試析風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問題

王英法

潘集淮河河道管理局

試析風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問題

王英法

潘集淮河河道管理局

本文從風(fēng)力發(fā)電及光伏發(fā)電并網(wǎng)的特點(diǎn)及現(xiàn)狀出發(fā)，分析了風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電并網(wǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的問題，并針對(duì)這些問題提出了有效的解決措施，以供參考。

風(fēng)力發(fā)電；光伏發(fā)電；并網(wǎng)

前言

風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電目前已應(yīng)用相當(dāng)廣泛。不過(guò)這兩種發(fā)電方式所應(yīng)用的能源在類型方面不同于傳統(tǒng)應(yīng)用能源，因此在實(shí)際運(yùn)作以及調(diào)度過(guò)程中不可避免產(chǎn)生一系列障礙性因素。只有深入分析這些障礙性因素，在準(zhǔn)確掌握其誘發(fā)主因基礎(chǔ)上，制定具有針對(duì)性的解決策略，才能確保供電安全，提高電能的社會(huì)總效益。

1　風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)的特點(diǎn)和現(xiàn)狀

1.1并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)和現(xiàn)狀

并網(wǎng)型的風(fēng)力發(fā)電規(guī)模普遍較大，由上百臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)共同組合而成，其容量非常大，因而得到了大電網(wǎng)的有效支持，能夠?qū)︼L(fēng)力資源進(jìn)行充分利用和開發(fā)。風(fēng)力資源屬于可再生資源，且清潔無(wú)污染，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電的最大優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)風(fēng)力資源的有效利用。但同時(shí)也有一定的局限性，風(fēng)力資源具有不可控性，現(xiàn)有的存儲(chǔ)技術(shù)難以存儲(chǔ)大量的自然風(fēng)。并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)有廣闊的發(fā)展前景。目前，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電成本在不斷降低，發(fā)展速度也在不斷加快。

1.2并網(wǎng)型光伏發(fā)電的特點(diǎn)和現(xiàn)狀

并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電力系統(tǒng)連接在一起組成的光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)可提供有功電能和無(wú)功電能，通過(guò)電流源方式將電能送入電力系統(tǒng)中。變換器能夠?qū)⑺璧碾娔苄问酵ㄟ^(guò)電網(wǎng)進(jìn)行傳送，因此并網(wǎng)型光伏發(fā)電的過(guò)程并不需要蓄電池，這大大降低了運(yùn)行成本。光伏發(fā)電不僅安全可靠，且無(wú)噪音和其他危害，安裝和維護(hù)過(guò)程也比較簡(jiǎn)單，兼容性也非常好。目前，并網(wǎng)型光伏發(fā)電的發(fā)展速度異常迅猛，已經(jīng)占據(jù)了光伏市場(chǎng)發(fā)展的一大半，國(guó)家也在不斷扶持光伏市場(chǎng)，加大對(duì)城市和沙漠并網(wǎng)型光伏發(fā)電站的研發(fā)和投資。

2　風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電并網(wǎng)問題

2.1并網(wǎng)過(guò)程中容易出現(xiàn)孤島效應(yīng)

孤島效應(yīng)即實(shí)際供電過(guò)程中，電力企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)運(yùn)行故障或維修問題導(dǎo)致電力供應(yīng)中斷，用戶端發(fā)電系統(tǒng)因無(wú)法及時(shí)檢測(cè)供電中斷行為，而通過(guò)切斷方式強(qiáng)行分離自身與市電網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致其周邊光伏、電力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)脫離電力企業(yè)的掌控，以單獨(dú)形式存在。電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中， 孤島效應(yīng)極易損壞電力企業(yè)的供電線路，威脅相關(guān)人員的生命健康以及財(cái)產(chǎn)安全；直接影響配電系統(tǒng)內(nèi)部保護(hù)開關(guān)的動(dòng)作程度，進(jìn)而誘發(fā)強(qiáng)大沖擊電流，威脅電力系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行安全；孤島區(qū)域內(nèi)的電流頻率以及電壓由于存在巨大的波動(dòng)性，也極易損害電力系統(tǒng)設(shè)備。

2.2風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電在實(shí)際應(yīng)用中缺乏可靠性

光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電在實(shí)際運(yùn)行中并不具有良好的可靠性，具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，若供電中斷，則風(fēng)力發(fā)電或光伏發(fā)電工作便會(huì)立刻停止，導(dǎo)致供電工作無(wú)法順利進(jìn)行，供電缺乏良好的可靠性；電力企業(yè)在實(shí)際供電過(guò)程中應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電方法或光伏發(fā)電方法，但卻沒有做好繼電保護(hù)工作， 繼電保護(hù)執(zhí)行過(guò)程中便極易出現(xiàn)誤動(dòng)等情況，導(dǎo)致供電工作喪失可靠性；電力企業(yè)在安裝電力系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備時(shí)所選擇的安裝地點(diǎn)以及連接方式，不符合風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電的實(shí)際需求，也會(huì)導(dǎo)致供電工作喪失可靠性。不過(guò)，相較于上述三個(gè)方面而言，對(duì)風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電影響最大的，是不同天氣條件下風(fēng)速的隨機(jī)性、光照輻射的不穩(wěn)定性，這兩種因素均會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電的實(shí)際運(yùn)行電壓出現(xiàn)較為明顯的變化，且不易準(zhǔn)確預(yù)測(cè)、有效管控。

2.3風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電并網(wǎng)產(chǎn)生的效益問題

對(duì)風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電進(jìn)行并網(wǎng)處理，配網(wǎng)中舊的電力系統(tǒng)設(shè)備將會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殚e置設(shè)備或備用設(shè)備。例如，風(fēng)力發(fā)電以及光伏發(fā)電在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，連接其與配電系統(tǒng)的電纜線路、配電變壓器便會(huì)因自身負(fù)荷較小而出現(xiàn)輕載現(xiàn)象，進(jìn)而致使配電設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)力發(fā)電以及光伏發(fā)電的閑置設(shè)備或是備用設(shè)備，導(dǎo)致配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行成本大幅度增加，嚴(yán)重?fù)p害了電網(wǎng)的整體效益，降低了電力企業(yè)的市場(chǎng)效益、社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益。

3　風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電并網(wǎng)問題的解決措施

3.1研究更有效的新型配電系統(tǒng)

要想研究出更具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的新型配電系統(tǒng)，首先要深入了解并準(zhǔn)確掌握風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)、光伏發(fā)電網(wǎng)絡(luò)二者并網(wǎng)后實(shí)際運(yùn)作的具體特點(diǎn)；然后在此基礎(chǔ)上，電力企業(yè)要明確落實(shí)風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)、光伏發(fā)電網(wǎng)絡(luò)二者的選址、電源容量以及電源優(yōu)化位置，深入研究風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)、光伏發(fā)電網(wǎng)絡(luò)二者的接入位置、并網(wǎng)方式以及控制方式等， 全面分析電網(wǎng)給電壓諧波、電壓波動(dòng)帶來(lái)的影響。電力企業(yè)在開展實(shí)際規(guī)劃過(guò)程中還要充分考慮風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中所應(yīng)具備的合理性， 并客觀評(píng)估其具體影響，確保配電網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，具有良好的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)保性。

3.2完善二者電網(wǎng)運(yùn)行的控制設(shè)備及技術(shù)

(1)完善光伏發(fā)電系統(tǒng)

電力企業(yè)通過(guò)微網(wǎng)方式，將光伏發(fā)電網(wǎng)絡(luò)并入整體電力系統(tǒng)內(nèi)部后，徹底改變電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的舊有故障特征，導(dǎo)致電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中極易出現(xiàn)一系列故障，且這些故障多為電氣量故障，具有較強(qiáng)的多變性以及復(fù)雜性，不僅會(huì)給電力系統(tǒng)檢測(cè)方法帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)，還會(huì)嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的保護(hù)方式，增加檢修工作量與工作難度系數(shù)。此時(shí)，電力企業(yè)必須結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的故障情況，不斷深入研究相應(yīng)的保護(hù)方式以及先進(jìn)技術(shù)。

(2)加大孤島效應(yīng)的檢測(cè)力度

電力企業(yè)電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中若系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)均出現(xiàn)了程度不一的故障， 則并網(wǎng)分布式電源會(huì)自動(dòng)切離自身與主網(wǎng)，確保自身處于獨(dú)立狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)持續(xù)運(yùn)行，以此滿足本地負(fù)荷的實(shí)際供電需求。這種供電模式會(huì)嚴(yán)重弱化用電質(zhì)量，降低用電安全性，易給日常生活與生產(chǎn)活動(dòng)預(yù)埋下巨大隱患，威脅到人們的生命健康以及財(cái)產(chǎn)安全。電力企業(yè)要想確保居民用電擁有良好的質(zhì)量以及安全性，就必須做好電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)工作，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)此類孤島問題，便可以及時(shí)且準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)，采取合理措施，有效調(diào)控從電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部分離出去的孤島部分，確保電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全、順暢運(yùn)行。

4　結(jié)束語(yǔ)

總之，電力資源是目前我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中一個(gè)非常重要的資源，而風(fēng)力發(fā)電以及光伏發(fā)電更是保障我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展，保護(hù)我國(guó)環(huán)境能源安全的一個(gè)有效方式，需要我們加以充分重視。

[1]石娘峰.風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問題研究[J].價(jià)值工程，2015，(3).

[2]周權(quán).風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問題探究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，(14).