光伏電站并網管理分析

張震

摘 要：隨著光伏電站爆發式發展，其帶來的控制、送出和消納問題，對電網運行和穩定特性影響深刻，因此為保證光伏可持續發展，保證發電企業、供電公司和地方政府共同利益，更好的服務地方經濟發展，光伏電站并網管理研究勢在必行。本文構建基于管理成效、經濟效益、社會效益的三級評價指標體系，提出基于德爾菲法協同主成分分析法對光伏電站并網管理指標體系模型，并進行了實例驗證。

關鍵詞：光伏電站；德爾菲法；主成分分析法；并網運行管理

中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0137-02

當前，光伏產業迅速發展。國際能源署和歐盟的研究中心表明，很可能到2020年，光伏發電占總發電量的比重將會提升至2%，2030年更會上升到10%。我國政府部門及電網公司都在積極為分布式電源項目接入電網提供便利條件，以促進可再生能源發電技術的發展和應用。與水電、核電和風電相比，太陽能的利用更便捷，它受地區、資源、距離等方面的限制都較小，安全性也比核能要高。成為各國研究及應用的熱點之一。我國的光伏發電產業伴隨著環境壓力和強大內需得到快速發展。

“十二五”期間，在國家鼓勵新能源政策出臺，，光伏電站產業進入快速、蓬勃發展的新時期，近年來更成爆發勢增長趨勢。然而光伏電站類型復雜，其帶來的控制、送出和消納問題，對電網運行和穩定特性影響深刻[1]。因此，探索光伏電站并網的優化管理，具有較好的社會效益、經濟效益和環保效益。

1 光伏電站并網結構c

光伏發電系統最基礎的元件是光伏電池，由于光伏電池的輸出功率較低，多個電池連接組成光伏陣列時，才可正常運行。影響光伏系統發電的因素主要為溫度和光照。一般情況下，光照受氣候的影響較大，因此光伏系統的輸出電力不穩定[2]。光伏電站并網結構如圖1所示。

如圖1所示，光伏電站并網結構包括光伏陣列、穩壓電容、DC-DC變換器、DC-AC變換器、濾波器及變壓器。由此對光伏電站進行動態建模[3]，如圖2所示。

2 光伏電站并網管理指標體系

針對光伏電站并網管理的當前現狀及存在的問題，探索光伏電站并網管理工作中的決定性影響因子，從管理成效、經濟效益、社會效益三方面出發，構建出三級指標評價體系（如圖3示）。

如圖3所示，并網管理指標體系包括：

（1）光伏并網管理成效：光伏并網運行管理、組織管理、協調管理、保障管理四方面，分析影響光伏并網管理成效[4]。

（2）光伏并網經濟效益：光伏電站建設項目屬于基礎設施建設，同時又是臝利性項目。經濟效益評價的本質是通過效益和費用的計算，對光伏項目建設和生產過程中的諸多經濟因素進行經濟分析和比較，主要從盈利能力、償債能力、營運能力和發展能力四方面進行評價。

（3）光伏并網社會效益：光伏項目是對太陽能的高效利用，對我國社會的能源節約，減少排污有著重要意義，具有顯著的社會效益。

3 德爾菲法協同主成分分析模型

本文構建了綜合評價指標體系，進行光伏電站并網管理分析，評價指標包含了許多定量獲取數據的信息，另外還包括一些指標需要定量分析。本文利用德爾菲方法[5]構建了協同主成分分析法的模型，模型構建的基本原理和評價分析過程如下：

（1）根據評價體系全面進行相關指標的信息搜集和整理分析，并開展科學的評估、分析處理。

（2）根據德爾菲法的基本原理，分析指標體系中的各層級的指標的重要性，并構建指標重要性的判斷矩陣。利用主成分分析進行指標的打分、計算、分析和研究。

（3）針對評價問題的要求和特點，以確定綜合評價的評分分級。

（4）通過分析上面計算出的的權重的數量。采用數學方法逐一計算出綜合評分。得出評價體系的評價結論。

4 光伏電站并網管理分析

采用德爾菲法對某光伏電站項目實際情況進行評分，從事光伏電站相關技術研究的七名研究員構成了本次調查問卷的填寫者，填寫者綜合考慮指標影響度、所產生的社會效益、經濟效益等各評價指標進行綜合打分，評價等級中優秀、良好、一般、差分別對應85-100、70-85、60-70及60以下。

基于四等級打分原則，采用德爾菲法對管理成效指標進行打分，如表1所示。

根據SPSS軟件計算結果，選用四個成分用以分析光伏并網管理的管理成效指標。

可見，主成分反映了組織管理效益，即組織機構、電站運行頻率與崗位職責的綜合效應；反映了外送通道與裝機容量的匹配率和政府重視度的綜合效應。反映了就地消納比率、區域光伏限定比率等指標效應；反映了協調管理效益。即光伏激勵方面相關政策、相關設備和能力匹配率等指標效應。

同理可得，對于經濟效益指標分析，主成分反映了凈利潤和總資產増長率以及負債率三個指標綜合效應；主成分反映了項目流動比率、內部收益率和流動資產周轉率等三個指標的綜合效應。反映了投資能力，反映了協調管理效益。

對于社會濟效益指標分析，主成分F1是節能效果、減少環境污染與提高就業率三個指標的綜合效應。主成分F2反映了發展產業和土地增值效益的綜合效應。

對該光伏電站項目的綜合評價分析表明，該光伏項目所在地的太陽光資源條件豐富，且項目承辦單位設計能力強。管理單位對光伏項目并網運行管理水平較好，綜合社會效益較強。能夠為區域經濟的發展、社會的進步、人民生活水平的提高帶來較好的拉動作用。綜上所述，該光伏電站項目具有很好的利用和開發能力。但因為存在一些主要問題有：該項目整體所獲經濟效益一般。整體的收益水平和經濟獲利性受到了影響。受影響因素有投資凈現值及內部收益率等。

5 結語

“十二五”期間，在國家鼓勵新能源政策出臺，太陽能光伏產業進入快速、蓬勃發展的新時期，然而光伏電站類型復雜，其帶來的控制、送出和消納問題，對電網運行和穩定特性影響深刻，為評價光伏電站并網項目的管理情況，本文建立了光伏電站并網動態數學模型，提出了經濟效益、管理成效、社會效益的指標評價體系，構建了德爾菲協同主成分分析的管理評價模型，并針對某實際光伏電站進行分析。從體系中27個評價指標中篩出影響光伏并網項目的10個主要成分，總結出光伏項目在并網管理、經濟發展、社會性方面的綜合效益。

參考文獻

[1]趙爭鳴，雷一，賀凡波，等.大容量并網光伏電站技術綜述[J].電力系統自動化，2011，35（12）：101-107.

[2]謝寧，羅安，陳燕東，等.大型光伏電站動態建模及諧波特性分析[J].中國電機工程學報， 2013（36）：10-17.

[3]陳權，李令冬，王群京，等.光伏發電并網系統的仿真建模及對配電網電壓穩定性影響[J].電工技術學報，2013，28（3）：241-247.

[4]鐘朋園.內蒙古風電并網管理評價體系及相關機制研究[D].華北電力大學，2015.

[5]趙高強.大規模風電項目開發及并網運營優化管理研究[D].華北電力大學，2013.