光伏發電系統對電力調控的影響

摘要：隨著我國經濟的發展，能源與資源的消耗對環境的影響日益嚴重，光伏發電作為清潔能源其開發利用顯得日益重要。光伏發電系統具有資源普遍、無污染，設備可靠，維護簡單并受地域條件限制小的特點。并且，我國太陽能資源十分的豐富，排除西南以及黑龍江邊境地區外均為高太陽能資源區，這對發展光伏發電系統十分有利。同時，光伏發電也存在著諸多問題，如功率輸出不穩定，可調度性差，并具有間歇性發電和隨機波動性變化的特點。這些都對電力調控造成一定影響，對電力調控工作的管理與操作提出了一定的挑戰。因此，本文就光伏發電系統對電力調控的影響進行了分析與探討。

關鍵詞：光伏發電;電能質量;電力調控;電網安全

一、光伏發電對電力調控的影響

1.1系統電能質量方面

電網的電能質量主要體現在電壓、頻率以及波形。而光伏發電系統其自身的工作原理決定了其此方面的缺陷性。當并網光伏發電站并網或與系統解列時，其有功與無功功率的變化均會對電網造成沖擊。同時其內部光伏發電組件的啟停也會造成輸出的改變，從而影響電網的電能質量。而且在光伏發電產生的直流電源逆變成并網所需的交流電的過程中，將會產生大量的諧波污染。

1.2發電計劃方面

我國電網長期以來均以火電發電為主，其功率的輸出具有良好的穩定性與可預測性。但光伏發電受到季節、溫濕度、天氣的影響，使其充滿了隨機性與不可控性，影響了系統運行的穩定性，增加了電網發電計劃的制定與實施的難度，并且隨著國家新能源政策的推進，光伏發電所占比例將會進一步提高，必將增加供電公司電力調控的難度。

1.3繼電保護方面

光伏發電系統的并網使得電網中的潮流具有了雙向性，并且電網故障時短路電流的大小、方向以及分布也會因此而有所改變。因此光伏發電系統與系統變電站均需要裝設繼電保護裝置，防止故障后的系統失穩與對系統反送電，保護光伏發電站本身也保護系統不受到故障多次沖擊。當已并網的光伏發電系統向大電網輸入功率時，會使原繼電保護裝置的保護范圍縮小，從而影響到繼電保護裝置工作的靈敏性與可靠性。

1.4孤島效應

在電力系統中，孤島效應是指電路的某個區域有電流通路而實際沒有電流流過的現象。隨著并網光伏電站的增加，孤島效應發生的概率也會隨之增加，其不僅會對光伏發電站本身的設備造成損害，也會對大電網本身的設備造成損害進而擴大事故，同時還會對供電公司的現場檢修人員的人身安全造成威脅。因此電網調控中心做好相關工作來保障電網的安全穩定運行至關重要。

二、精心調控，確保電網安全

2.1合理應用電力法律法規

尊重科學發展進步的腳步，遵守電力市場的規律規則，結合光伏發電的自身特點與本地電網特有的運行情況，制定切實可行的電網調控管理辦法，使自身的工作具有合理性與合法性，同時兼顧本地電網運行的特殊性，實現精心調控，優化調控，與時俱進，確保安全。

2.2優化電網結構與技術

光伏發電作為清潔能源具有巨大的優勢，但其自身的不穩定性與不確定性也是其最大的弱點，而電網機構是否

科學合理、是否符合當前能源發展的需要決定了新能源大電網的兼容問題。畢竟一個堅強的電網才是新能源技術介入的基礎。調控部門應根據本地光伏發電的規模與分布情況，合理調整電網運行方式，調整相應的繼電保護配合，從而從運行上為光伏發電企業做好服務，保障國家發展新能源的正確理念。并應用直流輸電以及柔性交流輸電技術，改進優化能源存儲技術，從短路功率與動態穩定方面著手，既維護光伏發電的健康發展，又保障電網本身的安全運行。

2.3科學規劃，加強管理

在大力支持光伏發電這種新能源技術發展的同時，也要做好科學的規劃，做好自身電網負荷、容量及結構的充分調研，仿真實驗自身在電能質量等方面可承受的范圍，確定合理的光伏發電裝機容量。

同時依據統一調度，分級管理電網調控原則，加強日常管理與相關人員培訓，按時修改與簽訂調度協議，落實各級調度關系。嚴審相關檢修計劃，杜絕非故障情況下的非計劃性并、解列行為。同時加強光伏變電站的自動化設備運行監控，做好信息實時采集與上報，做到充分利用新能源，合理安排計劃生產，進而促進電網的進步發展。

三、對于光伏發電未來發展的預估和相關建議

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與不確定性。要解決這一問題，電網機構的科學合理與否很關鍵。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。

3.2強化調控制度

光伏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。同時建立起對應的維修系統，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。而如果能就電網負荷、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。

四、結語

光伏發電作為新能源和清潔能源，是國家出于社會環保清潔考慮而在未來將要主力推行的能源產業。目前的光伏發電因自身工作原理、系統結構等問題，在具體的使用投入中還沒法做到十全十美。但在清潔能源受到重視的當下，光伏發電系統也存在著極大的發展空間。在發電系統逐漸進步的將來，其自身的電力調控問題一定能被有效解決，讓供電產能有效提升，在電力時代中發揮出更大的作用。

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作者介紹：

李福培（1990.9.20-）;性別：男;籍貫：廣西桂平 ;民族：漢;學歷：碩士研究生;研究方向：新能源發電與微網技術;單位名稱：廣東電網有限責任公司中山供電局。