太阳能发电技术在变电站中的应用技术研究[摘要]国家电网公司结合能源资源的禀赋特点和经济社会持续快速发展的实际情况，确立了发展“坚强智能电网的战略目标。坚强智能电网是具有坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放和友好互动内涵的现代电网，其发展建设的一项重要内容就是发展清洁能源。[关键词]坚强智能电网，变电站；光伏发电；清洁能源；站用变；中图分类号：S267文献标识码：A文章编号：1009-914X（2018）18-0343-011.太阳能发电技术应用分析1.1太阳能发电原理如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子-空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。1.2太阳能发电技术构成光伏发电系统是由太阳能电池板，蓄电池组，充放电控制器，逆变器等设备组成。太阳能发电技术构成如图1：太阳能板将太阳能光能转换成电能，通过控制器对蓄电池充电和对直流负载进行供电。太阳能板产生的直流电通过逆变器产生交流电对交流负载进行充电。2.变电站中电力设备电源供给方式在变电站中电力设备电源供给方式主要有两种：站用交流电源和站用直流电源。3.变电站内太阳能发电技术应用方式依据光伏发电系统的特点，结合变电站内用电负荷的特性和规律，变电站内接入光伏发电系统的方式主要有以下三种：方式一：接入站用交流系统；方式二：：接入站用直流系统；方式三：接入站内微电网系统3.1接入交流系统接入站用电交流380V系统，通过站用电380V母线实现对所用电系统供电；在白天发电给站用电负荷供电，并将多余电量馈入电网，晚上、阴雨天时发电量不足时，由所内站用变对负荷供电。向站用电系统供电的光伏发电系统拟采用并网运行模式，即站用电由两个电源供电，其一是光伏发电系统，其二是站用变。当阴雨天或夜晚，站用电负荷完全由站用变供电；而当白天有日照时，站用电由站用变和光伏发电系统共同供电。3.2接入直流系统在白天有日照的情况下由太阳能光伏系统源源不断的产生电能向变电站内的直流系统供电，同时再和变电站原有的交直流系统连接，通过光伏控制器来实现当光伏发电系统发电量不足时的电源自动切换，增强直流系统供电的可靠性。其特点是在变电站原有直流系统基础上，增加了太阳能电池组件和光伏控制器，太阳能电池组件方阵在太阳的照射下产生并输出电能，经光伏控制器稳压输出接直流系统合闸母线上。在充电机输出回路上加接防反充二极管，因光伏控制器内部已有防反二极管，故不需外加二极管。这样，当太阳能电池组件输出电压在直流系统要求范围内时，由光伏系统给直流系统供电，同时向蓄电池充电，此时充电机输入端交流接触器受光伏控制器控制而断开。当太阳电池组件输出电压不符合直流系统要求范围时，光伏控制器自动停止输出且控制充电机输入端交流接触器吸合，此时由充电机给变电站直流系统供电。3.3接入微电网系统微网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以弧立运行。微网组成结构示意图如图2：将太阳能接入站用电系统，对原有站用储能整流系统改造为整流/逆变系统，则可以构成一个可靠的站用电微网系统。该系统主要可以实现以下功能：1）微网内电源包含有光伏发电和储能设备，构成光储微网系统。通过微网控制系统监控分布式能源运行数据，调整运行策略，控制运行状态。2）光储微网系统独立运行时，储能设备作为微网独立运行时的主电源。考虑到微网独立运行的可靠性，假设光伏发电系统退出运行时，主电源的功率大于微网内所有负荷的功率时，微网系统会根据实...