光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響分析

劉謀君

摘 要：在新時期的發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展及應(yīng)用中，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)因為由太陽能光伏陣列、逆變器以及控制器三部分組成，具有初期投資低、無污染等優(yōu)點，所以其發(fā)展前景良好，已成為當(dāng)前較為常用的發(fā)電系統(tǒng)。然而，由于技術(shù)和政策的局限性，使得光伏并網(wǎng)在運(yùn)用過程中易受地理、容量以及氣象和時間等的影響，致使其發(fā)電量減少，其面臨的問題對電網(wǎng)也產(chǎn)生了巨大的影響?；诖?，該文從光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢入手，對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響作了詳盡的分析，以期能為業(yè)內(nèi)同仁提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng) ?太陽能 ?電網(wǎng) ?影響

中圖分類號：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（b）-0088-01

作為社會發(fā)展與科技進(jìn)步的動力，能源是當(dāng)前社會進(jìn)步與發(fā)展的基礎(chǔ)，與人民生產(chǎn)生活的發(fā)展與提高息息相關(guān)，隨著近年來能源問題的逐漸凸顯，諸如對化石能源的利用會造成大量有害氣體的產(chǎn)生，進(jìn)而會導(dǎo)致和加強(qiáng)環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等等。作為一個發(fā)展中的工業(yè)大國，我國正面臨著工業(yè)發(fā)展中資源能源不足的嚴(yán)重問題，所以，開發(fā)新能源已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)展中的首要策略。由于太陽能資源豐富，且光伏發(fā)電過程具有低碳、清潔的優(yōu)勢，成為了新能源開發(fā)利用中的首選。為應(yīng)對國內(nèi)局部電荒及部分電力資源浪費(fèi)的局面，需要研究分析光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響，并制定出針對性的對策，進(jìn)而推動對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的良好應(yīng)用。

1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢

首先，光伏并網(wǎng)組件的安裝需要大量的地基，因此可將其建設(shè)在荒漠中等，有效減少了地面的蒸發(fā)量和對生產(chǎn)用地的占用，在系統(tǒng)的光伏板下種植喜陰類植物，可以保持所在地面的水分等;其次，并網(wǎng)后所發(fā)電饋入電網(wǎng)，使得不通過蓄電池就可進(jìn)行運(yùn)用，在建設(shè)的過程中節(jié)省了部分投資，促成了成本的有效降低，還減少了蓄電池對環(huán)境所造成的污染，具有良好的環(huán)保性;再次，除了大型光伏系統(tǒng)外，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還可以實施分布式建設(shè)，不僅增強(qiáng)了電力系統(tǒng)對自然災(zāi)害的抵御能力，還有效改善了電力系統(tǒng)的負(fù)載平衡，進(jìn)退電網(wǎng)靈活性高，作用巨大[1]。

2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響分析

2.1 對繼電保護(hù)的影響

在光伏電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行時，由于處在電能傳輸?shù)淖钅┒?，所以相?yīng)的電壓等級就較低，加之目前大多為放射型的配電網(wǎng)絡(luò)，所以其使用中很少會產(chǎn)生轉(zhuǎn)移電流，這一特點使得在電網(wǎng)中早已大量存在的多數(shù)繼電器不具備方向敏感性。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，大量分布式發(fā)電系統(tǒng)被大量投入使用，使配電線路上的潮流具有了雙向流動的顯示可操性。就當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展而言，不會因為新增了分布式發(fā)電系統(tǒng)而大幅度改動現(xiàn)有的繼電保護(hù)體系，若其不能與原有的繼電保護(hù)協(xié)調(diào)配合以及形成相互適應(yīng)的關(guān)系，就會導(dǎo)致當(dāng)其他并聯(lián)分支出現(xiàn)故障時，安裝有光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)分支上的繼電器出現(xiàn)誤動現(xiàn)象。而這種誤動，會進(jìn)一步造成該無故障分支失去主電源。除上述影響外，當(dāng)光伏并電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的功率注入電網(wǎng)時，會導(dǎo)致原來的繼電器保護(hù)區(qū)逐漸變小，對繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行造成一定的影響[2]。

2.2 對供電可靠性的影響

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)行時，會影響電力系統(tǒng)尤其是處在網(wǎng)絡(luò)最末端的配電系統(tǒng)，對其運(yùn)行的可靠性造成一定的阻礙。例如，當(dāng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)所處的交流電停電，同時遇到日光照射強(qiáng)度較低的情況，造成最需要電能的輸送卻不能有效滿足需求的結(jié)果。除上述情況外，安裝地點及與電網(wǎng)的連接方式和配置容量等也嚴(yán)重影響著光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)用可靠性。

2.3 對配電系統(tǒng)實時監(jiān)控、控制和調(diào)節(jié)的影響

對比主網(wǎng)，配電網(wǎng)的開關(guān)操作以及能源調(diào)度和信息采集等相對簡單，由供電部門統(tǒng)一管理，統(tǒng)一執(zhí)行對其的監(jiān)控和調(diào)度。光伏并網(wǎng)電力系統(tǒng)接入后，將大大加重了這一過程的復(fù)雜性。為了實現(xiàn)高效的監(jiān)視、控制和調(diào)度，既要增加監(jiān)控和調(diào)度所需的信息，又要以光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)規(guī)程為基礎(chǔ)重新劃分監(jiān)控和調(diào)度的管理職責(zé)及責(zé)任部門等[3]。

2.4 對電能計量方面的影響

光伏發(fā)電并網(wǎng)前，單一方向為電網(wǎng)中電能的基本流向。光伏發(fā)電并網(wǎng)后，個別配電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的潮流流向出現(xiàn)了雙向的情況。這導(dǎo)致原有的電能計量模式無法滿足新時期的電能計量需求，需要針對其運(yùn)行方式將單項計量模式改為雙向計量模式，以適應(yīng)電能計量的需要。

除此之外，基于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電成本較高的現(xiàn)狀，在其運(yùn)用的過程中，也要考慮到計量系統(tǒng)中合理地反映電價差別等方面，這也是對電網(wǎng)發(fā)展的影響。

2.5 對電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響

作為常規(guī)能源的補(bǔ)充，光伏發(fā)電運(yùn)用了太陽能這種取之不盡的清潔能源，從近期或遠(yuǎn)期的應(yīng)用來看，其對環(huán)境的保護(hù)和對能源戰(zhàn)略的實施都具有很重大的現(xiàn)實意義，對對電網(wǎng)的運(yùn)行影響體現(xiàn)在下幾方面：

從環(huán)境保護(hù)來看，因為光伏發(fā)電運(yùn)用的是太陽能，具有季節(jié)性的特點，不會威脅到人類的生存環(huán)境，還可為人類的節(jié)約大量的環(huán)保開銷。

從太陽能使用的廣泛性和方便性來看，陽光無處不在，運(yùn)用方便，可以解決諸如通信、信號電源等需求的特殊需要，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，也會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.6 其他方面的影響

在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可能會解列運(yùn)行。當(dāng)再次接入電網(wǎng)時，在同期過程中，應(yīng)考慮其對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊作用，應(yīng)當(dāng)通過一定的控制策略和手段，來盡量減少對電網(wǎng)的沖擊。此外，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)最大發(fā)電效率的孤島系統(tǒng)，其檢測技術(shù)、跟蹤技術(shù)等也會對該類系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性造成一定的影響，進(jìn)而對電網(wǎng)的靜態(tài)及動態(tài)安全特性產(chǎn)生影響，不利于兩者的結(jié)合運(yùn)用。

3 結(jié)語

綜上所述，新時期的電力系統(tǒng)發(fā)展中，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響涉及到用電的方方面面，諸如對繼電保護(hù)的影響、對配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控、控制和調(diào)節(jié)的影響等等，在未來的電力發(fā)展中占有重要的位置?；诖耍覀儜?yīng)對其對電網(wǎng)的積極影響積極應(yīng)用，進(jìn)而改善其不利方面的影響，為我國的電力發(fā)展和人民生產(chǎn)生活水平的提高打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳煒，艾欣，吳濤，等.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響研究綜述[J].電力自動化設(shè)備，2013（2）：26-32+39.

[2] 劉建濤，張建成，馬杰，等.儲能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].電網(wǎng)與清潔能源，2011（7）：62-66.

[3] 玉榮，趙明智，宋士金.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其對電網(wǎng)的影響[J].綠色科技，2012（12）：267-270.endprint