1分布式光伏发电概述

  分布式光伏发电指采用光伏组件直接将太阳能转换为电能的新型发电系统，具有广阔的发展前景和综合利用价值。分布式光伏发电通过倡导电力系统发电、并网、转换、使用的就近处理，降低同规模光伏发电站的发电量，以及减少长途运输、变压升压过程中的能耗。通过“自发自用”、“余电入网”、“就近使用”、“电网调节”四项原则进行运营，将其应用于建筑物上进行项目研究。

2从分布式光伏发电到微电网

  微网指的是将分布式电源、电网负荷、储能装置，以及控制装置进行结合，形成单一可控的微型供电系统。微网内部的主要电源是由电力电子装置经过能量转换得到的，受微网控制。微网通常表现为一个单一的可控单元，在满足用户对供电需要的基础上，提供质量更可靠、传输更安全的电力供应。自2000年欧盟提出微网工程开始，欧美国家、日本等电子技术较发达国家都相继开展微网研究，并通过系统实验对微网的运行、保护、控制，以及安全性进行保护。我国自十一五规划后也开始进行分布式光伏发电的研究。到2014年我国光伏发电年装机总量已经居世界首位，累计装机容量上升到全球第二位；到2015年，我过光伏发电累计装机容量已经达到4300万千瓦左右，但也呈现出区域化明显的问题，西北地区如甘肃年均利用量仅为1061个小时，新疆整个地区仅为1042个小时，“弃光”现象严重。国家发展改革委紧急发布《可再生能源发电全额保障性收购管理办法》，对分布式光伏发电项目面临问题进行调整和解决。

2.1城市片区微电网

  城市片区微电网的建立需要根据片区内居民小区、医院、商场、办公楼等设施的分布和数量进行的。在进行并网运行时，光伏发电供电不足时由大电网供电，光伏发电充足时，则直接就近供电。当大电网故障时，片区内进入“孤网”运行模式，保障基本的重要负荷稳定供电。城市片区微电网首先在国内经济较发达的地区当先发展，如北京、上海、广州等，用于解决大城市内人流众多，用电需求巨大的问题。同时微电网也可以显著提高当地供电服务质量，稳定供电电压，尤其在用电高峰期时，能够提供高质量的供电服务。城市片区微电网的发展应与本地经济发展情况和结构相互结合，微电网是一种清洁、高效的发电、供电一体化服务技术，发展城市片区微电网有利于缓解当地的环境压力，发展新能源。

2.2偏远地区微电网

  偏远地区相对封闭，与外网的接触和交换都比较少，一般都是“自给自足”的状态——通过当地微电网供电，当供电线路故障时，转换备用电源整个供电系统。在这种情况下发展微电网，主要有两种形式：企业微电网、农村微电网。我国农村、山区、草原等偏远地区供电困难，电力需求相对较低，电力系统的构建成本较高，传统供电方法不仅供电不够方便，而且极易由于电力运输造成的电力损耗。发展微电网，可以有效利用微电网的灵活性，降低偏远地区的供电成本。

3分布式光伏发电与智能微网的融合发展

3.1光伏微电网共网新技术

  光伏微电网共网新技术，是指利用光伏微电网系统协调光伏电力和市政电力的负载供电过程，当光伏电力不足时，切换为市政电力向负载供电；当光伏电力充足时，则优先使用光伏电力就近供电。共网将市政电网与光伏微电网系统进行连接，逆变装置将太阳能电池收集转化的直流电转换成与市政电网电压相位一致的交变电流，同时就近向负载供电，并不汇入供电网络的馈电设备。

  共网应用模式下，逆变装置用于阻止光伏电力向市政电网的馈电，这一过程称“零逆流”。“零逆流”并网系统，有效解决了电力系统供电过程中安全运行问题，降低系统损耗效率，进一步提高太阳能的使用效率。共网利用光伏应用模式，将太阳能电池板置于大量分散建筑上，收集和转化光能，并将得到的光伏电力就地使用，将市政电力用作备用电力，保证负载在光伏电力不足时的用电需求。光伏电力与市政电网进行连接，共同为负载供电，智能微网系统保证光伏电力优先使用，共网与并网的应用方式并不完全相同，共网应用更加安全，不将光伏电力向市政电网馈电，降低电能转换和运输的消耗，也避免了影响市政电网的正常运行。在建筑上进行光伏电力建设，可以有效应用高地，降低技术成本，同时方便电力的供应。

3.2具体案例分析与应用

  分布式光伏发电与智能微网融合过程中，共网新技术的发展和应用多为“园区模式”“城市模式”，以下对这两种模式的具体应用进行介绍。

3.2.1园区模式

  光热建筑一体化，在湘潭九华山工业屋顶设置集中式供热和阳台栏板分散式供热，集热板面积总共542.4平方米，电力覆盖面积为24400平方米，电力供应人数达到1000人，设计水量30吨，应用设备的辅助热源为空气源热泵。

  呼吸式光伏幕墙是指热通道、通风、保温、隔热系统。应用于这里的光伏电池为非晶薄膜，电池板面积为696平方米，装机容量在54.6kWp左右，发电效率较之前增加了10%。

  太阳能冷热电联产，按照季节情况，对太阳能供热系统进行调整，充分利用环境温度，通过太阳能冷热电联产系统，提供加热的生活用水。

3.2.2城市模式

  到“十二五”末期锦州计划打造千亿光伏产业，建造中国的光伏之都，并在全市内大型建筑、公共建筑、农业大棚，甚至满足条件的住宅小区，任何满足条件的位置布置光伏太阳能电池板，建设全市范围的、超大型的分布式微电网光伏站。这一项目通过采用光伏微电网共网新技术，将分散在各个建筑物上的光伏方阵与建筑外墙材料相结合，使光伏方阵“物尽其用”。同时“贴”在建筑上的光伏太阳能电池板所产生的电能可以优先供应附近大楼的用电需求，就近使用，降低电能运输造成的能耗损失和线路消耗。有市政电网作为基础用电的备用供电设备，能够保证各负荷在光伏电量不足时的正常运转，保证了供电系统的可靠性。