太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電力輸配網(wǎng)相關(guān)問(wèn)題分析

摘 要：在這樣的環(huán)境背景下，太陽(yáng)能作為一種清潔能源，逐漸為各國(guó)所重視。但是將太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電力輸配網(wǎng)絡(luò)還存在一些問(wèn)題，本文將對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行概述，并對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電力輸配網(wǎng)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，希望對(duì)太陽(yáng)能的推廣有所裨益。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；并網(wǎng)；電力系統(tǒng)運(yùn)行；對(duì)策；

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2015）-07-00-01

人類文明的進(jìn)步是與能源的消耗作為基礎(chǔ)的，而如今人們的生產(chǎn)生活都離不開(kāi)電力，但是可以用來(lái)作為發(fā)電材料的煤炭等資源所剩無(wú)多，并且燃燒煤炭對(duì)于生態(tài)環(huán)境造成了巨大的破壞，因而利用太陽(yáng)能等清潔能源將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，但是太陽(yáng)能等清潔能源存在間歇性，這種間歇性會(huì)影響到所產(chǎn)生電力的穩(wěn)定性，解決太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電力輸配網(wǎng)的相關(guān)問(wèn)題是當(dāng)務(wù)之急。

一、常見(jiàn)分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

（一）有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。所謂的有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，指的是當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能充裕時(shí)，可以將使用不完的電能賣給電網(wǎng)，用戶可以取得一定的經(jīng)濟(jì)收益。而當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電能不能夠滿足用戶的需求時(shí)，用戶可以向電網(wǎng)買電來(lái)滿足自己的需求。在這樣的系統(tǒng)中，電流可以在光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)之間雙向流動(dòng)，因而稱為有逆流光伏發(fā)電系統(tǒng)。

（二）無(wú)逆流光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。無(wú)逆流光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是相對(duì)于有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)的，即光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能有多余時(shí)也不向電網(wǎng)輸送，而在光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能不夠時(shí)則可以由電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)充。這種并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在一定程度上浪費(fèi)了光伏發(fā)電系統(tǒng)的資源，因而普及價(jià)值不是很大。

（三）有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。一般的光伏發(fā)電系統(tǒng)是不需要儲(chǔ)能裝置的，系統(tǒng)有多余的電量可以傳輸給電網(wǎng)，而系統(tǒng)電量不夠時(shí)要電網(wǎng)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充。但是在某些特殊場(chǎng)合，需要組建由儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，這樣才能在電網(wǎng)出現(xiàn)限電或者故障是可以脫離電網(wǎng)進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)行，能夠保證對(duì)于負(fù)載的供電。有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)一般都是作為緊急供電系統(tǒng)所使用，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、緊急避難場(chǎng)所等。

二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電力輸配網(wǎng)的問(wèn)題

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行具有不穩(wěn)定性，而由這種不穩(wěn)定性所帶來(lái)的將太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電力輸配網(wǎng)的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)：1、電能質(zhì)量問(wèn)題。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量直接受陽(yáng)光的光強(qiáng)、光照時(shí)間所控制，因而輸出功率存在隨機(jī)性，而且由于其獨(dú)特的發(fā)電原理，容易產(chǎn)生諧波、三相電流不平衡問(wèn)題。2、電網(wǎng)調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問(wèn)題：由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行依靠陽(yáng)光，因而光照條件對(duì)于光伏發(fā)電的影響顯著，光伏發(fā)電的輸出功率是隨機(jī)的，這樣隨機(jī)的輸出功率不利于光伏發(fā)電的調(diào)度，增加了并網(wǎng)的難度。光伏與屋頂相結(jié)合： 建筑物屋頂作為吸收太陽(yáng)光部件有其特有的優(yōu)勢(shì)，日照條件好，不易受遮擋，可以充分接受太陽(yáng)輻射，系統(tǒng)設(shè)計(jì)以緊貼屋頂結(jié)構(gòu)安裝，減少風(fēng)力的不利影響，并且，太陽(yáng)電池組件可部分替代保溫隔熱層遮擋屋面。通過(guò)對(duì)陽(yáng)光的反射減少夏季的熱吸收，同時(shí)因?yàn)槎臼驴諝獠恢苯咏佑|樓頂減少了，大樓的散熱，加強(qiáng)了保溫。再者維護(hù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本較高，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問(wèn)題也是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的重要阻礙之一。

三、含光伏發(fā)電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行情況分析與對(duì)策

（一）電能質(zhì)量分析。由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行上的不穩(wěn)定性，使得太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在與電網(wǎng)并網(wǎng)之后，容易對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生各種干擾。其輸出功率具有隨機(jī)性、容易產(chǎn)生諧波、三相電流不平衡等問(wèn)題都影響了太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。為了提高電能的質(zhì)量，目前常用的方法是安裝特殊的濾波器來(lái)控制諧波，而在電路中添加多功能逆變器，能夠有效改善輸出功率以及三相電流的變化。

（二）繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)有其特殊性，即如果在電能充足時(shí)可以對(duì)外傳輸，如果電能不充足則需要由電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)充，這樣的系統(tǒng)才適宜大規(guī)模的推廣。而這樣的光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)建，需要重新設(shè)計(jì)繼電保護(hù)方案。目前較為常用的解決方案有切源方案和孤島方案。切源方案是在電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)立刻斷開(kāi)所有的光伏系統(tǒng)，這樣能夠杜絕電網(wǎng)的變化對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)帶來(lái)硬件上的損傷，而且不需要增加新的繼電設(shè)備。而孤島方案則是在電網(wǎng)供電出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)保證光伏發(fā)電系統(tǒng)向必要的運(yùn)行負(fù)荷供電，對(duì)于不必要的負(fù)荷則直接切斷。這種處理方式更適合醫(yī)院等隨時(shí)需要電源的場(chǎng)所。

（三）優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)于小型的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)在組建時(shí)不僅要滿足區(qū)域內(nèi)對(duì)于電能的要求，還要能夠?yàn)榻窈笈c電網(wǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行提供條件，能夠?qū)崿F(xiàn)全網(wǎng)的能量?jī)?yōu)化調(diào)度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，這樣才能充分利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能。

想要優(yōu)化太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)度，就需要配置各種類型的儲(chǔ)能裝置，將電流變得更加穩(wěn)定，然后通過(guò)一定的方式將直流電變?yōu)榻涣麟?，最終傳輸?shù)诫娋W(wǎng)之中。想要做到這一點(diǎn)，小型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的建立不僅要考慮用戶電能的需求，能夠脫離電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，還要能夠?qū)崿F(xiàn)與電網(wǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行，在兩種模式之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的切換，唯有這樣才能充分保障用戶的體驗(yàn)，也能夠充分保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性。解決了各種并網(wǎng)問(wèn)題的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，才能夠真正降低運(yùn)行的成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

（四）可靠性分析。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與一般的發(fā)電系統(tǒng)既有其相似性也有其獨(dú)特性。一般來(lái)說(shuō)，僅僅將太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)作為備用的電源使用，那么可以提高整個(gè)建筑供電系統(tǒng)的可靠性。如果將太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)作為主要電源來(lái)使用，受制于陽(yáng)光的變化，整個(gè)建筑的供電系統(tǒng)的可靠性會(huì)降低。因此在將太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)時(shí)，首先需要考慮的是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在建筑中的功能地位，如果該建筑不需要穩(wěn)定的電源，則可以考慮將太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)作為主要電源使用。

四、小結(jié)

能源的大量消耗以及人類意識(shí)形態(tài)的進(jìn)步，使得人類意識(shí)到了可持續(xù)發(fā)展的重要性。作為最主要的清潔能源之一，太陽(yáng)能有巨大的應(yīng)用前景，但是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與電力輸配網(wǎng)的并網(wǎng)又存在一定的問(wèn)題，這些問(wèn)題阻礙了太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的推廣，唯有對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行充分的分析，提出相應(yīng)的解決辦法，才能夠使得太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)真正大規(guī)模推廣。

參考文獻(xiàn)：

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