風力發電和光伏發電并網問題研究

孟鑫亞 姬豪兵

【摘?要】目前，社會進步迅速，我國的各行各業建設的發展也有了提高。在光伏發電系統中合理應用儲能裝置，能夠有效減少光伏發電單元在實際工作的過程中由于波動而引發的功率變化，減少因功率變化而給電網以及敏感負荷帶來的沖擊，能夠確保光伏系統在離網的狀態下以及并網的狀態下能夠實現相互間的平穩過渡，實現整體供電質量的提升。而在實際設置系統儲能單元的過程中，可以嘗試使用閥控式密封鉛酸蓄電池，在充分考慮光伏發電系統自身運轉情況的基礎之上，分析儲能單元在處于不同工作模式的過程中其自身的運轉特點，以此為依據，建立完善的放電控制系統以及充電控制系統，并對相應控制策略有效性的情況進行驗證。

【關鍵詞】風力發電;光伏發電;并網問題研究

引言

進入21世紀以來，新能源發電技術突飛猛進、在工業、農業、軍事等諸多領域中被廣泛應用，成為推動經濟發展、社會進步的關鍵科技力量之一。

1光伏發電系統對電網運行帶來的影響

1.1運行調度

光伏電源自身具有一定的可調度性，但是這種可調度性會在一定程度上受到外界天氣因素的影響，尤其是在一些天氣變化相對較快的城市或是海拔相對較高的地區，天空中的云層對于光伏電源可調度性的影響更加明顯。在電網運行商的調度系統中，如果光伏電源的整體占比相對較高，且高于臨界比例，在進行電力調度的過程中就需要采取一系列的保障措施，確保電網運行過程中的可靠性以及安全性能夠切實得到保障。除此之外，常規電價與光伏電價之間還普遍存在一定的差異，因此，在對電網進行調度的過程中也需要充分考慮經濟性的相關問題，但是上述的所有操作都需要最大限度地避免給電網系統運行過程中的安全帶來不利影響。

1.2系統保護

光伏發電系統在實際運轉的過程中，如果遇到光照相對強烈的情況，那么電站在實際進行輸出的過程中功率也會相應增加，進而引發一系列的連鎖反應，最直接的表現就是短路電流的增加，進而增加過流保護在配合過程中的難度，加大失誤問題的發生概率。除此之外，電站輸出功率的變化也會在一定程度上影響熔斷器的常規工作，進而給電網系統的整體運轉帶來十分不利的影響。若光伏發電系統在工作的過程中沒有正常接入配電網，支路潮流在實際運轉的過程中則多數情況下是屬于單向性輸出，且這種單向性輸出缺乏必要的保護措施。而在光伏發電系統運轉的過程中，當配電網接入之后，配電網絡自身的性質也會相應地發生變化，轉成多元配電網絡，但是在這一過程中，網絡潮流的流向則會體現出較強的隨機性特點，控制難度進一步增加，為了保證系統整體的運轉安全，則需要在系統中常規進行方向性保護裝置的安裝。

1.3電能質量

光伏發電系統在日常開展發電工作的過程中，經常會受到外界環境因素的影響，尤其是在陰雨天，空中巨大的云層，在一定程度上會遮擋住陽光，就會導致光伏電源的功率在短時間內大幅度上升或是下降，尤其是對大型的光伏系統影響更為普遍，系統內的電壓在短時間內就有可能出現閃變，進而出現較大的頻率波動，除此之外，也有部分類型的光伏發電系統是進行直流電發電的，在進行電網接入的過程中，如果采用的是逆變裝置法，那么，諧波的出現概率也會大幅度增加，進而使電網系統的正常運轉受到影響。

2太陽能光伏發電技術應用的發展趨勢

2.1光伏發電站

光伏發電技術的順利應用，離不開光伏電站的支持，光伏電站是進行光伏發電的基礎設備，其直接影響著發電率和電力的有效應用。目前，太陽能發電廠大致分為分散發電廠和集中式太陽能發電廠兩種。分散發電廠是指在恒定電壓水平且不超過20000kW并網的單個發電廠的點存儲容量，轉換后的電能主要用于變電站地區的太陽能發電設備。集中式太陽能發電廠在電能傳輸中有很多階段，設備也更復雜，它通常包括以下步驟：第一，通過轉換設備的作用將太陽能轉換為電能，第二，轉換后的電能通過配電和接收設備輸送到逆變器。最后，在逆變器的作用下，直流電在交流變壓器箱中流動，并與網絡建立連接。為了確保在傳輸過程中安全使用電能，有必要確保各種太陽能組件的正常運行。

2.2光伏建設一體化

當前，綠色環保的概念逐漸滲透到人們的思想，因此光伏發電技術越來越受歡迎，并且被越來越多的應用到了我國的建筑設計中。例如：在建筑物的屋頂上裝有太陽能電池板，太陽能電池板通過電線連接到電網，從而將能量轉化為電能，使人們在日常生活中得以應用。利用太陽能發電不僅可以節省大量資源，還可以體現綠色環保理念，有效促進社會的可持續發展。

2.3光伏發電與LED照明結合

太陽能已經廣泛應用于各個領域，并且太陽能發電與新型材料和新技術的結合正在逐漸成熟。LED照明技術是科學技術發展產生的一種新技術，其應用的是將電能轉化為光能的原理，并發揮照明作用。通過將太陽能和LED技術相結合，可以將LED技術應用于太陽能提供的電能，然后轉換為必要的光能，從而有效地節約了能源。兩者的有效組合和功能的基礎是它們既是直流電又是低電壓。

2.4通信/通訊領域

太陽能光伏發電被廣泛應用于電信和電信領域，電信和電信領域包含很多內容，并且直接影響著我們的日常生活。例如，農村運營商的廣播、電信系統和電話系統。建立這樣的系統可以滿足人們的生活需求。將太陽能發電技術應用于這些系統可以有效地輸送電力，確保系統連續穩定地運行，給人們的生活帶來了極大的便利，同時衛星通信、士兵的GPS等工程也得到了極大的發展。

結語

綜上所述，從光伏并網發電系統自身的特點來進行分析，儲能技術的應用不僅能夠有效提升電網在實際工作過程中的穩定性和安全性，同時還能有效發揮電網自身在運轉過程中的經濟效益，使用戶常規的用電需求能夠切實得到保證，進而有效解決以往電網在運轉過程中容易受到光伏并網影響的情況，使我國社會可持續發展的戰略能夠切實得到落實。而從我國現階段的情況來看，儲能技術雖然在一定程度上得到了發展，現階段光伏發電系統中所使用的儲能技術相較于以往已經有了較大幅度的進步，但是，研究人員還需要進一步開發新的儲能裝置，使我國光伏并網發電能夠真正得到發展，使其應用范圍能夠真正得到擴大，讓太陽能光伏并網發電技術能夠真正使我國的更多人民受益，使發電能夠真正做到綠色環保，進而有效減少以往火力發電給環境帶來的不利影響。

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（作者單位：河南工學院電氣工程與自動化學院）