光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響研究綜述

鄧紫毅

摘 要：文章指出了有關(guān)太陽能光伏發(fā)電的良好前景，光伏的發(fā)電系統(tǒng)主要包括了控制器、光伏的陣列以及相應(yīng)的逆變器等組成。有關(guān)太陽能的光伏發(fā)電系統(tǒng)在以后的實(shí)際應(yīng)用中有很大的發(fā)展空間和發(fā)展領(lǐng)域，并且其具有污染程度低，發(fā)展前景比較寬廣以及在初期進(jìn)行投資時(shí)價(jià)錢比較低的特點(diǎn)。但是，因?yàn)楣夥l(fā)電系統(tǒng)本身具有一定的局限性，很容易受到氣象、時(shí)間、容量以及地理因素的影響，同時(shí)使相應(yīng)的發(fā)電量也在不斷的減少。在現(xiàn)階段的政策和技術(shù)中還存在著諸多的不完善性這就促使了光伏發(fā)電在未來發(fā)展的艱難性。文章就光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響進(jìn)行了分析。希望通過文章的研究可以提供參考。

關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)；發(fā)電系統(tǒng)；電網(wǎng)；影響；研究

1 有關(guān)光伏并網(wǎng)的主要系統(tǒng)組成

有關(guān)光伏電網(wǎng)的主要系統(tǒng)可以分成集中式和分布式兩種方式。對(duì)于分布式來說其主要是利用城市中光伏建設(shè)和屋頂并網(wǎng)等一體化方面。而分布式的并網(wǎng)卻比較小，但是其在實(shí)際的使用上卻比較靈活，并不需要對(duì)蓄電池進(jìn)行安裝同時(shí)在實(shí)際的資金投資上也比較低，主要是利用電網(wǎng)和電壓的支撐，與此同時(shí)還可以對(duì)負(fù)載的特征進(jìn)行考慮。

對(duì)于集中式的并網(wǎng)來說其主要是指進(jìn)行光伏的并網(wǎng)站，其需要較大的土地占用面積，在通常情況下主要建立一些沒有人煙的地方，而作為整個(gè)電源會(huì)直接性的向高壓的電網(wǎng)上送電，其成本也比較高。

如今比較常用的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)主要分為兩種形式，一種是有蓄電池，另一種就是沒有蓄電池。

對(duì)于帶有蓄電池的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)可以稱作可調(diào)度的光伏發(fā)電系統(tǒng)。在系統(tǒng)中逆變器具有重要的負(fù)載性開關(guān)和主開關(guān)，讓系統(tǒng)之間的電源不產(chǎn)生間斷性，與此同時(shí)，一些系統(tǒng)還可以充當(dāng)調(diào)節(jié)器，在對(duì)電壓進(jìn)行穩(wěn)定的同時(shí)也提高了相應(yīng)的質(zhì)量。

對(duì)于那些不帶電的蓄電池來說其并網(wǎng)光伏的相關(guān)電系統(tǒng)是不能進(jìn)行調(diào)度光伏電網(wǎng)系統(tǒng)。在相應(yīng)的系統(tǒng)中其逆變器的太陽能光蓄電池可以直接將電能轉(zhuǎn)變成電網(wǎng)中的交流電和電壓。如果用電的負(fù)荷比較大的時(shí)候其太陽能的供電就可能出現(xiàn)問題，這時(shí)就可以向相關(guān)的市場(chǎng)進(jìn)行電的購買。而當(dāng)電的負(fù)荷比較小的時(shí)候，換句話說所發(fā)的電不能正常使用以后，就可以將那些多余出來的電直接賣給市場(chǎng)。由于進(jìn)行并網(wǎng)之后就直接省去了相關(guān)的蓄電池，因此就在一定程度上擴(kuò)大了其使用的靈活性和實(shí)際的適用范圍，同時(shí)在一定程度上降低了相應(yīng)的造價(jià)。

通常情況下，光伏并網(wǎng)的發(fā)電主要由三個(gè)部分組成。主要是：控制器、光伏的陣列以及相應(yīng)的逆變器等，都是電子原件。其具有一定的可靠性，在實(shí)際的安裝中還具有維護(hù)方便的特點(diǎn)。

有關(guān)光伏并網(wǎng)的主要發(fā)電系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中，光伏的發(fā)電系統(tǒng)是與電網(wǎng)直接相連的。其中，逆變器將太陽能的電池所發(fā)出的直流轉(zhuǎn)變成交流電，對(duì)于控制器來說其主要是將太陽能的電池功率進(jìn)行最大功率進(jìn)行控制、跟蹤逆變器的功率和波形，要讓并網(wǎng)中的電能光伏陣列和功率保持平衡。

2 有關(guān)光伏并網(wǎng)中發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

太陽能的光伏并網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)主要是將太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能，不需要通過蓄電池進(jìn)行儲(chǔ)能，而是要直接通過有關(guān)的逆變器將實(shí)際電能直接送入到電網(wǎng)中。在并網(wǎng)的發(fā)電體系中主要體現(xiàn)了我國有關(guān)太陽能的發(fā)展方向，它和太陽能的離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)相比較，其主要有如下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

在光伏并網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)中主要是建設(shè)更加寬廣的空間。由于光伏的組件在實(shí)際的安裝上是需要大量的基底建設(shè)。完全可以將發(fā)電體系直接建設(shè)到荒漠中，這樣做不僅實(shí)際減少了對(duì)土地的使用面積，與此同時(shí)，也相對(duì)減少了有關(guān)地面的蒸發(fā)量。如果可以在光伏板的下邊種上耐寒喜陰、凈化空氣的植物，可以在很大程度上對(duì)當(dāng)?shù)氐乃疗鸬揭欢ǖ谋Ｗo(hù)。

在進(jìn)行并網(wǎng)之后的發(fā)電反饋到電網(wǎng)上，可以大力依靠電網(wǎng)對(duì)電能進(jìn)行存儲(chǔ)，是不需要通過蓄電池就能夠節(jié)約下來的光伏建設(shè)，同時(shí)在一定程度上也降低了成本。也是不通過蓄電池的就可以減少蓄電池的環(huán)境污染。

在進(jìn)行并網(wǎng)時(shí)除了利用大型的光伏系統(tǒng)同時(shí)還可以利用分布式的建設(shè)，這樣在進(jìn)入或者退出電網(wǎng)的時(shí)候就比較靈活，在一定程度上可以增強(qiáng)對(duì)自然環(huán)境的抵御能力，并且也不同程度的改善了電力系統(tǒng)在負(fù)荷上的平衡。

3 太陽能在實(shí)際并網(wǎng)中存在的問題和影響

3.1 主要存在的問題

因?yàn)楣夥娋W(wǎng)的自身缺陷嚴(yán)重的影響了在電網(wǎng)建設(shè)方面的滯后，依據(jù)太陽的能量比較低其穩(wěn)定性也比較差，同時(shí)其受到的季節(jié)變化、地理因素和晝夜交替以及實(shí)際溫度的變化等具體因素的影響。

3.1.1 光伏電網(wǎng)發(fā)電的主要局限性如下：季節(jié)和溫度的周期性變化具有局限性；來自地理的局限性；有關(guān)氣象的局限性；實(shí)際容量傳輸?shù)木窒扌?；?shí)際的光能在進(jìn)行裝換的時(shí)候比較低。

3.1.2 具有間歇性特點(diǎn)。有關(guān)太陽能的光伏性發(fā)電主要是歸屬于對(duì)能力比較差的能源，因?yàn)楣夥l(fā)電的相關(guān)系統(tǒng)并不具備調(diào)頻和調(diào)峰的能力。當(dāng)它直接接入到電網(wǎng)中去時(shí)在一定程度上提高了相應(yīng)的要求，而當(dāng)面對(duì)調(diào)控性比較差的光伏發(fā)電時(shí)，我國國內(nèi)的電網(wǎng)還沒有直接升級(jí)到相互匹配的效果。

3.2 在太陽能電網(wǎng)所存在的問題和影響

3.2.1 負(fù)荷峰谷對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響。因?yàn)楣夥娋W(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)并不具備調(diào)頻和調(diào)峰的能力，這就給電網(wǎng)的早峰負(fù)荷和晚峰負(fù)荷造成了嚴(yán)重的沖擊。在光伏電網(wǎng)的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中所具有的發(fā)電能力在某些程度上并不能相應(yīng)減少機(jī)組的實(shí)際擁有量。而電網(wǎng)必須要為光伏發(fā)電必須要做好調(diào)峰上的問題。

3.2.2 因?yàn)闀円棺兓鶐淼挠绊?。因?yàn)闁|部和西部的時(shí)差都是以季節(jié)變化對(duì)電網(wǎng)造成了影響。由于負(fù)荷和陽光所出現(xiàn)的周期性，所以光伏并網(wǎng)的主要發(fā)電量并不能在一定程度上相應(yīng)的減少。

3.2.3 由于氣象條件所帶來的影響。當(dāng)光伏電網(wǎng)難度規(guī)模達(dá)到一定程度上的時(shí)候，一旦地理氣象出現(xiàn)任何問題的時(shí)候，電網(wǎng)就會(huì)為光伏并網(wǎng)系統(tǒng)充分提供無功補(bǔ)償，進(jìn)行調(diào)整和控制系統(tǒng)的電壓和頻率。通常在這種情況下，電網(wǎng)就要犧牲相關(guān)的經(jīng)濟(jì)代價(jià)來充分保證電網(wǎng)的實(shí)際安全。

3.2.4 距離較遠(yuǎn)光伏輸送所帶來的影響。當(dāng)光伏電網(wǎng)進(jìn)行發(fā)電輸送的時(shí)候，因?yàn)楣夥l(fā)電沒有調(diào)速器和旋轉(zhuǎn)器等勵(lì)磁系統(tǒng)，就會(huì)給交流電在穩(wěn)定性上造成影響。一旦光伏電網(wǎng)的發(fā)電形成一定規(guī)模就要積極采用高壓的直流電進(jìn)行輸送，就會(huì)給光伏發(fā)電系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定性上帶來影響。

3.2.5 因?yàn)楹哪芩鶐淼挠绊?。光伏電網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)有一個(gè)較好的優(yōu)勢(shì)，就是可以替代礦物質(zhì)在實(shí)際燃料上的消耗。因?yàn)楣夥娋W(wǎng)在一定程度上增加了發(fā)電機(jī)的熱備用還是旋轉(zhuǎn)式備熱。所以，光伏電網(wǎng)的實(shí)際利用率較損耗能量。

4 結(jié)束語

綜上所述，從長遠(yuǎn)的角度來說，太陽能的光伏發(fā)電系統(tǒng)在以后的實(shí)際應(yīng)用中有很大的發(fā)展空間和發(fā)展領(lǐng)域，并且其具有污染程度低，發(fā)展前景比較寬廣以及在初期進(jìn)行投資時(shí)價(jià)錢比較低的特點(diǎn)。同時(shí)，可再生資源以及新能源的出現(xiàn)以及開發(fā)利用在一定程度上改善了要以碳為主要的能源結(jié)構(gòu)，還充分促進(jìn)了常規(guī)的能源利用，并且對(duì)一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電起到了一定的促進(jìn)作用。