光伏接入電網的影響及措施研究

李 玲

光伏接入電網的影響及措施研究

李 玲

光伏接入電網技術降低了電網供電成本，在目前能源危機嚴重的時期，光伏接入電源技術成為電網系統發展的新方向。光伏接入電網對供電系統產生的影響成為制約電網系統的重要因素，需要通過科學的研究，制定相關措施改善光伏接入電網的運行效率，為電網高效，節能發展提供技術支持。

光伏 電網 影響 措施

近年來環保型能源越來越收到人們的青睞，太陽能作為可再生能源其研究和開發成為人們關注的重點。光伏發電作為太陽能發電的主要方式之一，因為具有便于維護和功率可變性在電網中受到廣泛的使用。光伏接入電網中由于其分布式發電特性會對原有的電力系統產生一定的影響，針對光伏的自身發電特性和控制特性，需要針對光伏接入電網的影響進行研究分析，制定相關措施保證電網的正常運行。

一、光伏接入對電網系統的影響

（一）運行特性的影響

光伏在電網系統的接入是電網發現的新方向，光伏以極為分散的方式大范圍接入電網系統中，雖然單個光伏的發電功率相對電網系統來說十分微小，但是大面積的微小電功率接入對于電網系統的影響就會變得十分復雜，相對于一般發電設備接入電網中較為復雜多變。在光伏接入的電力系統中電網供電系統可以雙向運行，當主電網出現故障時光伏發電將會為主要供電設備提供電源，保障設備正常運行；當主電網恢復正常后光伏發電產生的電功率與主電網電功率并行運輸到各個用電設備中。因此，光伏接入電網系統這一過程從本質上改變了電網系統的運行特性，需要我們從光伏接入電網的基本理論和方法上探索光伏接入電網系統的運行特性。

（二）配電系統的影響

電網系統接入光伏后，主電網供電和光伏微電網共同對配電網供電，配電網系統不僅需要對所供電能進行電功率分配還需要對微電網電能進行收集，配電網系統功能不再是原來單一的電能分配，而是需要具有電能收集﹑傳輸和分配的新型配電系統。由于光伏對于環境因素變化十分敏感，在光伏接入電網系統后光伏發電產生的微電網會造成電網系統的不穩定，諧波影響加大，輸出的電壓波動較大等問題，因此為應對上訴電網中出現的問題需要對配電網提出新的要求。只有科學的利用光伏接入電網技術才能夠高效的利用可再生資源，提高能源利用率，為電網系統發展提供動力。若電網系統的安全性﹑穩定性等問題得不到解決則光伏接入電網將會對電網系統帶來極為負面的影響，光伏接入電網中的配電系統研究和創新是解決電網接入光伏不穩定性的主要途徑之一。

（三）運行控制的影響

光伏在電網系統中的接入，光伏產生的微電網電壓不穩定，使得在光伏電網中對于負荷量的預算缺乏準確性，加大了對于電網系統功率控制的難度系數。光伏在電網中會產生較多的微小電功率且各個為電源點離散分布，這樣的電源分布方式使得常用的電壓控制方式無法有效地實現電網電壓控制，這無疑加大了電力系統電功率的控制難度，影響到光伏電壓在電力系統中的安全運行。光伏在電網系統中的接入使電網系統的運行與控制變得復雜了很多，要實現電網電壓的高效控制成本光伏接入電網系統所要面臨的重要問題之一。隨著光伏在電網系統接入規模的變大，光伏發電對電網產生的影響也逐漸變大，在電網系統中占重要地位的逆變器﹑配電系統等設備的諧波干擾會變大，光伏發電會產生鐵磁諧振等這一系列影響都降低了供電系統的安全高效運行，不利于電網系統的健康發展。

（四）標準規范不統一

我國光伏接入電網技術相對于發達國家而言還存在一定的差距，我國光伏接入電網的相關標準規范還處于發展階段，在配電網的設計和光伏接入規模等相關規定上還沒有統一標準，這使得電網系統對于光伏產生電壓的影響變得不可預測，不利于電網系統的運行特性分析和控制。此外，在現有的電網接入技術規范中僅僅對常規發電系統的電網接入進行了規范化的標準制定，由于太陽能的利用研究時間較短對于光伏接入電網中的相關規范還沒有提出。未來太陽能作為可再生的清潔能源成為人們研究分析的重點，因此只有對光伏接入電網的相關技術準則進行規范化制定才能有效地提高能源利用率，加大光伏接入電網的經濟效益。

二、光伏接入電網影響的措施

（一）加大技術層面分析

光伏接入電網技術加大了電網系統的節能型和科學行，但是隨著光伏接入電網規模的逐漸變大，在電網系統中不僅需要通過政策法規來保證光伏在電網系統中接入工作的有效實施，還需要通過積極的對光伏在電力系統中的影響機理進行科學的技術研究。在光伏接入電網后由于光伏產生電壓的微小性和分散性使得電網系統的運行特性分析十分復雜，對于這種復雜的變化需要通過全新的理論方法進行量化分析。在載入了光伏微電源之后的電網系統，其運行特性的分析方式與常規的電網系統變得截然不同，需要對光伏電網的本質進行深入的分析研究，采用有效的方法理論實現光伏電網系統的的穩定性分析，為之后電網系統的有效控制奠定基礎。

（二）研發新型配電系統

光伏接入電網系統與分布式電網接入電網系統理論相似，但是光伏發電電壓與分布式電壓有所不同，在研究光伏接入電網系統的理論方法上可以結合分布式電壓接入電網的理論基礎和光伏發電的電壓特性科學分析，研究適合于光伏接入電網的新型配電系統。在對電網系統中接入光伏的發電電源進行分析時需要考慮到光伏電源的選址﹑容量等通過多方面實驗分析研究光伏對于電網系統的在諧波抑制和電壓變化等問題上的變化情況。在新型配電系統的建設中需要充分考慮到光伏發電在整個電網系統中產生的影響，將光伏接入的電網系統與常規的電網系統進行對比分析，觀察光伏發電對電網系統運行穩定性的影響，積極采取應對措施，科學規劃配電網系統，保障光伏接入的電網系統安全﹑高效運行。

（三）開發運行控制技術

在光伏接入的電網系統中對于運行控制技術的研究首先需要對光伏產生的電功率進行優化管理，只有實現對光伏產生的電功率的科學化運用才能提高整個電力系統的科學控制的效率。光伏產生的電功率為可再生資源，只有對光伏電功率進行合理管理，通過對配電系統負載的合理調整，科學分配電網中的電功率，實現對光伏接入電網系統運行效率的有效控制。其次，在對光伏接入電網進行技術分析時對電網系統進行計算機仿真成為一種常用的手段，通過建立數學模型的方式獲取可靠的仿真結果，實現對電網系統的深入分析。在仿真過程中重點要實現對光伏產生電壓的特性分析，建立基于光伏發電的動態分析模型，并實現在不同運行環境下的特性分析。此外，光伏產生的電功率對電網穩定性的影響﹑對電能質量的影響都會對光伏接入電網系統的運行控制產生負面作用，需要采取可靠的方法增強電網穩定性，提高電網運行控制效率。

（四）制定統一規范

在光伏接入電網系統中，為制定科學﹑經濟的技術規范準則需要對光伏發電系統中接入光伏的規模和不同規模產生的電壓參數，電壓波動參數等技術性參數進行統計，制定規范化的接入方式和不同接入方式下配電系統的標準化配置。光伏發電系統接入電網的電壓等級，諧波抑制程度，電能質量等問題都對光伏接入電網系統的運行產生一定的影響，不利于電網系統的穩定運行，因此在制定的規范準則中需要對這些方面進行規范化制定，最大范圍的減少光伏接入對電網系統產生的負面影響。實現光伏接入電網的規范化制定，才能保證電網系統的高效經濟運行，保障電網系統對配電系統的正常供電。

（作者單位為國網臨泉縣供電公司）

［1］ 李琳，董文靜.光伏發電系統諧波監測與評估研究［J］.農業科技與裝備，2016（05）.

［2］ 程振華，岳云力.考慮源荷協調的光伏發電系統接入容量的評估研究［J］.能源工程，2016（04）.