一期工程产能总计约为4.4万吨(规划总产能高达8.8万吨)，如果这些项目能顺利建成投产，预计我国2010年的多晶硅产量将超过3万吨，将从根本上缓解高纯硅材料的供需紧张的矛盾。
随着我国光伏产业的迅速发展壮大，不少地方和企业近年来积极建设MWp级并网光伏系统(主要是建筑屋顶光伏系统)。据不完全统计，截止到2008年5月，全国已建和在建11个MWp级并网光伏系统，大部分预计在2009年建成。一些光伏设备制造企业还积极探寻建设更大规模光伏发电站的机会；江苏等省份还提出制定“万个太阳能屋顶计划”。我国第十届中国太阳能光伏会议的《常州宣言》提出了非常积极的目标，力争在2015年前使光伏发电成本下降到1.5元／kWh，在10年内使光伏发电量占到全国总发电量的1％，这意味着大约500亿kWh的年发电量和超过4000万kW的装机量。
(二)国际光伏产业的进展和发展前景
在国际上，光伏发电产业得到了许多国家的持续政策扶持，光伏发电的成本也随着太阳能电池技术进步、硅原料和组件供需形势逐步缓解而快速下降，使光伏发电成为增长速度最快、初步实现规模化发展的可再生能源发电技术。
日本2008年恢复了中断两年的居民屋顶并网光伏发电系统的投资补贴政策。美国目前30多个州都实施屋顶并网光伏发电净电量计量法政策；美国联邦政府2008年又延长了光伏投资税减免政策。德国继续对光伏发电实行为期20年的固定电价，2008年平均上网电价为45.7欧分，kWh。
国内外光伏产业界已开始描绘以居民销售电价和峰谷电价为临界点的并网光伏发电商业化时间表。德意志银行预计多晶硅太阳能电池技术的发电成本最低可降到$0.1/kWh以下(约合0.7元人民币，kWh)，乐观估计大约在2015-2016年左右可降到$0.15/kWh(约合1元人民币／kWh)，使得光伏发电将于2010-2013年期间首先在日本、德国、西班牙等实行较高平均零售电价的国家开始商业化发展。
在扶持政策和发展前景激励下，2002年以来，全球光伏发电装机年均增长率超过40％。2007年全球新增装机量同比增长62％，当年统计安装量为2.83GWp，累计总装机容量大约为12GWp。据有关预测或展望，未来数年全球光伏市场将以大约60％的速度增长，2020年累计装机将达到200GWp，绝大部分为并网光伏发电。
值得注意的是，2007年以来愈演愈烈的金融危机乃至可能的经济危机，预计会减弱全球光伏发电市场增长速度，并影响光伏设备制造业的发展。主要原因包括：一是全球金融危机普遍增加融资难度，而资金密集型的光伏产业也不能独善其身；二是国际能源价格(以油价为代表)的大幅回落将扭转各国销售电价持续增长的趋势，从而延迟光伏发电实现电网平价(gridparity)的时间点；三是各国在金融危机和财政能力影响下，其今后的光伏产业补贴政策将存在一定的不确定性。
三、我国推动光伏产业发展和市场应用的障碍和挑战
虽然我国光伏产业近年来实现了长足进步，但也存在不容忽视的技术、环境和市场风险；近期推动国内光伏市场应用也面临成本高、上网难、缺乏经验等障碍。
(一)国内光伏技术仍存在总体水平不高、内在竞争力不强和短期环境风险
由于我国光伏产业发展历史短、基础研究工作薄弱，目前我国光伏技术总体水平仍然不高，太阳能电池及组件的效率和质量水平仍然普遍低于世界先进水平，在新型高效的太阳能电池和高纯硅生产技术的研究开发方面也落后于欧美日发达国家，许多装备主要依赖国外引进。因此，目前我国太阳能光伏产业仍主要依靠市场驱动而非技术驱动，缺乏强大的内在竞争力。特别是目前国内大多数高纯多晶硅企业仍面临物料闭路循环和废液废气污染物回收处理等方面的技术瓶颈，存在四氯化硅副产品的环境污染风险，成为我国高纯硅行业发展的重大制约因素。
(二)产业和市场发展不平衡，不利于产业持续稳定发展和节能减排
过去几年内，我国光伏产业界抓住欧美国家光伏市场的快速增长的机遇，利用国内人力和资源成本较低的比较优势，实现了迅速起步与发展壮大。但业界普遍预测，由于近年全球光伏产业的产能迅速扩张以及金融危机影响，未来两年内世界光伏组件和高纯硅材料市场将呈现供过于求的趋势，使光伏产业面临大规模洗牌。
最近我国光伏企业已普遍停止扩产、削减产量。在这个洗牌过程中，利润率最高的环节也将逐渐转向下游的光伏发电运营业，使得出售光伏电力比出售光伏组件和系统具有更长远稳定的回报，这也是传统光伏产业界(光伏设备制造业)日益重视、极力呼吁启动国内光伏市场的根本原因。但是，我国光伏市场的发展却滞后于国内光伏产业和国际光伏市场，2007年我国新增光伏发电装机量为20MWp，仅为当年国内太阳能电池产量的2％和全球总新增装机量的0.71％，其中并网光伏发电装机仅为2MWp。因此，目前这种产业和市场格局意味着我国光伏产业面临日益突出的市场风险。而广受争论的光伏产业的高能耗问题，其实质问题也在于产业和市场发展不平衡，即取决于国内光伏产业链建设和国内外市场的选择。相关研究已达成基本一致的结论，目前多晶硅太阳能光伏发电系统的生产过程所耗能量的回收期只有两到三年。但是，如果在国内生产高纯硅料及硅棒／锭和硅片(占光伏系统生产总能耗的70％-80％)、在国外应用光伏发电系统，则光伏产业对我国而言即是高能耗的出口加工业。
(三)光伏产业在近中期仍缺乏足够经济竞争力，有赖于政府政策扶持
并网光伏发电的初投资目前大约为5-6万元／kW，预期上网电价3-5元／kWh，离网光伏系统的投资和供电成本更高，需依赖优惠的价格和财税政策扶持。最近数十年全球光伏市场的重心随着各国光伏市场政策的变化而先后从美国(1996年以前)转移到日本(1996-2002年)和欧盟(2002年以来)，即充分反映了全球光伏市场的需求主要是由扶持政策推动的。目前我国还未制定比较系统完善的光伏发电经济激励政策，全国已建成的100多个并网光伏发电项目中只有2个项目在2008年6月经国家发展改革委准予享受4元／kWh的优惠上网电价，有待于加快制定必要适度的财政补贴和优惠上网电价扶持政策。
(四)有待于制定落实光伏发电上网的具体政策措施
由于光伏发电系统增加了不可调度的电力装机，目前的技术标准也没有关于无功补偿以及电网调度等问题的相应标准和管理规程，使得电力部门不愿接受光伏发电上网。我国已建成的光伏并网发电示范项目都处于试验性并网状态，不允许光伏电力通过电力变压器向高压电网(10kV)反送电，只允许在低压侧(380V/220V)自发自用。因此，目前我国还缺乏真正的光伏发电上网项目和充分的经验。
四、关于我国光伏产业发展道路的探讨
为应对根据我国光伏产业面临的挑战，切实建立符合国情的产业发展道路和政策措施，我国需要正确处理产业、技术和市场的关系，解决以下三个主要问题。
(一)如何增强国内光伏产业的技术水平和持续发展能力
产业发展从根本上取决于技术驱动(竞争力增强)和市场拉动。虽然不少业内人士呼吁立即启动国内规模化并网光伏发电市场以支撑我国光伏产业，但目前的高成本使得大规模发展光伏发电目前仍难以承受。而且，如果我国在当前启动大规模光伏市场和补贴，必将立刻扭转光伏市场的回落趋势，推高光伏发电成本。另一方面，国际光伏市场仍保持增长态势，仍为国内光伏产业提供了必要的支撑。鉴于此，近期仍要努力通过技术进步、健全产业链、巩固开拓国际市场、建设国内示范项目来进一步降低成本、增强产业的持续发展能力。在产业链中，太阳能电池和组件制造业符合我国的人力资源优势和扩大就业政策导向，仍是应首要鼓励发展的环节。自主化生产高纯硅是中国光伏产业降低价格的必由条件，但必须重点支持清洁高效、低成本的高纯硅生产技术的研发和产业化。
(二)近中期国内光伏市场应确立的主要发展方向
由于欧、美、日等国家早已实现电力普遍化服务，其太阳能光伏的推广应用在上世纪90年代就瞄准了并网光伏系统(主要是屋顶并网光伏系统)，并于近年来加快大规模应用，包括大规模地面并网光伏电站。而我国目前还有大约100万无电户需要在2020年以前采用光伏和风光互补发电系统解决用电问题，潜在市场容量为200-1000MWp(1GWp)，应成为近中期首要考虑、予以扶持的光伏市场。虽然某些企业认为必须依靠并网光伏发电而非离网发电来支撑光伏产业发展，但其实质问题在于只有并网光伏发电才能使得光伏企业进入下游市场并实现稳定售电收入，故而光伏企业十分热衷于并网光伏发电。不过，从政府的公共服务责任和有限财政资源来看，我国近期光伏发电的首要方向仍然是面向无电区的电力建设，同时可根据相关科技攻关和前期产业化工作要求建设一批并网光伏系统／电站，为启动大规模并网光伏发电市场做好技术性准备。
(三)我国应制定光伏产业和国内市场应用扶持政策
按照前述的光伏产业政策目标和国内市场应用方向的相关思路，我国在当前和近期仍要坚持并加强相关科技、财税、外贸优惠扶持政策，以进一步提高核心技术能力、完善产业链条、扩大中游电池组件产业能力及国际市场份额。另外，根据国内无电区电力建设和并网光伏发电示范项目建设的需求，予以必要适度的财政补贴和优惠上网电价支持。鉴于我国还没有并网光伏发电的充分经验和可靠成本评估，也缺乏相近电价的支撑，而且地区差别较大，故而难以立即制定颁布统一的固定电价，而需要通过招标等途径探索相关经验，积累必要数据。
五、结论和建议
我国的光伏产业通过持续开展技术研发和市场化运作，迅速建立了基本完整的产业链，使我国一跃成为世界太阳能电池和组件生产大国，为我国加快开发利用太阳能资源初步奠定了坚实基础。但是，光伏发电价格仍然高昂，我国光伏产业仍未完全摆脱“低水平扩张的出口依赖型产业”特征。为此，我国在近期宜制定实施以“提高技术和产业持续发展能力、促进经济发展和增加就业、提供国内电力普遍服务”为中心目标的产业发展战略和政策，近期应抓紧开展如下工作。
(一)大力加强先进技术的研发和产业化，扶持“技术推动型”的光伏设备制造业
要重点研发清洁高效、低成本、新型的高纯硅和太阳能电池生产技术，近期重点支持企业逐步完善改良西门子法，开展流化床法、硅烷法、冶金法等新兴高纯硅生产技术研发和产业化工作。应支持技术领先的企业扩大产能，建立国家光伏技术研发和产品检测中心。要加强相关科技、财税、外贸优惠等扶持政策，鼓励支持发展符合我国的人力资源优势和扩大就业政策导向的太阳能电池和组件制造业，巩固和扩大国际市场份额。
(二)稳步开拓“离网和并网并行，不同阶段各有侧重”的国内光伏应用市场
在近期(估计2015年前)，应在难以延伸电网或建设水电站的无电地区加快建设光伏电站和推广户用光伏系统，另外根据技术研发和项目示范工作需要建设一批集中并网的大型建筑屋顶光伏系统、分散并网的居民屋顶并网光伏系统及新型太阳能建筑一体化光伏系统。在中期(估计2015年左右)，随着无电区电力建设接近尾声和光伏发电成本趋近销售电价，首先扩大建筑屋顶和建筑一体化并网光伏市场，并稳步建设地面并网光伏系统。在长期(预计2020年以后)，随着光伏发电成本接近常规发电成本，全面扩大各类并网光伏市场。
为此，近期应研究制定用户侧低压端光伏系统的发电上网和电量监控技术规程，制定颁布针对工商业和居民的“净用电量计费”管理办法，制定实施投资补贴和税收优惠政策；制定大型地面并网光伏电站示范项目的实施投资经营主体和上网电价的招标办法等。在中期(2015年左右)，随着经验和成本数据的积累再引入建立“控制总量规模的固定电价制度”，为在2020年后全面实施固定电价制度做准备。
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【关键词】农村；光伏发电；评价模型
一、研究背景
近年来随着经济的快速发展和农民收入的连年提高，农民家庭的用电设备出现了快速增加势头，相应的农村地区的用电量也出现了快速增长，尤其是在夏季高负荷季节和节日时刻更是经常出现供电难以满足负荷的现象，这对电源建设和电网建设都提出了更高的要求。当前，中国相关部门出台了一些新能源发电相关补贴政策，而中国农村的建筑多以平房或低层小楼为主，有着发展光伏发电的先天性位置条件，这就给农村屋顶光伏发电带来一定的发展机遇。
二、农村发展光伏发电的优势及劣势分析
从物理布局上看，光伏发电要占用较多的土地面积，城市人口密集，人均建筑接触日光面积较小，因此不利于发展光伏发电。而农村人口密度较低，居民建筑多是平房或低层楼房，人均建筑接触日光面积较大，而且闲置或废弃的场地较多，这都给光伏发电提供了很多的安装地理位置。相较风电、生物质发电等其他发电方式，光伏发电占地面积更小，甚至不用占地面积，据相关统计，光伏发电、风电、生物质发电三者的占地面积比大概为1：10：100，农村光伏发电占地少的优越性非常明显。从光伏产业本身来看，随着光伏产业技术的进步和规模效应的显现，其制造成本也在呈现下降趋势。从历史来看，光伏材料成本相较刚出现时也已经出现了大量的下降。从全球范围来看，中国是一个光伏组件制造大国，目前面临着外需不足和西方贸易制裁的不利，国内光伏产业面临着产能过剩的局面，光伏价格处于一个下降的通道，这也为光伏组件在农村的销售提供了便利条件。尽管如此，光伏发电在农村发电也面临着一些劣势。光伏组件相对农村居民收入来讲仍是一笔不小的支出。农村居民的素质相对来说较低，多数都不愿也无力进行中长期的投资投入产出核算。因此，化解农村居民的财务核算劣势也是构建农村光伏发电经济型评价模型的原因。
三、影响农村光伏发电的经济因素分析及模型构建
单位装机年发电量Q：在光伏材料一定的条件下，该数值主要与当地的年平均日照时间有关，在进行投资经济性测算时，为简化起见，可以根据历史平均日照时间来测算该地农村的年发电量。光伏设备使用寿命L：该因素是决定净现值大小的一个很重要的因素。初始单位装机光伏设备投资I：光伏材料不同，初始投资也不同。政府对于光伏单位装机的一次性购买设备补贴A：政府的补贴方式可能会因为时间和其他因素而出现形式上的不同，在模型具体数据处理过程中，可以折算成投资初期的现值。农村居民用电消费价格P：针对不同地区的农村用电，价格可能会有所不同。模型中的p应该是未来一段时间内的售电平均价格。国家对光伏发电的电价补贴C：在不同的时间和地区，这个数字可能会出现不同。折现率R：由于光伏发电设备的使用寿命较长，该因素必须要考虑在内，对于不同的地区来说，资金的使用效率也会有所不同，因此该数字根据不同的地区可以有机动的变化。光伏发电并网政策：不同的并网政策不仅会对农村光伏发电的经济型产生重要的影响，还会对农村的电能使用效率产生重要的影响。在理出影响模型评价结果的主要因素后，我们可以根据技术经济学原理建立模型，这里利用静现金流量方法，即NPV法。分两种情况考虑（这里不考虑设计光伏初次安装和后续维护的人工及相关成本），当农村光伏发电不能卖给电网时，也就不存在上网电价补贴了，因此这里的p指的就是未来一段时间内的售电平均价格。NPV=-I
根据模型，农户居民和政府可以判断自己的投资及补贴是否合理。对影响NPV的因素进行敏感性分析，进而制定自己的方案。
参 考 文 献
[1]刘佳.独立光伏发电系统在农村的应用[J].农村网络信息.2012（3）
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【关键词】新能源，力控，实时监测
随着计算机技术、网络技术和数据库技术的发展，在电力行业激烈竞争的条件下，要实现行业利益、员工利益和社会利益最大化，那么改造或抛弃传统的控制与监控系统模式、设计新的高速高效和稳定的控制与监控系统结构已成为必然趋势，或在原有系统中增加新的功能、新的监测方式及其它信息化渠道也已成当务之急。从20世纪50年代至今，从以计算机技术为基础的各种电力企业信息技术应用系统到今天的企业技术信息系统、制造自动化系统、计算机控制系统、生产数据采集监测系统、管理信息系统、质量信息系统、管理信息化系统，企业资源计划等等。从这个发展趋势来看，也就决定了企业信息化系统建设的必然性。生产数据采集系统是实现企业信息化建设的一部分，是建设中的关键。
一、监控系统结构和概述
光伏发电系统有机组布置范围广阔，对自然环境要求高等特点，光伏发电监控系统专为中小型光伏发电系统而设计，系统涉及了当前先进的数据采集、监测分析和控制策略软件技术，本系统利用ForceControl6.1组态软件进行二次开发，实现系统的控制盒监测。
二、监控系统功能
1.监控系统显示光伏发电系统的运行数据。如太阳能板电压、太阳能板电流、蓄电池电压、蓄电池电流等，系统将下位机的数据调入上位机并在计算机上显示，也可以用曲线或报表的形式直观地显示出当前系统的运行状态。
2.监控系统可以控制光伏发电系统的运行状态，如控制PLC主机使太阳能电池板作水平或垂直移动或作自动追日控制。通过通过软件控制可以调整系统状态。
3.系统能够及时显示光伏发电系统运行过程中发生的故障。在显示故障时，能显示出故障的类型及发生时间，以便运行人员及时处理及消除故障，保证风电机组的安全和持续运行。
三、监控系统二次开发环境
1.数据库组态。设置监测点之前进行系统的通讯设置，然后进入数据库进行组态设置，如图2所示。在数据库中可以选择模拟量或者数字量，变量也有自身的属性，例如“基本参数”、“报警参数”、“数据连接”和“历史参数”等。一般情况光伏发电系统中对仪表数据的监测要建立模拟I/O点；如果对系统进行自动控制则要建立数字I/O点；如果要得到两个点位运算后的结果则要建立运算I/O点。并且注意不同的功能要在不同的区域内建立监测点，避免出现互相干扰状况。
2.监控曲线开发。光伏发电系统中监测到的数据是实时的，所以相应的曲线也是跟随数据实时变化的。在实时曲线开发界面，要设定曲线的名称、最大采样、取值类型、样式、标记、颜色、类型、变量、低限、高限、小数位数等参数。然后将曲线与系统数据进行连接。
四、监控系统开发原则
1.高可靠性。监控系统的设计，应考虑最少的停机时间。系统的主要环节都不应该有单点故障，这些地方包括系统的核心设备和同关键生产环节相关的节点。当网络某单个节点或关键部件发生故障时，应该能在最短时间内恢复，不影响系统运行。
2.安全性要求。安全要求包括了自动化控制网络和其它网络之间在保证数据单向传输的前提下安全隔离。最大限度的保证网络的安全可靠。对内部网的访问要能够提供较强的控制手段，其中包括对网络上的终端用户采用相应的验证手段，以及对内网中网络病毒的传播防范手段。
3.可扩展性。在实用、可靠的基础上，应考虑系统以后的需求和发展。即整体规划，分步实施的原则。
4.可管理性和可维护性。对系统的二次开发必须考虑很好的系统管理性和维护性，选择的软件硬件都应有远程诊断，远程管理功能。
结束语：基于力控ForceControl6.1监控组态软件而搭建的光伏监控系统，能实现监测数据信息共享、交换，能够满足国家电力系统二次防护要求。在进行远程数据采集和控制时，保证光伏发电系统数据的实时性和可靠性。通过光伏特性模型实时调整机组的最优性，能够为新能源事业保驾护航。
参考文献：
[1]夏庆观.风光互补发电系统实训教程.北京：化学工业出版社.2012年第1版
