太陽(yáng)能是資源最豐富的可再生能源，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和巨大的開發(fā)利用潛力。充分利用太陽(yáng)能有利于保持人與自然的和諧相處及能源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模迅速擴(kuò)大，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在國(guó)家大型工程項(xiàng)目、推廣計(jì)劃和國(guó)際合作項(xiàng)目的推動(dòng)下，正以前所未有的速度迅速發(fā)展。隨著太陽(yáng)能光伏電池價(jià)格的逐漸降低，變電站使用太陽(yáng)能供電已經(jīng)成為可能。

2110kV變電站光伏直流系統(tǒng)的應(yīng)用

110kV變電站作為典型的無人值守變電站，其直流負(fù)荷正常不超過1kW，配置的蓄電池容量為200Ah，直流充電機(jī)的額定電壓、額定電流分別為220V、40A，太陽(yáng)能光伏直流系統(tǒng)110kV變電站試用非常理想。變電站直流系統(tǒng)為獨(dú)立的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，在白天有日照的情況下，由太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能向變電站內(nèi)的直流系統(tǒng)供電，同時(shí)再和變電站原有的交直流系統(tǒng)連接。通過光伏控制器來實(shí)現(xiàn)當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量不足時(shí)的電源自動(dòng)切換，增強(qiáng)直流系統(tǒng)供電的可靠性。變電站光伏直流系統(tǒng)原理圖見圖1所示。

圖1變電站太陽(yáng)能光伏直流系統(tǒng)連接原理圖

3變電站光伏直流系統(tǒng)的特點(diǎn)

在變電站原有直流系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了太陽(yáng)能電池組件和光伏控制器，太陽(yáng)能電池組件方陣在太陽(yáng)光的照射下產(chǎn)生并輸出電能，經(jīng)光伏控制器穩(wěn)壓后輸出至直流系統(tǒng)的合閘母線上。在充電機(jī)輸出回路上加防反二極管（實(shí)際上，在光伏控制器和充電模塊內(nèi)部已經(jīng)加裝了防反二極管）。這樣，當(dāng)太陽(yáng)能電池組件輸出電壓在直流系統(tǒng)的要求范圍內(nèi)時(shí)，由光伏系統(tǒng)給直流系統(tǒng)供電，同時(shí)向蓄電池充電，此時(shí)充電機(jī)輸入端交流接觸器受光伏控制器控制而斷開。當(dāng)太陽(yáng)能電池組件輸出電壓不符合直流系統(tǒng)的要求范圍時(shí)，光伏控制器自動(dòng)停止輸出且控制充電機(jī)輸入端交流接觸器吸合，此時(shí)由充電機(jī)給變電站直流系統(tǒng)供電。光伏控制器和充電機(jī)交替工作，互為備用，以提高變電站直流系統(tǒng)的供電可靠性。

4變電站光伏直流系統(tǒng)的配置

4.1太陽(yáng)能電池組件

110kV變電站蓄電池容量為200Ah，正常充電限流電流為0.1C10（即20A），要求變電站光伏直流系統(tǒng)太陽(yáng)能電池組件方陣的最大輸出功率為5.1kW。采用高品質(zhì)單晶硅太陽(yáng)能電池組件進(jìn)行鋪設(shè)，單片太陽(yáng)能電池組件面積為1.3m2，能夠在可利用面積內(nèi)鋪設(shè)30塊。此發(fā)電系統(tǒng)的最大發(fā)電功率能夠保證達(dá)到6kW，既滿足了蓄電池均充的需要，又保證了對(duì)負(fù)荷的供電。

表1GCS-165C太陽(yáng)能電池組件技術(shù)參數(shù)表

4.2太陽(yáng)能控制器的功能

太陽(yáng)能控制器采用階梯式逐級(jí)限流充電方法，依據(jù)蓄電池組端電壓的變化趨勢(shì)，自動(dòng)控制多路太陽(yáng)能電池方陣的依次接通或斷開，既可充分利用寶貴的太陽(yáng)能電池資源，又可保證蓄電池組的安全和可靠的工作。

4.3太陽(yáng)能控制器的性能特點(diǎn)

（1）光伏電池組件輸入：配置3+1路防雷器1路；蓄電池輸入和直流輸出負(fù)荷各1路。

（2）微機(jī)控制，中文大屏幕液晶顯示，充放電參數(shù)可根據(jù)變電站的運(yùn)行情況設(shè)定，能適應(yīng)不同場(chǎng)合的特殊要求，可避免充電機(jī)開關(guān)和光伏電池開關(guān)同時(shí)開啟或關(guān)斷。

（3）具備完善的保護(hù)功能。（4）具有RS-485或以太網(wǎng)通信接口。（5）具有溫度補(bǔ)償功能。4.4控制器技術(shù)參數(shù)控制器的技術(shù)參數(shù)見表2。表2控制器技術(shù)參數(shù)

4.5系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置見表3。表3系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

5經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益分析根據(jù)測(cè)算，使用太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)后，變電站每年可節(jié)省電量近5萬(wàn)kWh，經(jīng)濟(jì)效益3萬(wàn)元。太陽(yáng)能是綠色、環(huán)保無污染的清潔能源，面對(duì)傳統(tǒng)能源日益緊張的形勢(shì)和嚴(yán)重的污染，利用太陽(yáng)能無疑是未來社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。