光伏發電并網對電網的影響

李偉遠

摘 要：光伏發電系統的運行基礎是電網良好運行的保障，本文首先對光伏發電并網對電網沖擊、影響做了簡要的分析，并針對性地對光伏發電并網運行控制及電能計量出現的問題做簡要的原因分析，基于原因分析提出了相應的解決策略，能科學地使光伏發電系統正確地接入電網，有利于電網的運行，并提供科學的參考依據。

關鍵詞：光伏發電；太陽能；光伏并網；影響；解決策略

1光伏發電在能源緊張環境下的影響

能源日益緊張的情況下，面對形勢嚴峻的用電情況，使用光伏發電并網能夠將社會資源轉換為可再生能源，解決能源緊張的局勢，該發電并網具有先進的應用前景，正日益得到社會的普遍認同，也具廣泛應用性。開展光伏發電的應用推廣是一項有著現實意義的舉措。光伏并網系統是構成了分布式發電的其中之一的分支，其工作特點是轉換能源。首先利用太陽電池組件產生的直流電，采用并網逆變器來工作，將直流電轉換成具有傳輸信息價值的交流電，并在滿足符合電網要求，直接采用轉換后的交流電進入公共電網，光伏發電并網產生的電流具有強電力，不只是提供了交流負載還能傳送多余的電力并反饋流動至電網。發電有著不同的規定，根據不同容量、不同并網方式、不同系統配置，對光伏發電系統接入方式提出了不同的要求，既要滿足不同輸電網或配電網的要求，又要區別于常規的發電方式，做出符合電網的技術規范。光伏并網發電與傳統的常規發電方式有著本質性的差別，常規的并網技術條件更為充分，技術發展也較為成熟，接入計算方法比較科學，也能在各個條件下具有較好的發電效果。然而，國內對光伏發電的方式缺乏全面、明確、可操作的管理標準和技術規范，有的電網企業就你難以對光伏電網做出可靠性、安全性和規范管理規范，部分企業已經在各個角度對光伏并網系統全面評估，數據分析表面光伏發電系統并網的存在著復雜性和較難的可行性。光伏并網的光伏發電系統有著各種不成熟的因素，雖然在一定程度上緩解了用電緊張，但研究并網光伏發電系統的技術特點，解決發電系統的存在困難，對于推動光伏并網技術的發展有著積極的重要意義。

2光伏發電系統原理

光伏發電系統采用的媒介是半導體界面，并利用其產生的光生伏特效應而轉換電能，光能轉變為電能的這種技術原理是使用經串、并聯形成太陽能電池方陣太陽能電和逆變器輸入了能量之后，電池方陣電壓受到太陽能的系統輸入通過光伏組件轉化為直流電，然后經過直流配電箱匯流至逆變器，此時的逆變器要蓄電池，控制器蓄電池充電效能，并將交流配電箱供給電網或負載能通過光伏發電系統并網。常見的集中式和分布式是兩種并網方式。集中式能夠在大容量電站集中供電，直接傳輸不同負載；分布式與集中式相反，適用于容量比較小、分布廣泛的居民太陽能發電，并帶有負載地傳輸。

3光伏發電并網對電網的影響

3.1 孤島效應問題

電網由于接入公共電網發電裝置以后，出現了故障解列斷電，然而在發電裝置發電，仍然向系統供電，稱為孤島效應。該效應容易對配電系統和用電設備產生負面影響，對于電力的維修人員造成人身安全的威脅，產生的孤島區域會生成不穩定的電壓，用電設備損壞率高，由此帶來的頻率會對配電系統開關誤動等。而安裝一個安全可靠并網逆變裝置，對避免孤島危害效果較好。

3.2 對電網沖擊問題

兩個交流電源的并聯方式才能構成分布式光伏發電并網的方式，并聯的要求是，兩個交流電源要在電壓幅度、相位相同條件下進行。電網產生的沖擊性電流，對同步的逆變器側交流電壓和電網交流電壓給予沖擊，沖擊過大造成的嚴重的用戶的電器設備或引起保護動作暫停的情況，停電事故、損壞并網設備本身情況經常發生。

3.3 諧波問題

光伏發電系統中的基本元件要求相互構成具有整合性。逆變器構成完整性的重要元件，直流電逆變出交流電離不開此元件發揮的作用。逆變器能夠產生高強的高次諧波，高次諧波在交流電流通，攜帶著流入電網會發生多次運用，高次諧波電能在反復多次地生產、傳輸和利用過程使用，逆變器頻繁使用產生熱量加重了振動噪聲，低效率低運行，對逆變器的使用壽命縮短老化，重則發生故障或者是設備燒毀。

3.4 電網運行控制問題

光伏發電系統受到天氣的影響較大，導致了電網運行的不確定性，太陽能發電的負荷預測估計和電網在短期內迅速對存在不確定。傳統模式下的發電和配電運行計劃的難度比光伏發電并網速對難度大，被相應地增加的斷面交換功率的控制率就高。光伏發電系統的并入電網中的電源點具有無規律、分散、且單點規模小的特點。大幅度的增加電源點能偶彌補缺陷，但是難以控制正常情況下的無功調度及電壓控制電源的情況，不僅影響了電網調峰、安全備用、電壓穩定和頻率安全穩定，增加了電網運行的控制難度。

4解決策略

4.1 孤島檢測解決策略

加大對光伏并網系統孤島檢測的方法研究力度，針對緊急狀態下負荷可以采用切除的方式，或者優化升級孤島運行和聯網運行的方式。此外，采取無縫切換控制技術，快速優化控制器，對解決故障并加大了切除的可靠性，及時智能地恢復供電。

4.2 光伏發電質量解決策略

配電系統的諧波水平受到逆變器產生的高次諧影響而逐漸升高，科學處理升高問題，制定光伏發電的諧波數的技術標準來對減少電壓的相位差，減輕對電網造成的沖擊。光伏發電系統中的逆變器的檢測與維修期限應該縮短，盡量定期檢測與長期檢查相結合，以保證光伏發電質量。

4.3 電網運行控制解決策略

光伏發電系統的并入電網對原有配電系統的監控和調度過程變得復雜，采用供電部門統一管理的原配電網的信息的采集、開關的操作、能源的調度都較簡單。而是光伏發電是一個無源的放射形電網，難以控制電網的開發遠程監控系統中的信息和對象，因此分布式電源的投入、退出的功率的流動采取遠程監視分布式光伏發電，更易于掌握和控制。

4.5 健全并網的標準與規范

電網對于并網光伏發電系統的控制標準和規范應該健全，明確光伏并網發電的技術參數和控制標準參數，提高電網中的光伏發電的抗擾動能力。對并網的規模、接入電壓等級、無功配置和電能質量等方面的等技術規范與參數用制度落實，并對光伏發電系統運行條件完善并成熟。

能源緊張的今天，光伏并網發電的發展具有明顯的優勢，光伏發電的并入并網對傳統的配電網的沖擊和影響。研究光伏并網發電的現實影響和深入優化，對其制定方法和標準規范發電標準，以保證光伏發電系統穩定、安全、可靠，有效地利用資源轉換為電能，緩解能源危機。

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