風力發電和光伏發電并網問題的幾點研究

國能黃金埠發電有限公司 程 強

1 風力發電以及光伏發電并網特征和現狀研究

1.1 并網型風力發電特點及現狀分析

風能屬于一種可再生性能源，在實際使用過程中，要求相關人士可通過專業設備、專業系統及專業技術促使風能可以實現循環、可持續性利用。風能屬于一種重要的清潔能源，在發電過程中不會對環境造成污染。風力發電雖具有明顯優勢，但實際應用過程中還存在很大的不足和缺陷。由于風力資源本身具有獨特性，在實際應用過程中不能對其進行掌控。另外目前相關發電技術還不夠成熟，基本上都是處于初步的發展層面，還需進一步加強研究和開發。此外不能促使風力資源實現存儲。在當前的時代背景之下，節能環保是世界一大趨勢，要求加強風力資源的廣泛使用。目前我國在并網型風力發電過程當中也投入很多人力、物力資源，需相關專業人士對于這一方面內容進一步的強化研究工作[1]。

1.2 并網型光伏發電特點以及現狀分析

光伏發電最大的優勢是能夠提高發電效率，同時也可提供無功功率和有功功率。在光伏發電過程中，主要是促使光能轉變成為電能，之后將電能通過變壓器轉變成為同電網一致等級的電壓，進而在電網當中輸送[2]。實際應用光伏發電系統的過程中不需要利用電池，若是在實際發電過程中使用電池將會導致大量的資金消耗，另外電池本身也會對環境造成重大的污染和破壞。光伏發電過程中能對整個系統進行全面供電，相對于傳統的火力發電模式來講更加具有可靠性和安全性，同時光伏發電也不會產生噪音，有利于實現環保目標[3]。日常使用光伏發電的過程中操作難度也并不高，可以和環境和諧相處。在當前的背景下，國家也正在不斷投入人員和資金對光伏發電進行深層次的分析和研究[4]。

2 風力以及光伏發電在并網當中的主要問題

2.1 孤島效應

在風力以及光伏發電并網過程中，兩種發電方式往往會由于電網系統維修或電網系統故障產生孤島效應，這種情況之下就會導致光伏發電系統、風力發電系統和整個電網系統呈現出脫離的狀況[5]。如果部分電網和主電網相互斷開以后這種情況就會導致孤島效應。部分供電基本上都是完全由光伏發電系統或風力發電系統來獨自提供。另外其系統內部會存在著某個區域電流流通、但實際上卻沒有電流通過的現象產生，這樣的現象主要就是由于在實際發電的過程中發電的總量很大、甚至會威脅到人們用電安全性，還可能會出現用電不夠穩定，若能夠促使電網當中孤島效應得到有效解決，就需使用相關設備以進行自動關合或手動關合，讓系統重新給孤島區域進行供電，在這樣的情況下基本上很容易產生一些不良的反應。

孤島區域突然接通電路后，很容易導致電壓在很短時間內快速升高到一個較高狀態，會對設備造成極大的電力沖擊，不利于保障配電系統安全性和可靠性，這就需要能夠配備專門性現代化設備有效避免孤島效應的產生。當前可通過逆變器來對孤島效應進行預防，結合逆變器的類型需要分為被動狀態和主動狀態的逆變器。在被動狀態下可以對于電網電壓及頻率變化進行實時探測，而主動狀態之下可讓系統更趨于完善，能夠實時地監控電流狀況及電網頻率等。目前我國很多區域光伏發電及風力發電應用相對較為廣泛，但也往往由于光伏發電和風力發電會產生孤島效應、進而存在一定危險性，所以也需相關人士對此進行充分地考慮，采取合理科學的措施、結合實際情況應對孤島效應問題[6]。

2.2 受到外在自然因素影響大

在進行風力發電過程中，由于風速本身具有隨機性的特點、同時也不可控，所以在發電的過程當中輸出功率以及發電頻率的波動性比較大，很容易造成電壓頻繁波動以及閃電等等。在風力發電的過程當中，風力發電引起的電壓閃電以及電壓波動根本因素是由于并網風電基礎輸出功率不夠穩定所造成的，其中發電機器僅僅是多組發電機以及多臺發電機，此外將風力發電融入到電力系統以后，會對于整個系統運行頻率和電壓穩定造成一定的影響[7]。

電力系統和風力系統實現并網之后，初期階段可能會產生電壓諧波，并且在并網的過程當中如果風速相對較快情況之下，風機附近以及風電場附近電壓就容易出現閃絡的問題，在一定程度上會對于電力系統安全性和可靠性造成重大的影響。實際光伏發電過程中，主要就是通過使用半導體促使光能逐漸轉變成為電能，但由于光的強度受到天氣、濕度、季節等各方面自然因素影響重大，所以利用光伏發電本身也存在著一定的難度，尤其是穩定性較差，并網之后很難實現相互的融合。另外，電力系統當中機電保護裝置也難以適應于新能源系統，經常會由于電壓波動較大造成保護裝置出現誤動作，進而會對于電網的運行安全性和可靠性造成重大的負面影響[8]。

2.3 導致企業經濟負擔比較重

雖然在實際應用中，光伏發電和風力發電的過程中安全性、可靠性較差，但兩種發電方式都是節能環保的發電方式，符合當前環保的思想理念，具有突出性優點。所以在未來發展的過程當中，也需要加強光伏發電和風力發電的研究，同時要實現光伏發電和風力發電的并網。目前新能源的發展趨勢也將會對于傳統發展模式造成沖擊，并且會逐步地取代傳統的發電模式。所以很多火電廠中的設備往往被閑置。此外，當光伏發電或風力發電出現故障情況后會使用傳統火力發電模式，因此要保障原有火力發電設備能夠實現正常使用，需要定期進行設備保養和維修工作，而在很大程度上就需要企業投入更多的資金、物力和人力，無形當中會導致企業在實際發展過程當中的成本居高不下，對于企業經濟效益和市場競爭能力會造成一定的影響。

3 解決光伏發電、風力發電并網問題的主要對策

做好電網運行的檢測工作。對于當前的電力企業來講，在實踐過程中需切實保障各個體系的完善性，要求滿足負荷需要。對于電力企業而言，也需保障用戶用電的安全性和可靠性，要做好電網運行的檢測工作，一旦電網當中產生了孤島效應，要精確發現并采取合理科學的方法進行調控，保障電網實現安全穩定可靠的運行。此外對于當前電力企業而言，還需對電網運行孤島問題進一步地加強科學研究，要著力研制出更加精確及即時性更強的孤島檢測方式，保障電網運行的安全性和可靠性。另外需對各個環節進行逐步優化，有效地避免電網體系的故障問題，提高電網運行安全性、連續性和有效性，切實保障用電安全以及用電質量符合規定要求。

研究出具有更加優良的新式配電體系。在當前實踐的過程中，需研究出具有更加優良價值的新式配電體系，首先，需對風力發電網絡進行準確了解和掌控，同時也需充分地了解光伏發電網絡，還需明確兩者在實際并網后的運作特點。與此同時，在這個前提之下，電力企業要清晰了解光伏發電網絡和風力發電網絡的實際情況，全面剖析電壓動搖、電壓諧波所造成的影響，在實踐的過程中還需充分考慮光伏發電、風力發電及電網運行過程當中各方面的因素，切實地保障配電網絡在運行過程當中具備經濟性、安全性以及環保性。

綜上，在當前需切實做好電能供給工作，要求相關管理人士對于光伏發電網絡和風力發電網絡實現并網處理，這樣才能達到理想效益。然而由于在技能上和設備上的不足和缺陷，依然存在著諸多的問題亟待解決，需相關企業不斷的轉變思想觀念，同時加強經驗累積，實現大力改革和創新，加大科研投入的力度，這樣才能夠實現光伏發電以及風力發電的健康、穩定及持續性的發展。