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摘要：本文从屋顶光伏电站的实际应用出发，分析了其规模化应用中需要解决的问题及对策。
关键词：屋顶光伏电站、规模化应用、解决问题
正文：
我亲自参与了北京市某“金太阳示范工程”的建设工作，现结合实践对屋顶光伏电站的规模化应用做粗浅的分析。
一、屋顶光伏电站及其规模化应用
屋顶光伏电站是光伏发电应用的主要形式之一。它能够利用屋顶的闲置空间最大限度地接收利用太阳能，节约宝贵的土地资源。同时屋顶光伏电站更加靠近用户端，发出的电能实时投入使用，有效地避免电力传输过程中所带来的电能损耗及电网建设的成本投入等问题。再者其规模不是很大，当发生一些不稳定因素时，对电网的冲击小，实现对传统电网的一种“削峰填谷”作用，在降低电网压力的同时保证用电的安全。我国目前正以大型工业企业为依托，大力发展屋顶光伏电站.
二、问题与对策
1、建设地点和建设方式
屋顶光伏电站安装在厂房或办公楼屋顶，因此屋面安装的光伏组件、汇流箱等电器设备需要采取相应的措施固定在屋面上，对建筑物的负荷及承载力有一定的要求。目前已建成的厂房大多没有考虑加装附属设施的需求，因此在屋面结构上没有安装相关连接设施，在冗余荷载方面也捉襟见肘。从我参与的北京市某“金太阳示范工程”实例来看，目前企业厂房屋顶普遍采用两种形式：一种是采用彩钢板屋面，屋面虽具有一定坡度，但可以通过专用夹具加装附属设施。这类屋面对于屋顶光伏电站建设来说较为便利，设备固定措施相对简单，对屋面载荷的要求不高，适宜大规模普及电站；另一种是采用混凝土预制板屋面，屋面平整且具有一定坡度，缺乏相应的固定设施，且这类厂房的建设年代通常较早，屋面冗余荷载较小，建设屋顶光伏电站时需要采取特殊的固定方式。我们所采取的方式是不与屋面直接连接，在屋面放置配重基础（需考虑屋面承重），并在其上安装组件方阵的方式实施。这种方式虽然增加了一定的设计难度，带来了一定的成本增加，但总体来看效果良好。
2、电能质量和电能收益
光伏组件发出的是直流电，需要通过专业的逆变设备逆变为工频交流电才能接入电网，这种方式会在一定程度上造成电网的谐波污染。同时由于太阳能产生的电能会有周期性或者间歇性等特点，而这种电能传输的不稳定性会造成电压的波动，从而会对电路和电网产生不利影响。此外，屋顶光伏电站所产生的电能可能会向主电网传输直流电，而这会给变压器及其电磁元件带来磁饱和等问题，使其附近的机械负荷产生转矩脉动，降低了电能的使用效率。这些问题直接影响了工业企业设备运行状况，尤其是对于高精密加工设备来说，这种问题可能会带来较为严重的后果，有的工业企业还因此对屋顶光伏电站持观望态度。但实际上随着光伏发电产业的发展，逆变设备的不断革新，电站保护控制措施的不断完善，其所发出的电能质量已经能够满足企业生产的要求。我们的项目建设地点涉及10多家工业企业，其中不乏高精密机床制造企业，经过一年多的试运行，电站运行情况良好，未发生因电能质量问题给企业带来经济损失的情况。
早期屋顶光伏电站主要以自发自用低压接入的方式进行电站建设， 我们现在采用的是新的接入方式，即：自发自用+余电上网的方式。这种方式的主要特点是电站无需加装防逆流装置，当厂区设备负荷较小时，电站发出的电能可以通过厂区各变压器反送至公共电网。这样既保证了电站能够有效的补充厂区电能消耗，又能在厂区负荷不足时电能有处可送。这种方式无疑极大地改善了原有方式对电站的使用效率，大大缩短了投资回收周期.
3、维护
光伏电站因其系统构成简单，没有机械传动部件，故障率大大降低，因此其主要维护工作是清洗光伏组件表面灰尘。视组件表面清洁度不同，其发电效率甚至可相差数倍。北京市雾霾较为严重，因此组件表面通常较脏。合理设定组件清洗周期、有效控制组件清洗成本是提高电站收益的重要一环。其主要突破口是实现组件清洗的自动化，以提高清洗效率。考虑到屋面载荷的制约，小型自动清洗机械辅以少量人工工作是屋面光伏电站组件清洗的良策。
4、分布式微电站对公共电网的影响
屋顶光伏电站作为一个分布式电源接入厂区原有供电系统，必然会给公共电网带来一定的影响。电站的接入会引起局部电网中传输有功、无功量和方向发生变化，进而影响局部电压分布，电站总发出功率越高，与厂区实时功率比越高，局部电压水平就越高。同时由于光伏发电的不稳定性，使配电系统故障后的电气参量变化变得十分复杂，进一步影响到传统保护系统的工作稳定性。此外分布式电源的接入改变了传统的电能计量计费方式和自动化控制策略，给公共电网的运营调度提出了一个新的挑战。
随着我国自然环境的不断恶化，国家和企业都已将节能环保列为可持续发展的重中之重，屋顶光伏电站作为一种行之有效的节能减排措施，必将成为新环境下发电领域的宠儿，获得更大力度的推广和更大幅度的普及。但屋顶光伏电站规模化应用仍有一些问题急需解决，我们这些光伏领域的工作者还须继续努力，攻坚克难，为清洁能源的发展尽绵薄之力。
参考文献：
1. 刘敬伟，赵鹏，郑平，宋行宾，韩晓艳，崔明.屋顶光伏电站的若干技术问题及解决方案[J].太阳能，2012（21）
2. 谭奇特.中国工业园大型光伏屋顶电站的应用与研究 中国兴业太阳能技术控股有限公司
关键词：屋顶光伏电站、规模化应用、解决问题
正文：
我亲自参与了北京市某“金太阳示范工程”的建设工作，现结合实践对屋顶光伏电站的规模化应用做粗浅的分析。
一、屋顶光伏电站及其规模化应用
屋顶光伏电站是光伏发电应用的主要形式之一。它能够利用屋顶的闲置空间最大限度地接收利用太阳能，节约宝贵的土地资源。同时屋顶光伏电站更加靠近用户端，发出的电能实时投入使用，有效地避免电力传输过程中所带来的电能损耗及电网建设的成本投入等问题。再者其规模不是很大，当发生一些不稳定因素时，对电网的冲击小，实现对传统电网的一种“削峰填谷”作用，在降低电网压力的同时保证用电的安全。我国目前正以大型工业企业为依托，大力发展屋顶光伏电站.
二、问题与对策
1、建设地点和建设方式
屋顶光伏电站安装在厂房或办公楼屋顶，因此屋面安装的光伏组件、汇流箱等电器设备需要采取相应的措施固定在屋面上，对建筑物的负荷及承载力有一定的要求。目前已建成的厂房大多没有考虑加装附属设施的需求，因此在屋面结构上没有安装相关连接设施，在冗余荷载方面也捉襟见肘。从我参与的北京市某“金太阳示范工程”实例来看，目前企业厂房屋顶普遍采用两种形式：一种是采用彩钢板屋面，屋面虽具有一定坡度，但可以通过专用夹具加装附属设施。这类屋面对于屋顶光伏电站建设来说较为便利，设备固定措施相对简单，对屋面载荷的要求不高，适宜大规模普及电站；另一种是采用混凝土预制板屋面，屋面平整且具有一定坡度，缺乏相应的固定设施，且这类厂房的建设年代通常较早，屋面冗余荷载较小，建设屋顶光伏电站时需要采取特殊的固定方式。我们所采取的方式是不与屋面直接连接，在屋面放置配重基础（需考虑屋面承重），并在其上安装组件方阵的方式实施。这种方式虽然增加了一定的设计难度，带来了一定的成本增加，但总体来看效果良好。
2、电能质量和电能收益
光伏组件发出的是直流电，需要通过专业的逆变设备逆变为工频交流电才能接入电网，这种方式会在一定程度上造成电网的谐波污染。同时由于太阳能产生的电能会有周期性或者间歇性等特点，而这种电能传输的不稳定性会造成电压的波动，从而会对电路和电网产生不利影响。此外，屋顶光伏电站所产生的电能可能会向主电网传输直流电，而这会给变压器及其电磁元件带来磁饱和等问题，使其附近的机械负荷产生转矩脉动，降低了电能的使用效率。这些问题直接影响了工业企业设备运行状况，尤其是对于高精密加工设备来说，这种问题可能会带来较为严重的后果，有的工业企业还因此对屋顶光伏电站持观望态度。但实际上随着光伏发电产业的发展，逆变设备的不断革新，电站保护控制措施的不断完善，其所发出的电能质量已经能够满足企业生产的要求。我们的项目建设地点涉及10多家工业企业，其中不乏高精密机床制造企业，经过一年多的试运行，电站运行情况良好，未发生因电能质量问题给企业带来经济损失的情况。
早期屋顶光伏电站主要以自发自用低压接入的方式进行电站建设， 我们现在采用的是新的接入方式，即：自发自用+余电上网的方式。这种方式的主要特点是电站无需加装防逆流装置，当厂区设备负荷较小时，电站发出的电能可以通过厂区各变压器反送至公共电网。这样既保证了电站能够有效的补充厂区电能消耗，又能在厂区负荷不足时电能有处可送。这种方式无疑极大地改善了原有方式对电站的使用效率，大大缩短了投资回收周期.
3、维护
光伏电站因其系统构成简单，没有机械传动部件，故障率大大降低，因此其主要维护工作是清洗光伏组件表面灰尘。视组件表面清洁度不同，其发电效率甚至可相差数倍。北京市雾霾较为严重，因此组件表面通常较脏。合理设定组件清洗周期、有效控制组件清洗成本是提高电站收益的重要一环。其主要突破口是实现组件清洗的自动化，以提高清洗效率。考虑到屋面载荷的制约，小型自动清洗机械辅以少量人工工作是屋面光伏电站组件清洗的良策。
4、分布式微电站对公共电网的影响
屋顶光伏电站作为一个分布式电源接入厂区原有供电系统，必然会给公共电网带来一定的影响。电站的接入会引起局部电网中传输有功、无功量和方向发生变化，进而影响局部电压分布，电站总发出功率越高，与厂区实时功率比越高，局部电压水平就越高。同时由于光伏发电的不稳定性，使配电系统故障后的电气参量变化变得十分复杂，进一步影响到传统保护系统的工作稳定性。此外分布式电源的接入改变了传统的电能计量计费方式和自动化控制策略，给公共电网的运营调度提出了一个新的挑战。
随着我国自然环境的不断恶化，国家和企业都已将节能环保列为可持续发展的重中之重，屋顶光伏电站作为一种行之有效的节能减排措施，必将成为新环境下发电领域的宠儿，获得更大力度的推广和更大幅度的普及。但屋顶光伏电站规模化应用仍有一些问题急需解决，我们这些光伏领域的工作者还须继续努力，攻坚克难，为清洁能源的发展尽绵薄之力。
参考文献：
1. 刘敬伟，赵鹏，郑平，宋行宾，韩晓艳，崔明.屋顶光伏电站的若干技术问题及解决方案[J].太阳能，2012（21）
2. 谭奇特.中国工业园大型光伏屋顶电站的应用与研究 中国兴业太阳能技术控股有限公司