光伏發(fā)電國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1、光伏發(fā)電國內(nèi)外研究現(xiàn)狀太陽每天輻射到地球上的能量為1.2X105MW，合理利用能成為世界電力行業(yè)的重要組成部分7，中國對于可再生能源的開發(fā)利用十分重視，從改革開放40年以來，中國可再生能源建設(shè)從無到有，到如今成為世界上“可再生能源第一大國”如今，光伏發(fā)電已經(jīng)成為解決我國能源問題，推動能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化改良的重要助力劑。生態(tài)體系建設(shè)中能源改革是重要一環(huán)，從源頭上減少污染的產(chǎn)生，發(fā)展光伏發(fā)電是能源改革中的重要舉措。光伏發(fā)電的大力發(fā)展與我國強有力的政策支撐密不可分，政府制定了光伏發(fā)電的電價政策，根據(jù)技術(shù)進(jìn)步和成本的下降及時調(diào)整光伏上網(wǎng)電價，明確了相關(guān)的補貼政策，財政上擴大了光伏發(fā)電的資金投入，政府政策和技

2、術(shù)上的大力支持，推動著光伏發(fā)電迅速發(fā)展。圖1-1中國太陽能資源分布圖中國的整體太陽能資源分布見圖1-1，圖1-1中可以看到我國絕大部分領(lǐng)土太陽能資源都極為充足，為我國太陽能資源的開發(fā)利用創(chuàng)造了良好的先決條件，其中我國的西部太陽能資源尤為充足，且人口稀疏，土地大都為沙漠、荒漠草原、戈壁，可滿足數(shù)億千瓦的太陽能發(fā)電裝機，近年西部電網(wǎng)建設(shè)不斷加強，超高壓特高壓輸電工程建設(shè)起來，一方面滿足了西部本地的能源需求，另一方面大部分的電力可以通過輸電線路運送到中東部地區(qū)，解決了中東部能源緊張問題的同時也為西部地區(qū)帶來巨大的經(jīng)濟效益。縱觀我國光伏發(fā)電的裝機容量變化，在2017年底，中國光伏發(fā)電新增裝機容量1.3

3、X108kW，累計裝機容量達(dá)130.25GW。電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃中提出，在2020年預(yù)計新增光伏發(fā)電裝機容量達(dá)到60GW以上，以后每年增加至少10GW，2050年將達(dá)到600GW。計劃到2050年中國可再生能源裝機容量占中國總裝機容量的20%，其中光伏發(fā)電裝機將占到5%8。美國光伏發(fā)電技術(shù)起步較早，在1954年貝爾實驗室成功利用硅片將光能裝換為電能，為了普及光伏發(fā)電，美國政府在政策和技術(shù)上大力援助，自2004年以來，美國光伏市場的需求量每年以32%-40%的速度增長，到2017年，美國累計光伏發(fā)電裝機容量到達(dá)50GW以上，美國在光伏發(fā)電領(lǐng)域有良好的基礎(chǔ)和可靠的政策支撐，能保證光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)有

4、很大的發(fā)展空間。德國在1991年和2000年分別頒布強制購電法和可再生能源法，通過全額采購，電價補貼等措施，來解決光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)問題9,10，后來又采取更為靈活的電價措施，將上網(wǎng)電價改為與發(fā)電容量結(jié)合，截至2012年，德國光伏裝機容量7.6GW，總的裝機容量為32.3GW,80%的容量接入低壓電網(wǎng)，除了就地消納，大部分光伏電能需要向外輸送，光伏并網(wǎng)點與配電網(wǎng)實現(xiàn)功率雙向流動。為了減少分布式電源接入配電網(wǎng)會給電網(wǎng)的運行管理和電能質(zhì)量造成的影響，歐盟各國制定了明確的技術(shù)規(guī)范，確定光伏系統(tǒng)并網(wǎng)的指標(biāo)要求。日本上世紀(jì)70年代石油危機后，積極尋找可代替能源，來改善日本的能源結(jié)構(gòu)，光伏的優(yōu)點結(jié)合良好的

5、科技基礎(chǔ)，光伏發(fā)電迅速在日本發(fā)展起來，截至2010年底，日本光伏年安裝總量為1800MW，累計安裝總量為4820MW，計劃在2020年，光伏發(fā)電累計安裝容量到28.7GW，生產(chǎn)的電能可滿足全國一半的負(fù)荷需求。儲能技術(shù)是提高可再生能源在能源系統(tǒng)中的比例，加速能源結(jié)構(gòu)向綠色安全轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)，儲能系統(tǒng)是光伏發(fā)電系統(tǒng)重要組成部分，儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)小負(fù)荷運行時存儲能量，在電網(wǎng)大負(fù)荷時釋放能量，削峰填谷，改善了電網(wǎng)的電能質(zhì)量。其中抽水蓄能發(fā)展最早，技術(shù)最為成熟，具有低成本、無污染，用于調(diào)頻調(diào)峰效果顯著，目前占中國總儲能系統(tǒng)的90%以上；電化學(xué)儲能為主的新型儲能技術(shù)也在蓬勃發(fā)展，國家政策上支持，市場需求刺激

6、，隨著技術(shù)的逐漸完善，成本也在快速下降，現(xiàn)在許多新建儲能電站使用性能優(yōu)越的磷酸鐵鋰電池。分布式光伏發(fā)電消納方式主要分為三種：全額上網(wǎng)型、自發(fā)自用余量上網(wǎng)型、全額自用型。光伏并網(wǎng)的接入電壓為380V，全額上網(wǎng)型接入點有公共電網(wǎng)配電箱、線路和箱變低壓母線，自發(fā)自用余量上網(wǎng)型接入點有用戶配電箱、線路和箱變低壓母線。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的儲能系統(tǒng)通過合理的優(yōu)化配置可以改善電壓質(zhì)量，提升電網(wǎng)運行的經(jīng)濟型和穩(wěn)定性，文獻(xiàn)11對輸電網(wǎng)規(guī)劃制定了不同的評價指標(biāo)，可以對輸電網(wǎng)不同的規(guī)劃方案進(jìn)行靈活性評價；文獻(xiàn)12,13對變化的負(fù)荷對系統(tǒng)的靈活性影響進(jìn)行了分析；文獻(xiàn)14將光伏并網(wǎng)系統(tǒng)運行的成本與儲能容量聯(lián)系，求得經(jīng)濟性成

7、本的最小值，對儲能成本進(jìn)行數(shù)學(xué)建模；文獻(xiàn)15利用電網(wǎng)潮流，根據(jù)負(fù)荷的變化制定儲能系統(tǒng)的優(yōu)化配置方案，分析運用儲能系統(tǒng)前后的經(jīng)濟收益明確得出采用儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟性；文獻(xiàn)16把儲能系統(tǒng)使用后帶來的經(jīng)濟效益作為研究對象，對配電網(wǎng)中儲能系統(tǒng)的配置和優(yōu)化，進(jìn)而搭建蓄電池儲能系統(tǒng)配置的混合優(yōu)化模型，提出來一種算例，提出蓄電池的配置規(guī)劃的方式，分析影響經(jīng)濟效益的指標(biāo)，還提出儲能系統(tǒng)的控制策略，以獲得儲能系統(tǒng)運行的最大經(jīng)濟性；文獻(xiàn)17提出儲能系統(tǒng)充放電控制策略優(yōu)化問題，運用動態(tài)規(guī)劃算法求解，結(jié)果表明該儲能模型能有效平滑可再生能源的輸出功率；文獻(xiàn)18基于直流母線的調(diào)控和電網(wǎng)頻率監(jiān)測，制定了電網(wǎng)自適應(yīng)電源管理策略，該算法包括異常情況下微電網(wǎng)基于優(yōu)先級減載以確保本地總線的電能質(zhì)量。文獻(xiàn)19提出了一種三相光伏并網(wǎng)逆變器的新型控制策略，仿真結(jié)果表明，該策略明顯消除并網(wǎng)電流靜態(tài)誤差，并網(wǎng)電流緊隨著電壓變化，實現(xiàn)并網(wǎng)電壓與輸電線路電壓同頻率，同相位，提高