光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運行的影響與對策

唐小波

摘 要：隨著我國新能源行業(yè)的不斷發(fā)展，各類新能源逐漸被人們開發(fā)利用，人們對于清潔能源的應(yīng)用重視程度越來越高，目前光伏發(fā)電已廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)，通過應(yīng)用光伏發(fā)電優(yōu)化電力系統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)，促進能源清潔化和可持續(xù)發(fā)展。但是光伏發(fā)電會對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成一定的影響， 本文介紹了光伏發(fā)電的具體情況以及其在并網(wǎng)過程中對于電網(wǎng)運行的影響，并針對這些問題提出了降低光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運行影響的具體措施，為我國光伏發(fā)電并網(wǎng)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電;電網(wǎng)運行;孤島效應(yīng);解決措施

引言

我國能源問題變得越來越緊張。為了有效緩解這一問題，解決經(jīng)濟發(fā)展與能源緊缺的問題，我國積極發(fā)展新能源的開發(fā)與探索，并通過光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用和推廣，為人們帶來了更加充足的清潔能源，解決了經(jīng)濟發(fā)展與能源之間的矛盾，很大程度緩解了各類能源的壓力?，F(xiàn)階段，我國廣泛應(yīng)用分布式光伏發(fā)電技術(shù)，為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活中的電能供給提供優(yōu)勢，滿足了人們對電能的大量需求。

1 光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運行的影響

1.1 電網(wǎng)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(zhì)量的增加具有重要意義，這也充分體現(xiàn)出了光伏電源在電能有效使用過程中的重要性。光伏發(fā)電并網(wǎng)的使用可以實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)換為電能的有效利用。但是伴隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)使用規(guī)模的增大之后，一旦供電環(huán)境變得惡劣，供電站的相關(guān)工作人員對于變化的電網(wǎng)功率不能得到準確的把握;對于在大規(guī)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(guān)工作人員在進行電能的調(diào)度過程中出現(xiàn)困難。除了大規(guī)模使用之外，工作人員無法對負荷以及電網(wǎng)功率做出準確把握之外，太陽能發(fā)電的過程中也存在著許多其他不可控因素。例如太陽能發(fā)電的過程中受到一些不穩(wěn)定因素的影響的時候，在這些不穩(wěn)定的因素之下，有時會發(fā)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(fā)電并網(wǎng)就不再適用，相關(guān)工作人員就需要采用傳統(tǒng)的手段進行發(fā)電，這樣電能的重新調(diào)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(fā)電并網(wǎng)之后，電網(wǎng)中的接入光伏電源就會增多，光伏電源數(shù)量的增加就會增加電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的壓力，使得電能的調(diào)度過程中受到明顯的影響。同時在公共電網(wǎng)中，接入光伏電源，會讓光伏電源的數(shù)量以及應(yīng)用的區(qū)域變大。在這種情況下，如果電力系統(tǒng)不能夠?qū)λ泄夥娫催M行控制，那么就會使得電力系統(tǒng)的供電設(shè)備、電壓值等出現(xiàn)問題，從而造成控制效果比較差，造成整個電網(wǎng)運行過程中的安全事故。

1.2 對電網(wǎng)運行統(tǒng)一性產(chǎn)生一定影響

由于光伏發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)發(fā)電形式不一樣且發(fā)電所采用的能源不一樣，所以發(fā)電停電的時間不能統(tǒng)一。在傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)進行發(fā)電時光伏發(fā)電可能因為天氣原因沒有進行發(fā)電，也可能在傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)因為某種原因停電時光伏發(fā)電正在發(fā)電，因而兩者不具備統(tǒng)一性。如果在傳統(tǒng)行業(yè)停電時而光伏發(fā)電系統(tǒng)正在發(fā)電供向電網(wǎng)，那么就會產(chǎn)生“孤島效應(yīng)”影響，即成為孤立電源對周圍電網(wǎng)進行供電，一旦電網(wǎng)來電會產(chǎn)生較大的沖擊電流，對電力設(shè)備設(shè)施造成損害和給可能正在維修電網(wǎng)的維修人員造成身體傷害或者生命傷害。

1.3 對電網(wǎng)成本運營的影響

光伏發(fā)電裝置接收太陽能產(chǎn)生電能后由逆變器接入國家電網(wǎng)，電網(wǎng)系統(tǒng)必須增加容納電量的容器和轉(zhuǎn)換電能的容器以便接納使用光伏電能， 從這一方面說，光伏發(fā)電增加了電網(wǎng)的設(shè)備耗能，加大了電網(wǎng)的經(jīng)濟運行性。另外光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)也加大了電網(wǎng)的工作量，需要投入大量的技術(shù)人員去操作并網(wǎng)，這也增加了電網(wǎng)的運行成本。

1.4 電能質(zhì)量受損

應(yīng)用光伏發(fā)電并網(wǎng)后，還需要高頻調(diào)制的支持，通過逆變器進行運轉(zhuǎn)，但是這種方式還會帶來一定的負面影響，產(chǎn)生的諧波會影響電能質(zhì)量。如果諧波放大還會對電網(wǎng)的輸出功率產(chǎn)生一定的改變，改變后的輸出功率更加難以控制，因此就會造成電網(wǎng)運行不穩(wěn)定，引發(fā)電網(wǎng)事故。此外，我國傳統(tǒng)的電網(wǎng)都是采用單一供應(yīng)模式，如果不符合光伏發(fā)電并網(wǎng)接入的情況，在接入光伏電源后會造成電壓差異，就需要對接入光伏電源進行管理，因此也增加了管理工作內(nèi)容，影響電網(wǎng)可靠運行。

2 光伏發(fā)電并網(wǎng)運行的應(yīng)對措施

2.1 加強對于電網(wǎng)的控制力度

在光伏電源并網(wǎng)后，如果電網(wǎng)的運行控制效果較差，電網(wǎng)調(diào)度人員或光伏電站運維人員可以通過使用光伏發(fā)電功率預(yù)測技術(shù)，對光伏電源的輸出功率進行及時檢查，在確保其他電源的正常運行的前提下，加強對于光伏電源輸出功率的監(jiān)管力度，保障電網(wǎng)供電的安全質(zhì)量。因此，可以通過以下幾方面來加強對于電網(wǎng)的控制：一是在光伏電源并網(wǎng)后，由于光伏電源容易受到光輻照強度等因素的影響，光伏電站運維管理人員應(yīng)加強本站所在區(qū)域的光輻照強度等歷史資源收集，利用計算機軟件建立一個光伏發(fā)電功率數(shù)學模型，結(jié)合相應(yīng)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)，掌握場站運行發(fā)電規(guī)律特征， 提高光功率預(yù)測準確度。二是通過加強對于電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備歷史運行數(shù)據(jù)的研究分析，找出最合適的光伏電源安裝位置，降低外界因素對于光伏電源的影響提升光伏電源并網(wǎng)后的穩(wěn)定性。三是在進行光伏電源發(fā)電應(yīng)與區(qū)域內(nèi)可控出力的電源（如火電、水電等）配合，如果出現(xiàn)電能供電不穩(wěn)定的狀況，及時調(diào)峰調(diào)頻，確保電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行。

2.2 提高電能質(zhì)量

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

2.3 改善孤島效應(yīng)

改善孤島效應(yīng)的方法可以通過檢修手段對孤島效應(yīng)進行檢測。當電網(wǎng)在斷電之后，可以使用被動式檢測法對逆變器的相關(guān)參數(shù)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(yīng)。相關(guān)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(jié)合的手段，找到其存在的問題。解決孤島效應(yīng)需要相關(guān)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(yù)防問題的產(chǎn)生，減少孤島效應(yīng)的發(fā)生。

3 結(jié)束語

太陽能發(fā)電是傳統(tǒng)發(fā)電的有益補充，鑒于太陽能發(fā)電對環(huán)保與經(jīng)濟發(fā)展有重要意義，各個國家都在全力推動太陽能發(fā)電工作，光伏發(fā)電裝置因為對環(huán)境要求低、易于操作、便于維護、發(fā)電量高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用， 從長遠來看可能在我國電力發(fā)展中占據(jù)主導地位。

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