光伏發電并網對電網運行的影響及解決策略

邱亞運 張啟超

摘 要：當前我國電力事業發展迅速，隨著光伏發電并網的融入，我國電力服務水平不斷提高，在我國電力新能源技術推廣創新的各方面都發揮了重要影響。對此文章對光伏發電并網對電網運行的影響進行分析，并結合實際運行情況探討提高光伏發電并網下電網運行的改善措施。

關鍵詞：光伏發電;并網;電網運行;影響;解決策略

1? 引言

光伏技術在我國新能源行業發展中發揮著非常重要的作用，因為它裝機規模小、占地面積小，能夠采取靈活形式進行儲能及供能，非常適合我國一些偏遠村落、海島等國家電網建設沒有達到的區域進行電能供應與生產。而在光伏供能的技術體系中儲能技術占據非常重要的地位。為了保證光伏技術及其儲能、并網系統的運行效果，在其布置中要做好前期設計，保證光伏及其儲能系統的運行效率，為其能夠有效并網供能、儲能提供基礎條件。

2? 光伏發電并網對電網的影響

2.1孤島效應問題

在光伏發電并網中還會出現孤島效應，一般常出現在公共網絡并網中，在電網運行中，一旦公共網絡故障，就無法提供正常的供電需求，但是光伏發電依然能夠正常供電，在這個故障發生時，如果沒有及時得到檢查和維修，光伏發電就會產生無法及時進行電能供應問題，從而引發孤島效應。此外，如果維修人員直接進行故障檢修，又很容易引發安全事故，不及時維修又會出現供電不足，影響正常用電。

2.2對電網頻率的影響

傳統電力系統運行過程中出現頻率異常的概率是很少的，根據相關并網光伏頻率變化數據可以知道，即使光伏發電站容量較小時，也可以允許多臺機組投切，而不會出現電網頻率受限的情況。而在新能源發電站的發電容量占電網內總量比例逐漸增大時，由于新能源發電機出力的隨機性，就可能導致整個電網系統頻率出現波動，由此對用電用戶或整個電力系統的正常運行產生不良的影響。根據相關實驗數據并建立風電功率波動對電力系統頻率的評估模型后，我們可以得出0.01～1.0Hz的功率波動對整個電網系統的影響最大。

2.3諧波問題

新能源發電站的運行會受到自身和外界的影響，易出現電壓電流諧波，影響電網的電能質量。由并網光伏發電特性可知，光照強度、陰影變化、浮云陰影問題都會導致發電功率的變化，會出現諧波污染和電壓波動的問題。此外，在新能源發電過程中，由于發電機組自身的原因也會產生一定的諧波畸變。為了實現直流電到交流電的轉換，光伏發電系統中會大量使用電子換流器，但這樣會產生電流諧波畸變。這些諧波電流的波形不穩定，電抗器和電容器本身的諧振規律會加重其畸變的程度。以上這些原因導致的諧波電流電壓畸變，給電網的安全穩定運行帶來了隱患。

2.4電網運行控制問題

光伏發電系統有集中式并網和分散式并網方式，集中式并網就是指將光伏發電所產生的電能直接輸送到電網，供電網調度使用，這種并網方式主要適應于大型光伏電站并網，如大面積的公路光伏發電裝置就是運用這種方式并網;分散式并網是指所發出的電能不直接供

往電網，產生的電能存在某一負載中，電網需要的時候再調度使用，通常用于城區內、特別是于建筑結合的光伏系統，比如裝置于屋頂上的光伏發電裝置。再者光伏發電主要是利用太陽光進行發電，因而受天氣影響較大，發電量存在不穩定性。光伏發電系統并網形式的不同和發電量的不穩定造成光伏發電裝置所發的電量并入電網后電網中電源點數的增加，并且這些點數的分布和數量沒有任何規律可循，所以對電源的控制和電網的運行都增加了一定的難度。

3? 優化電網質量和穩定的措施

3.1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。

3.2減少并網過程中出現的波動性問題

對于新能源發電出現的波動性和不確定性是由于環境的不穩定產生的，不能避免環境所帶來的影響，但是可以在環境變化之前做好預防準備，對設備的控制力度加強，在產生的電能并網前先進行降壓，把電壓降到穩定值之后再與接入傳統的電網，減小了對傳統的電網的沖擊。

3.3諧波問題的處理

諧波對于電網系統的損害較大，也是較為常見的影響之一，在很多電子設備中都會發生諧波現象，無論是新能源發電的相關設備，還是在線路或者電容器中都可能存在諧波情況。但是諧波問題基本都屬于可控范圍，能夠通過相關的措施加以避免和防范，比如在風電場的系統內，為了消除諧波問題，就需要集中連接各種風電機設備，并且安裝適宜的諧波過濾設施，全面控制電網系統中的諧波情況，在必要的時候，也需要利用到無功補償設施。

3.4建立健全光伏并網的相關標準以及規范

正式并網前，審查相關技術標準和規范，一般可接入光伏發電生產系統。歐洲內外的學校都找到了很多抑制和諧的方法，增加了諧波補償器、無源固定頻率濾波器、有源濾波器、混合濾波器等，定期檢查和維護光伏發電系統，確保生產出高質量的光伏能源。根據《配電網分布式電源接入設計規范》，分布式電源（10kV 接入）應具有在線電能質量控制功能，能監測三級不平衡流，送至配電網滿足以下指標：電壓波動：輸出為正弦波，電壓波形失真度不大于5%;電壓值：電流值偏差小于標稱電壓的 7%;頻率：輸出電壓頻率為 501770.5hz;諧波：分布式電源接入配電網后，公共連接點的諧波電壓滿足 GB/t549dc 組件的要求：提供公用并聯網絡的直流組件不得超過其交流標稱值的 0.5%。

3.5加強設備檢修及方式管理

在涉及分布式光伏電源的停送電操作和檢修工作中，調度部門必須更加嚴格執行“兩票三制”，確保安全措施落實到位。作業前核實作業范圍內是否有分布式光伏電源，是否已落實有關停電措施，驗明作業地點是否有電并核對狀態，采取相應的安全措施。由分布式光伏電源供電的設備，在檢修安排、安全措施布置和倒閘操作中應按帶電設備處理。

3.6對新型光伏配電系統進行合理規劃

隨著我國技術的不斷發展，光伏發電系統所展示出的功能日益完善，要對新型光伏配電系統進行合理的規劃，這樣才能更好地滿足人們的用電需求。要正確運用相應的理論成果開展規劃和研究，在加強微網規劃的同時，還要實現對電源配電網的規劃，并利用其成熟的理論成果實現對新型光伏配電系統的規劃。由于光伏發電并網有其自身的特點，需要正確設置光伏發電的電源，合理選擇位置和電源的容量，并在進行光伏發電的過程中采取有效的控制方法，對其并網型適合接入點開展系統的研究。要將光伏發電與傳統的發電形式進行對比，找出目前存在的問題并加以改進，在保證穩定、安全供電的同時，還要合理降低成本，融入環保理念，達到節能降耗的效果。

4? 結論

綜上所述，雖然光伏發電并網對電網運行存在一定的消極影響，但是電力企業可以根據現階段我國電網的發展技術，不斷培養專業人才，投入相關設備，及時發現電網事故并立刻進行解決。在維修工程中，電力人員尋找電網系統故障發生的具體原因，總結維修過程和故障經驗，從而確保電網正常運行。

參考文獻：

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