光伏并網發電系統及其對電網的影響

王冬+喬紅波+郭海壘

摘要：光伏并網發電系統屬于光伏發電系統中的一種，是指由光伏方陣、控制器、并網逆變器組成，將光伏組件發出的直流電經過并網逆變器轉換成符合電網要求的交流電后，直接并入公共電網的一種發電系統。光伏并網發電系統可將所發電能直接饋入電網，但其發電過程穩定性較差，并對電網也會產生一定影響。以下對光伏并網發電系統對電網的影響進行具體闡述。

關鍵詞：光伏并網；發電系統；電網影響

引言

我國電網結構實現了優化改造，各種新型發電生產系統轉向高科技層次，光伏并網發電是電力生產新方式。為了體現出光伏并網發電系統優勢，要深入分析對傳統電網運行的影響力，提出符合光伏并網發電系統調度的新方式。智能化是電網改造必然趨勢，將其用于光伏并網發電是行業技術創新典范，彰顯了智能電網調度運行優勢。

一、光伏并網發電系統對電網的影響

1、繼電保護的影響

在光伏電網發電系統運行時，由于處在電能傳輸的最末端，所以相應的電壓等級就較低，加之目前大多為放射型的配電網絡，所以其使用中很少會產生轉移電流，這一特點使得在電網中早已大量存在的多數繼電器不具備方向敏感性。隨著現代科技的發展，大量分布式發電系統被大量投入使用，使配電線路上的潮流具有了雙向流動的顯示可操性。就當前電力系統發展而言，不會因為新增了分布式發電系統而大幅度改動現有的繼電保護體系，若其不能與原有的繼電保護協調配合以及形成相互適應的關系，就會導致當其他并聯分支出現故障時，安裝有光伏并網發電系統分支上的繼電器出現誤動現象。而這種誤動，會進一步造成該無故障分支失去主電源。除上述影響外，當光伏并電網發電系統中的功率注入電網時，會導致原來的繼電器保護區逐漸變小，對繼電保護裝置的正常運行造成一定的影響。

2、電能質量的影響

盡管光伏并網發電系統產生的電能大部分皆為有功電能，但光伏并網系統所負載的無功電流會對電能質量造成不利影響，因此，可以在光伏并網發電系統一側安裝無功補償設備，以達到提高輸出電能穩定性的目的。此外，由于溫差變化及太陽輻射的變化，光伏并網發電系統具有較強的隨機流動性，使光伏并網發電系統發電功率存在一定的間歇性和階段性，因此，若想提高系統輸出功效和電能質量，必須要提高發電設備的有效使用率。

3、供電可靠性的影響

根據實際經驗，光伏并網整個系統在運行過程中，會對電力系統（特別是網絡末端配電系統）產生較大的影響，因而對電網的運行安全性、可靠性造成了一定程度的阻礙。比如，若光伏并網整個系統處發生交流電停電情況，當日光輻射強度較低時，可能會使得輸送的電能不能滿足實際的用電需求。除此以外，電網本身的連接方式、安裝位置以及容量配置等因素也會對光伏發電系統產生影響，導致其運用可靠性降低。

4、光伏并網發電與電壓的影響

光伏并網發電向大容量方向發展，光伏發電在電網的饋線末端及終端接入狀況越來越多，而電網中存在反向潮流，進而使得光伏并網發電的電流在電網中將受饋線影響，產生壓降狀況，使得變電站側的電壓降低，而負荷側電壓與變電站側電壓處于不等狀態，進而使得負荷側電壓出現越限。此外，根據電壓與電流的關系，當光伏并網發電中電流出現變化時，電流勢必會隨之發生一定變化，而光伏并網發電的發電功率與光照狀況存在緊密關聯，進而會導致電壓波動更大，可能會引起電網中相關無功調節裝置出現頻繁動作，影響相關調節裝置使用壽命，影響電網運行安全。

5、電能計量的影響

在并網之前，電網之中電能的流向是單向的，但是接入光伏并網系統之后，在少數配電網區之內，會出現雙向潮流流向，在這種情況下，傳統電能計算模式就無法滿足實際需要，必須針對電網的實際運行方式，轉變原來的單向計量模式，重新用雙向劑量模式進行計算，保證能夠符合基本電量計算的要求。與此同時，目前光伏并網系統的運行成本、發電成本均比較高，在實際運用過程當中，還需要充分考慮在計量系統中體現電價的差別，這也關系到今后的電網發展。

三、對于光伏并網帶來影響的解決辦法

（1）新能源的發展需要智能電網的支持，新能源因為具有隨機性不能大量地商業化儲存，所以更適合采用分散式、分布式開發方式，建在用戶側，使生產的電力自發自用，多余上傳，發電不足時從電網購電。配電側智能化改造，投資小，見效快，可快速解決光伏并網難題。要接納新能源配電網需要進行智能電網改造升級，滿足以下要求。

在電源側，在電網配備可支持不同電源的設備，方便各類電網并入。

在電網側，完善電網系統，運用計算機創建具有可視化、數字化、智能化的集成系統。

在用戶側，安裝智能電表，用戶與電網雙向通信，依情況分析，合理計費。

（2）統一規劃電網和電廠建設，光伏發電站布局不能各搞各的，應圍繞電網規劃進行。要讓電網建設適應光伏產業的快速發展，在光伏產業規劃和前期工作中就要有地方供電公司參與，并將配套電網設施作為產業的一個組成部分，同步辦理相關用地等手續，以便電網項目和光伏產業能同步核準，同步建設。

（3）借鑒其他國家經驗，盡快制定合理入網標準，提高國內太陽能產品的檢測能力，消除不良產品帶給電網的隱患，出臺切實可行、簡單易操作的光伏并網電站等技術標準規范和實施手冊，將達到標準、危害市場的企業排除在外，有效防止行業亂局，提高光伏發電的整體水平，保障電網運行安全。

（4）資源勘探評估，太陽能系統因易受天氣因素影響，只有根據當地的氣象和地理條件進行系統的優化配置，才能達到可靠性和經濟性的最佳結合，發揮太陽能發電的優勢。

（5）按照太陽能資源分布，將其劃分成若干資源區，確定不同地區的上網電價，根據項目的總發電量、上網電量進行補貼，可有效遏制“騙補”問題，使發電項目的建設運營向健康良性的方向發展。

結語

今后對光伏并網發電系統的研究應該進一步深入，并不斷探索改善光伏發電現狀的有效方法，從而促進光伏發電實現更好的發展。

參考文獻：

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