利用光伏电源缓解藏中电网缺电问题研究

摘要：藏中电网是自治区的骨干电网，承担着核心区域的供电任务。随着经济社会的发展，对电力供应的数量和质量的需要逐年增加。因地理条件的限制，开发新电源的任务困难而紧急。地区丰富的太阳能资源具有就地取材的现实意义和长期开发的价值，不仅开发了新的电源，而且能够极大地保护脆弱的生态环境。

关键词：藏中电网；缺电问题；光伏电源；骨干电网；电力供应 文献标识码：A

中图分类号：TM615 文章编号：1009-2374（2016）07-0013-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.07.007

1 自治区藏中电网现状

自治区土地面积122.84平方公里，近占中国国土面积的1/8，2014年末总人口323.36万人。有3个地级市和4个地区，分别为拉萨市、林芝市、日喀则市、山南地区、昌都地区、那曲地区、阿里地区。目前电网形成了中部电网（拉萨、日喀则、山南、那曲、林芝）、昌都电网、阿里电网“一大二小”的网络格局。其中藏中电网覆盖拉萨、日喀则、山南、那曲和林芝等地区，是电网的主要负荷中心；昌都、阿里为孤立电网。目前，藏中电网通过一回±400kV直流线路与西北电网相连，联网通道两段落点分别位于青海格尔木换流站和朗塘换流站。近年来，藏中电网结构得到进一步加强和优化，主网架正逐步向220kV电压等级过渡，总体运行状况良好，但仍存在以下问题：

1.1 电源方式单一

电网电源装机主要以水电为主，电源结构相对单一。地区受地理位置、气候环境的影响，最大负荷出现在冬季枯水期，直接影响了对用户的供电。同时自然环境薄弱，生态自我恢复能力差，政府拒绝批复火力发电等带有污染性的项目。

1.2 电源建设迟滞

地处偏远，可供选择的电源点装机规模小，建设难度大，建设进度滞后。阿里电网的电源仅有阿里热电联产项目和阿青水电站，其建设进度远不能满足当地负荷发展需要。

1.3 电网覆盖面小，部分地区电压等级低，结构薄弱

2014年供电面积3935.55平方公里，供电人口211.67万人，全社会用电量33.98亿千瓦时。10kV线路大部分分散在县级供电区，用户多为农、牧民，用电性质多为生活用电。在阿里地区，仅形成了以狮泉河35kV变电站为中心的辐射型网架结构，用电人口不足地区人口的20%。电网规模小、网架结构薄弱、供电质量较差，经常出现拉闸限电的情况。

1.4 经济发展对电量的需求逐年增大

1.4.1 矿产开发与加工的影响。有着较为丰富的矿产资源，随着运输条件的改变，矿产开采和加工均成为可能。矿产业的电力需求量将呈现超常规增长，并成为电力消费的大户。“十三五”期间，将有巨龙铜矿（最终最大负荷420MW）、玉龙铜矿（最终最大负荷约112MW）等一大批企业投产。

1.4.2 铁路通车对电力需求的影响。目前青藏铁路和拉萨至日喀则铁路均已通车，拉萨至林芝电气化铁路计划2020年左右通车，初期最大负荷约为120MW，2030年最大负荷达290MW。铁路通车后，将形成新一轮建设高潮，这将对电力需求产生重大影响。

长期以来，尤其是藏中地区电源严重缺乏，限制了电力负荷的增长。因此，必须加快开发新的电源，长期缺电的局面才会得到改善。

2 可利用能源的特点及解决方案

2.1 风力资源

风能资源丰富，境内有两条主风带。一条位于藏北高原地区，大致沿那曲～阿里公路一线；另一条在喜马拉雅山脉与岗底斯山脉之间的山谷地带东段。初步测算年风能储量930亿千瓦时，居全国第七位。

优势：没有公害，取之不尽，用之不竭。

劣势：（1）风速变化和风机固有特性均会使风电场的输出功率波动，会引起电压波动、畸变率和电压闪变；（2）电网电压波动引起的风力发电机端电压降落很容易导致切机，反复切机将会缩短风机寿命。

2.2 水力资源

的水能资源理论蕴藏量为2.01亿千瓦，居全国第一位，特别是雅鲁藏布江的峡谷地形很多适合建筑水坝，拦洪蓄水。

优势：水资源丰富，取之不尽，用之不竭，不污染环境。

劣势：（1）高寒缺氧，环境恶劣，施工难度大；（2）建设周期长，费用巨大。

2.3 地热资源

是中国地热活动最强烈的地区，地热蕴藏量居中国首位，全区共有地热700多处。

优势：地热发电不消耗燃料，运行成本较低。

劣势：（1）地热发电的热效率很低；（2）地下热水和蒸汽中大都含有硫化氢、氨、砷等有害物质，会污染环境。

2.4 太阳能资源

青藏高原由于海拔高，透明度好，晴天多，大气对太阳辐射削弱作用小，成为我国太阳辐射能最丰富的地区。全年平均日照时数为3300～3600小时。

优势：的太阳能资源居全国首位，全区大部分地区太阳能辐射年均达6000～8000兆焦耳/平方米，超过同纬度平原地区一倍左右。

劣势：（1）光伏并网发电系统的直流电经逆变后转换为交流电并入电网时，会产生谐波；（2）太阳能户用电源主要分布于交通不便的偏远地区，相关服务与维修得不到有效保障。

2.5 对策及解决方案

从自治区气象局的《自治区太阳能资源区划》中，该报告采用38个气象站点1980～2014年近34年逐月日照百分率资料。阿里地区、日喀则市日照百分率在70%以上。那曲地区、拉萨市、山南地区日照百分率为61%～70%。这充分说明了广大地区有着丰富的太阳能资源。

从其特殊的自然条件来看，太阳能是新能源利用最理想、最有效和最直接的途径，也是实现能源利用结构调整的有力推手。同时太阳能具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点，在广袤严寒、地形多样和居住分散的现实条件下，有着非常独特的作用。

因此，发展以太阳能为代表的绿色、低碳、节能的新能源利用模式是必然的选择。

3 光伏发电的现状

截至2014年年底，电网已经投产的并网光伏电站合计195MWp，其分布及接入电网方案如下：

3.1 山南地区60MWp并网光伏电站

中电投山南20MWp、中广核山南20MWp、保利协鑫10MWp、尚德10MWp光伏电站。四座光伏电站分别以1回35kV线路接入赤康110kV变电站；赤康110kV变电站则开断接入泽当～墨竹工卡110kV线路。

3.2 拉萨地区羊八井一期20MWp、二期25MWp光伏电站

羊八井一期光伏电站，以1回35kV线路接入羊八井110kV变电站；羊八井二期光伏电站，以1回110kV线路接入羊八井110kV变电站。

3.3 日喀则地区55MWp光伏电站

力诺日喀则一期20MWp、国策20MWp、龙源吉定15MWp光伏电站。其中龙源吉定光伏电站以1回35kV线路接入110kV吉定变；国策光伏电站以1回35kV线路接入力诺光伏电站；力诺光伏电站以1回35kV线路接入35kV城区变。

3.4 阿里35MWp光伏电站

阿里光伏电站总装机容量为35MWp。截至2014年底，已投产并网发电10MWp。最终以两回35kV线路接入狮泉河35kV变电站。

4 光伏发电的常用方案

根据《自治区“十三五”主电网规划报告》，计划新建电源容量为1093MW，其中光伏电站943MWp、光热电站50MW、风电场100MW。2014年底投产的山南琼结县下水乡孜拉光伏并网发电工程，在工程选址、气候条件、施工标准等方面极具代表性。在此将以该工程为例，展开叙述。

4.1 工程基本情况

该工程位于自治区山南地区琼结县下水乡，光伏电站地面高程在3750m左右。规划建设规模为20MWp，本期建设规模为10MWp，建设用地约42.32公顷。本期场地呈矩形布置，短边长约468m，长边长约910m。

4.2 光伏电站电气连接概况

光伏电站以1MW为一个光伏方阵发电单元，每个独立1MW发电单元由4160块光伏电池组件（240W）组成，并设16个汇流箱；每个汇流箱可连接6/14个支路，其中每个支路又由10个电池组件（240W）串联而成。每个1MW单元有208个支路。每个单元经汇流箱汇集后由逆变器整流逆变后输出270V三相交流电，再通过一台1000kVA变压器升压后与站内10kV集电线路相连。

4.3 光伏电站在藏中电网中的作用

本光伏电站建成后，可为电网提供一定的电量，可降低藏中电网火电的利用小时数及青藏直流送入的电量。同时光伏电站也可与羊湖抽水蓄能电站及当地的沃卡一级电站等调节性能较好的水电站配合运行，充分利用其水库库容进行蓄水，从而优化水电站的出力特性。

5 结语

随着全球气候变暖和能源的紧缺，太阳能的利用已经进入全球共同行动计划之中，让丰富的太阳能资源得到充分的利用，造福，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代，这是新能源从业者奋斗的目标，也是我们工作不竭的动力源泉，更是我们不懈的幸福追求。

作者简介：王志伟（1983-），男，国网宁夏电力公司银川供电公司技师，工程师，硕士。