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光伏发电与市电互为备用电源的探讨
目前，大部分企业或单位基本上都是采用燃油发电机作为备用电源。但随着光伏发电的大力推广和普及，越来越多的企业、单位甚至居民个人都开始建设和使用光伏发电，将光伏发电作为市电之外的最重要的电源。
1. 光伏发电系统分类
光伏发电从系统进行分类，可分为独立光伏发电和并网光伏发电。
1.1独立光伏发电
独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。
1.2并网光伏发电
并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。光伏发电实例可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。
2. 用电负荷分级
根据对用电可靠性要求的不同，用电负荷有如下分级：
2.1一级负荷
中断供电时将造成人身伤亡，或经济、政治、军事上的重大损失的负荷。一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。 对一级负荷中特别重要的负荷，除要求有上述两个电源外，还要求增设应急电源。
2.2二级负荷
中断供电时将造成严重减产、停工，局部地区交通阻塞，大部分城市居民的正常生活秩序被打乱；二级负荷要求：两回路供电；或一路市电电源供电和自备电源（通常采用燃油发电机）。消防负荷属于二级负荷。
2.3三级负荷
除一、二级负荷之外的一般负荷，这类负荷短时停电造成的损失不大。 对供电电源无特殊要求。
对于大部分企业或单位主要负荷为三级负荷。根据相关法律法规及管理条例需要设置消防设施的，则消防负荷为二级负荷。本文主要针对此类负荷进行探讨。
3. 光伏发电与市电互为备用电源
企业或单位目前常见的供电系统为三级负荷由市电供电，二级负荷由燃油发电机作为备用电源，市电停电后自动启动燃油发电机。
而对于有条件建造光伏发电站的企业或单位，淘汰燃油发电机，优先使用光伏发电及光伏发电与市电互为补充更为节能、环保、经济。
3.1互为备用工作原理
光伏发电与市电互为备用的实质是采用一台具有两路电源互为备用功能的双电源切换开关。根据供电系统的配置、负荷的性质进行切换，可采用手动切换，也可以采用自动切换。通过切换开关连接，光伏发电并未接入至电力系统网络（市电），因此此类系统应采用独立光伏发电系统，配备符合负载要求的蓄电池组。
3.2光伏发电作为常用电源
3.2.1系统组成
光伏发电作为常用电源如图1。此时光伏作为所有负载的供电电源，其容量必须满足所有负载的需求，；而市电作为备用电源，其容量根据二级负荷的负载进行配置。
3.2.2系统优缺点
3.2.2.1系统优点：光伏作为所有负载的电源，正常工作状态下市电仅仅产生空载损耗，此系统非常节能、经济。
3.2.2.2系统缺点：此系统供电可靠性比较差。首先光伏是“靠天吃饭”的，若连续阴雨天，势必会无法供电，光伏更不能作为二级负荷的常用电源，不符合二级负荷的供电要求；其次，因需要承担所有负载，所以光伏发电容量较大，蓄电池组相当惊人，占用面积比较大。
3.2.3系统适用场合：本系统适用于太阳能非常丰富、光伏发电站建造比较容易的地区，同时负载要求不高、负载容量较小、投资资金比较充裕的场合。一般不建议采用此系统。

图1 光伏发电作为常用电源 图2 光伏发电作为备用电源
3.3光伏发电作为备用电源
3.3.1系统组成
光伏发电作为备用电源如图2。此时，所有负载由市电供电；光伏发电仅作为备用，其容量满足二级负荷的负载即可。这种系统下光伏发电相当于传统的燃油发电机。
3.3.2系统优缺点
3.3.2.1系统优点：供电可靠性比较高；光伏容量根据二级负荷配置，容量和蓄电池组较小。
3.3.2.2系统缺点：光伏仅作为备用电源，正常工作条件下，只发电、蓄电但不用电，不能发挥光伏发电的优势。白白浪费投资和资源，极为不经济。
3.3.3系统适用场合：本系统适用于太阳能资源稍差、建造场地有限的场合。一般不建议采用此系统。
3.4光伏发电同时作为常用电源和备用电源
3.4.1系统组成
光伏发电同时作为常用电源和备用电源如图3。此时，市电和光伏发电均分别承担部分三级负荷，同时作为二级负荷的两路电源，且互为备用。光伏所承担的负载应小于等于建造的光伏发电站的容量确定。

图3 光伏发电同时作为常用电源和备用电源
3.4.2系统优缺点
3.4.2.1系统优点：供电可靠性、经济性都比较突出。如遇长期连续阴雨点，通过切换开关切换，所有负载由市电供电；正常工作条件下，光伏承担应有的负载，减少市电的能耗。
3.4.2.2系统缺点：与前两类系统相比较，系统的分配相对麻烦一些。
3.4.3对系统的其他要求：（1）市电的报装容量必须能满足所有负荷的要求；（2）蓄电池的容量必须更大可能的大于二级负荷的容量；（3）加强管理，必须保证任何时候蓄电池的蓄电量能满足二级负荷的需求
3.4.4系统的适用场合：消防负荷作为主要二级负荷的企业或单位，建议采用此系统，不仅适用于新建，也可以在原有系统的基础上按此系统进行改建。
4. 需要注意的问题
（1） 核相序：必须在切换开关常用和备用端校核使光伏发电与市电相序一致；
（2） 消防负荷必须就地切换；
（3） 过载的控制：光伏逆变器设有过载保护和低电压保护，所以在日常管理中负载的投入应有一定先后顺序和时间间隔，不能同时启动多台大功率负载；
（4） 切换时间：双电源切换开关的切换时间必须与负荷性质一致，并符合规范规定；
（5） 蓄电池容量：为确保供电的可靠性，蓄电池的容量应远远大于所供负载的容量，宜大于2~5倍。
（6） 蓄电池电量的检查：任何时候必须保证蓄电池的电量能满足二级负荷的容量需求；
（7） 消防切非：为防止过负荷，应在所有三级负荷的断路器配置分励脱扣器，利用消防控制中心进行消防负荷切非。
5. 结语
本着安全、可靠、经济的供电原则，对于负荷比较小的企业或单位可以考虑独立光伏发电系统作为常用电源；而对于负荷较大的企业或单位建议采用独立光伏发电系统同时作为常用电源和备用电源，既经济又节能环保。但必须保证任何时候蓄电池的蓄电量能满足二级负荷的需求。