光伏發電并網關鍵技術及對策探究

吳凱健

摘 要：為積極響應和堅守《巴黎協定》中承諾，降低碳排放，引領低碳發展潮流。近些年來，我國加大了對光伏發電的投入，大力扶持我國的光伏發電企業，加快對光伏技術的科研投資，一系列的政策出臺幫助光伏發電并網技術取得了很好的發展勢頭。為了促進光伏發電技術的精進，要不斷優化創新光伏發電技術，促進我國光伏發電技術的不斷進步。

關鍵詞：光伏發電；并網；對策探究

前言：

光伏發電作為新能源的一種形式，具有良好的發展前景。但是，在實際運行發電過程中卻存在一些的缺陷與不足，主要對電網電壓、頻率、電能質量造成一定程度的影響，嚴重影響著電網運行的安全性與穩定性。因此，電力企業要積極采取有效措施對其加以應對，確保電網運行得到安全可靠保障。

1太陽能光伏發電技術的應用

1.1大型并網型光伏發電系統

并網型光伏發電系統通過升壓站直接以電網相連，通常由光伏電池陣列、并網逆變器、升壓變壓器等組成。其運行的原理是首先由光伏電池方陣將太陽能轉換為一定電壓的直流電，直流電通過逆變器轉換成交流，再通過升壓變壓器升壓，最后進入變電站通過輸電線路注入公共電網，其簡潔的過程在一定程度上避免了電能的損耗。

在光伏發電并網過程中，逆變器是關鍵部件。它可以轉換光伏發電系統產生的直流電，形成與電網一致的正弦交流電；在電網發生緊急情況時，逆變器可自動切斷電源，脫離電網，有效防止電網故障串入光伏陣列中；

1.2光伏建筑一體化應用

太陽能光伏建筑一體化應用是新技術，也是一個在光伏發電中比較熱門的技術。這個應用主要包括兩個方面的內容：第一：在建筑物屋頂布置光伏陣列或者利用光伏瓦代替傳統的琉璃瓦；第二：將建筑物一部分玻璃幕墻替換成光伏薄膜組件，減少室內熱量，轉換成清潔電能供整棟樓使用。這樣就可以提高太陽能的有效利用，而且還實現建筑材料和光伏發電材料同時使用在建筑物中，能夠有效地控制好光伏發電的建造成本，實現低碳、節能。

2光伏發電并網對電力系統的影響

2.1對電網電壓及其穩定性的影響

隨著國家政策大力支持新能源發展，光伏并網發電系統的裝機容量在電網系統內逐步提高，在一定程度上影響著電網內的電壓控制，并且對電網電壓的穩定性造成影響。根據電壓與電流成反比關系，當光伏并網發電系統中電流出現變化時，電壓勢必會隨之發生一定變化，而光伏并網發電系統的發電功率與光照狀況存在緊密關聯，中午時日照條件好，電流偏高，而早上和下午日照條件差，電流偏低，進而會導致電壓產生較大的波動，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。當某一地區在一定時間內連續出現陰雨天氣，將會導致該區域太陽功率大幅度降低，有可能會造成該地區功率出現的現象。缺額會對嚴重影響著該地區的電壓質量，甚至會降低該地區電壓的穩定性。

2.2對電網頻率的影響

由于光伏發電具備一定的隨機性，電壓因光照條件產生波動，在一定程度上會促使電網內的頻率發生波動。如若光伏發電系統內的一次調頻機組大多采用火電機組，將會嚴重降低汽輪機葉片的使用周期。此外，電力企業為了實現對大容量光伏發電系統發出的電能接納，針對光伏發電并網系統的時變性，則需要電力企業必須在電網內部設置足夠的調峰電源。同時，電力企業要重新審視傳統的電網調峰容量配置，確保電網調峰容量配置的科學性與合理性。

2.3對電能質量的影響

光伏發電系統并網所產生的電能質量問題主要包括諧波、電壓波動、閃變等，影響有功及無功潮流、頻率控制等特性。隨著光伏發電系統的并入電網，其所接入的發電機組和原來的機組有很大區別，光伏發電功率隨日照強度變化對電網負荷特性產生影響，它的接入改變了電網潮流方向，使電網的潮流分布更難控制。而且光伏發電單位不具有調度自動化功能，加大了電網控制與調度運行的難度。同時，由于大規模光伏系統的介入，其中存有的大量的電力電子的作用，改變了既有電力系統原有的運行模式，不利于電能的質量的提高，逆變器開關的反應過慢，輸出失真，進而產生諧波，簡諧波的波動范圍會隨某一區域的光照變化的加快而增大，甚至出現波動疊加現象。

3光伏發電并網技術的應用對策

3.1電網結構上的技術增強和優化

光伏發電的優勢在于其作為清潔能源的獨特性，而缺點則是受環境、天氣等因素影響而帶來的巨大的不穩定性。電網結構是否符合當前能源發展的需要決定了光伏能源與電網之間的兼容狀況，因為在能源技術中，電網是其介入的基礎，電網的堅強程度會和能源技術的介入狀況產生最直接的關聯。所以加強電力調控很重要的一個因素便是本地光伏發電的規模與分布情況的掌握，如果調控部門能夠合理的調整電網運行方式，讓繼電保護可以展開合適的配合，那么對于電網運行就能起到一定程度的改進作用，從而在運行上讓光伏發電系統產生更好的供電能力，讓電力企業做好更好的供電服務。

相關行業還應積極對直流輸電和柔性交流輸電技術進行研究，提升相應的供電效率，加強光伏發電系統的短路功率與動態穩定，針對這些方面不斷優化能源存儲技術，在光伏發電的發展之路更加健康安全的同時，也讓電網本身的運行能夠趨于平穩。

3.2強化調控制度

由于受天氣、環境溫度、光伏板安裝位置等因素影響，光伏電站的輸出功率會有所變化，最大變化率甚至超過額定量的10%，因此產生了發電量的不穩定問題，導致光伏發電系統并入電網中存在很大的不可控性，在調控難度上要比普通的火電或水電高許多，因此在具體供電工作中，加強調控規劃和人員安排，增強調控制度，可以增強光伏發電的管理力度。增加對電能質量全部參數的實時監測，對發生電能質量事件進行實時告警，并對電能質量問題數據分析。同時制定和光伏發電系統的工作原理相關的維修、維護措施，也能讓檢修人員有效應對諸如孤島效應等在光伏發電中較為常見的問題，保障供電的穩定。

3.3增強電網結構分布和調研

科學規劃應是在光伏發電被大力推行和發展的同時并行做好的工作之一，光伏發電系統因為自身原因在電能質量方面有很大的負面影響。如果能就電網負荷、容量及結構部分做好充分調研，就能在有效提升電能質量等方面的可承受范圍，在一定程度上緩解因為“系統容量過大”等問題帶來的影響。供電公司如能確定科學化的光伏發電裝機容量，做到統一調度、分級管理，相關人員嚴格按照電網調控原則進行系統操作，加強人為可控因素，落實各級調度關系，降低非故障情況下發生非計劃性并、解列的行為，那么在很大程度上能夠降低諧波問題，會對光伏變電站的電力調控產生維穩的效用。

3.4汲取國外先進的經驗

在新能源發展的過程當中，電力企業需要積極汲取國外豐富的經驗，結合光伏發電系統的實際運營情況，制定科學合理的入網標準，提升國內太陽能產品的檢測能力，同時及時消除可能會為電網運行的隱患。制定規范的光伏并網電站技術標準，提升光伏發電的質量與水平，使電網運行得到安全保障。

結語：綜上所述，在能源形勢嚴峻的背景下，光伏發電作為新能源發電形式，能夠合理地優化可再生資源，擁有著良好的發展前景。在并網過程中，為了促進光伏發電技術優勢的發揮，應當從增強和優化電網結構技術、強化調控制度、增強電網結構分布和調研等方面對技術應用進行強化，與此同時汲取國外先進經驗，促進新能源技術的發展。

參考文獻：

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