前 言：隨著人類工業(yè)的發(fā)展，化石能源的利用不斷給環(huán)境帶來各方面的壓力，世界各國加快了對清潔新能源的開發(fā)利用，太陽能因具有清潔無害、分布廣泛等特點(diǎn)，越來越受到人們的青睞。太陽能光伏也成為當(dāng)今分布式新能源發(fā)電的熱點(diǎn)，然而由于當(dāng)今工業(yè)化發(fā)展不斷誕生的工業(yè)園一次又一次拉起電力缺口的警報(bào)，于是，將分布式光伏電站嫁接在負(fù)荷中心的工業(yè)園上成為高效利用分布式能源發(fā)電的新形式。

　　1. 研究意義與目標(biāo)

　　目前，光伏發(fā)電在我國主要有兩種并網(wǎng)應(yīng)用形式：大型地面（荒漠）電站和光伏建筑一體化。前者存在并網(wǎng)接入難、配套電網(wǎng)建設(shè)成本高的缺點(diǎn)，后者往往發(fā)電規(guī)模小、節(jié)能效益不突出；而隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，建設(shè)在以工業(yè)園等負(fù)荷中心的大規(guī)模屋頂光伏電站成為高效利用光伏發(fā)電的新型方式。

　　眾所周知，中國是一個(gè)制造業(yè)的大國，2011 年工業(yè)用電占全國全部電力的75%，而這些大的用電企業(yè)往往集中在以生產(chǎn)制造為主的工業(yè)園區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到目前為止，全國大型國家級工業(yè)園區(qū)有131 個(gè)，省級工業(yè)園區(qū)1500 多個(gè)，而如何為工業(yè)園提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)，做到不拉閘不限電，一直是電力公司難以解決的突出問題。而光伏屋頂電站的引入為它帶來新的機(jī)遇。

　　積極推進(jìn)工業(yè)園光伏屋頂電站的建設(shè)，還因其具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：

　　1） 延緩了電網(wǎng)投資建設(shè)、降低電能線路損耗，具有良好的節(jié)能減排效益。用電側(cè)與發(fā)電側(cè)在同一區(qū)域，不僅節(jié)省線路投資，也大大省去了電能在輸配電網(wǎng)上的損耗。

　　2）對電網(wǎng)具有一定的調(diào)峰作用。光伏發(fā)電在白天，而工業(yè)園區(qū)用電高峰變在白天，這對供電區(qū)域錯(cuò)峰用電，調(diào)節(jié)峰谷值起到一定作用。

　　3）利用園區(qū)廠房建光伏電站，無需另外占地，節(jié)約了土地資源。

　　因此，研究如何建設(shè)工業(yè)園區(qū)大型光伏屋頂電站是非常具有時(shí)代意義的。

　　2. 光伏政策

　　為促進(jìn)太陽能光伏應(yīng)用在國內(nèi)的發(fā)展，國家相繼推出一系列支持政策。從最早1997 年的針對偏遠(yuǎn)無電區(qū)太陽能獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)的“光明工程”，到2009 年針對并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用的“金太陽示范工程”，以及2011 年1 月出臺的“太陽能光電建筑應(yīng)用一體化示范項(xiàng)目”，都在光伏發(fā)電項(xiàng)目上給予一定的財(cái)政補(bǔ)貼，國家也通過像“甘肅敦煌10MW 光伏電站”等特許權(quán)招標(biāo)項(xiàng)目，摸底光伏行業(yè)成本，繼而在2011 年7 月出臺歷史性的上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)政策。不僅在國家層面，各省級如江蘇、山東等也紛紛出臺各自的光伏應(yīng)用政策，極大地推動了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。各扶持政策見下表：

表1 國家支持光伏的政策

　　由表可見，國家在對光伏項(xiàng)目的支持力度是很大的，但同時(shí)我們也不難發(fā)現(xiàn)，金太陽工程實(shí)施的三年，其導(dǎo)向重點(diǎn)已從鼓勵(lì)一般型用戶側(cè)和大型地面（荒漠）并網(wǎng)電站慢慢轉(zhuǎn)向用電負(fù)荷集中的經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)的光伏發(fā)電形式，以及智能電網(wǎng)和微電網(wǎng)項(xiàng)目。這也是本篇文章編寫的意義所在。

　　此外，光伏發(fā)電項(xiàng)目還可通過合同能源管理方式，以節(jié)能減排指標(biāo)獲取國家補(bǔ)助政策，使得節(jié)能服務(wù)公司和用能單位均獲得利益。

　　3. 大型光伏屋頂電站的設(shè)計(jì)難點(diǎn)

　　3.1 大型光伏屋頂電站的特點(diǎn)

　　大型光伏屋頂電站不同于前兩種光伏系統(tǒng)，它既具有裝機(jī)規(guī)模大（往往MW 級以上），同時(shí)具有帶負(fù)載特點(diǎn)，這使得它不能像普通的光伏建筑一體化直接接入低壓配電系統(tǒng)（因光伏容量一般遠(yuǎn)小于負(fù)荷，不用考慮負(fù)荷大小問題）；

　　也不同于大型荒漠電站，沒有自身負(fù)荷只需升壓接入大電網(wǎng)。大型屋頂電站既要考慮并網(wǎng)運(yùn)行安全性（接入位置與容量），又要考慮運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性（自發(fā)自用還是上網(wǎng)賣電，以及如何分配），同時(shí)還需要考慮不同負(fù)荷用電特性時(shí)段的運(yùn)行模式（如節(jié)假日停產(chǎn)或具有間隔休息的廠區(qū)等），所以大型屋頂電站的并網(wǎng)設(shè)計(jì)成為整個(gè)電站的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。