光伏發電系統并網故障分析及糾正措施

汪泓 肖鵬 王斯妤 姚瑤

摘 要：結合光伏發電并網后對電網運行中產生的幾個不利影響，包括電網運行控制、電能質量、孤島效應等問題，提出具體的解決措施，從而提高光伏發電并網在電網運行過程中的效率。

關鍵詞：光伏并網;故障及糾正措施

引言

針對電網在運行過程中出現的問題，供電相關單位可以運用光伏發電功率預測技術來對光伏電源并入電網之后的輸出功率進行檢測，使得光伏電源以及其他電源可以在自動化的情況下實現輸出功率以及電壓的監管，從而實現供電調度分配的合理性。

1.光伏電源

光伏電源是通過使用可再生的太陽能進行電能轉換，使用太陽能電池板將太陽能轉化為電能的一個裝置。光伏電源依托的是太陽能的光生福特顯影，運用太陽能所發出的熱量，運用太陽能在電池板的作用之下，產生電能。其為人們工作、生活中提供了最為有效、最為充足的能源供給。光伏電源裝置主要是山三部分構成的，這三部分分別是控制器、太陽能電池板、逆變器。光伏電源裝置是在這三部分的共同作用之下進行電能的儲存以及轉換。光伏電源的使用具有很多好處，其使用不僅可以降低對于環境的危害，還可以取得更好的用電效果。對于偏遠地區的人們在使用電能的時候，光伏電源的靈活性，可以為其使用更好效果的電能。光伏發電在其使用的區域開始使用之后，可以有多種選擇使用的方式。它們可以獨立使用，也可以與其他的配電網共同配電。如此強的適應性，基本上可以滿足人們對于電能的需求量。但是由于季節的不同，光伏電源在進行電能的轉換的過程中會受到影響，從而阻礙了電網的正常運行。

我國電網相關部門對光伏電源在并網工作的過程中國提出了規范性的要求，從而可以減少在這個電能轉換過程中造成的不良影響。（1）我國相關部門要求采用并網發電，這樣可以減少在發電過程中造成的不良影響。（2）在光伏電源的運行過程中，不能接入太多的數量，因為太多數量的光伏電源會造成電網的壓力增大，從而使得電網的壓力變大。（3）光伏電源在電網中電壓需要在8kV以下。這些規范工作要求相關部門進行自我監督，從而可以使得光伏電源更好地在電網中運用，從而提高光伏電源在運用過程中的可靠性。

2.光伏發電系統并網故障分析

2.1電網運行控制不佳

光伏電源的有效使用對于人們生活水平、工作質量的增加具有重要意義，這也充分體現出了光伏電源在電能有效使用過程中的重要性。光伏發電并網的使用可以實現太陽能轉換為電能的有效利用。但是伴隨著光伏發電并網使用規模的增大之后，一旦供電環境變得惡劣，供電站的相關工作人員對于變化的電網功率不能得到準確的把握;對于在大規模使用之后的電能的負荷增長也是無法做出準確的判斷。這兩方面的不可把握性就造成相關工作人員在進行電能的調度過程中出現困難。

除了大規模使用之外，工作人員無法對負荷以及電網功率做出準確把握之外，太陽能發電的過程中也存在著許多其他不可控因素。例如太陽能發電的過程中受到一些不穩定因素的影響的時候，在這些不穩定的因素之下，有時會發生較大的問題，這樣就會造成嚴重的問題。在這種情況之下，光伏發電并網就不再適用，相關工作人員就需要采用傳統的手段進行發電，這樣電能的重新調度，就無法滿足人們對于電量的正常需求，無法保證人們的正常用電。

光伏發電并網之后，電網中的接入光伏電源就會增多，光伏電源數量的增加就會增加電網調峰、調頻的壓力，使得電能的調度過程中受到明顯的影響。同時在公共電網中，接入光伏電源，會讓光伏電源的數量以及應用的區域變大。在這種情況下，如果電力系統不能夠對所有光伏電源進行控制，那么就會使得電力系統的供電設備、電壓值等出現問題，從而造成控制效果比較差，造成整個電網運行過程中的安全事故。

2.2電能質量受損

光伏電源在并網之后，其運行需要在高頻調制之下，進行逆變器的運轉工作，但是在這種方式的運行之下，是比較容易出現諧波的，諧波會讓電能的質量受到損傷。如果在諧波放大之后，那么對于原本電網而言其、輸出功率也會相應發生變化。變化之后的輸出功率對于工作人員而言，更不容易調控，所以就容易導致整個電網的電壓不穩定，從而導致安全事故。同時，我國傳統的電網帶那個供應模式是單一供應，但是這是不符合光伏電源接入之后的情況的。在光伏電源接入到電網之后，其相應接入點的電壓是不相同的，因此就需要對接入光伏電源之后的電網進行管理，這樣就會造成其中需要對此進行管理的環節比較多。在以上兒種情況之下，在出現諧波，電壓、輸出功率的不穩定性、工作環節的增多都會造成電能質量受損。

2.3孤島效應

孤島效應往往多發生于光伏電源與公共網絡并網之后。在電網的運行當中，如果公共電網中出現故障，那么公共電網就不能為人們提供正常的供電，但是在這一過程當中，光伏電源還在正常的進行供電。如果在出現故障的時候，不能進行及時的維修與檢修，光伏發電還在正在進行，就會使得很多處于孤島地區的人們不能得到及時的電能供應，從而形成了孤島效應。與此同時，如果維修人員直接進行故障的檢查與維修，很容易發生安全事故，如果維修不及時，則會造成供電的不充足，影響人們的正常生活與工作。

3.光伏發電并網的改進措施

3.1提高電網的控制

（1）因為光伏電源受到輻射度、光照等的影響還是比較大的。所以針對這一情況，相關技術人員要對光伏電源接入電網之后所在區域的光照強度、輻射度、云層量進行調查，再利用相關技術構建光伏發電功率的模型。通過相關自然條件與光伏發電功率相結合，找到存在的規律，從而為后期的實際運用提供相關數據的支持。

（2）通過相關的數據來找到安裝光伏電源的最佳位置，減少外來因素對于光伏電源的影響，提高光伏電源在應用過程中的穩定性。

（3）需要進行電能的儲備。對于電源發電的過程中，肯定會出現電能不穩的情況，所以在這種情況之下，需要運用儲備好的電能進行補給，從而實現電能的穩定運行，提高電網的運行效率。

3.2提高電能質量

供電單位要想提高電能的質量，必須要提高電能的監管工作。相關人員可以在并網之前，對每一個光伏電源的接入點都進行電能質量的綜合性管理。通過對接入點都進行電能質量的綜合性管理實現電能質量的檢測。在檢測的過程中，如果發現諧波或者是電壓波動，相關的技術人員可以迅速采取措施，從而加強對電能質量的控制。

3.3改善孤島效應

改善孤島效應的方法可以通過檢修手段對孤島效應進行檢測。當電網在斷電之后，可以使用被動式檢測法對逆變器的相關參數進行檢測，從而找到存在的問題，如果在輸出功率以及負載功率之間有較大的差距，那么就存在孤島效應。相關人員也可以采取主動式檢測或者是主動式與被動式檢測相結合的手段，找到其存在的問題。解決孤島效應需要相關人員對常見的問題進行反復的研究，找到其問題存在的共性，從而可以有效預防問題的產生，減少孤島效應的發生。

結語

我國的能源與經濟發展之間的矛盾使得能源問題變得越來越緊張，光伏發電能夠一定程度上緩解這些能源壓力。目前先進的分布式光伏發電技術，從而可以滿足人們在口常生活、工作之中的用電量，確保人們更好的從事各種活動。

參考文獻：

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[2]張一吃.光伏發電并網對接入電網穩定性影響的研究[D].天津：天津大學，2018.

（江蘇方天電力技術有限公司 ?江蘇 ?南京 ?211102）