光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的問題與對策

邱亮新

（廣州發(fā)展資產(chǎn)管理有限公司，廣東 廣州 510623）

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光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的問題與對策

邱亮新

（廣州發(fā)展資產(chǎn)管理有限公司，廣東 廣州 510623）

摘 要：光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用發(fā)展過程中，還存在很多問題，因此，本文主要針對這些存在的問題，深入研究這些問題產(chǎn)生的原因，進(jìn)而有針對性地提出合理科學(xué)的解決措施，促進(jìn)我國光伏發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；并網(wǎng)；大電網(wǎng)；問題；措施

0. 引言

伴隨著光伏發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)，極大地促進(jìn)了發(fā)電技術(shù)的改革。光伏發(fā)電技術(shù)作為一種新興的發(fā)電技術(shù)，具備高效、無污染的特性，但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中，該技術(shù)的復(fù)雜性以及穩(wěn)定性并未被很多企業(yè)所了解，這就造成在分配電能以及運(yùn)輸過程中存在很多問題，這些問題嚴(yán)重阻礙了光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，因此，應(yīng)該有針對性地提出合理科學(xué)的解決措施，不斷促進(jìn)光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。

1. 光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成以及并網(wǎng)特點(diǎn)

1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的概述

光伏發(fā)電在原理上不同于其他的發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)主要依靠太陽光照射光伏元件，進(jìn)而在光生伏打效應(yīng)作用下，使得電荷發(fā)生聚集現(xiàn)象，繼而產(chǎn)生電動勢，最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換成電能的全過程。通常光伏系統(tǒng)主要有以下幾個元素組成：太陽能電池方陣、控制器、直流配電柜、逆變器、交流配電柜等，如圖1所示。

其中不同的組成部分發(fā)揮的作用不盡相同，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器和太陽能電池方陣是最主要的組成部分。太陽能電池方陣主要依靠串聯(lián)的方式，將太陽能電池組件組成在一起，從而使得電壓足夠大，符合輸出的要求。光伏發(fā)電技術(shù)主要特點(diǎn)是變化較快，主要是由于容易受到溫度以及光照等因素的影響，如果外界的光照以及溫度發(fā)生較大的變化，就會直接影響光伏發(fā)電的效率，同時，該技術(shù)輸出的電是直流電，只有將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻活l電流才可以正常使用。

1.2 并網(wǎng)技術(shù)

在進(jìn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)過程中，需要滿足一些基本的條件，逆變器輸出的電流頻率與電網(wǎng)電壓的頻率相同，同時兩者的相位也必須相同，只有這樣才可以完成并網(wǎng)過程?，F(xiàn)階段，光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)主要有兩種形式：集中式和分散式。不同的并網(wǎng)方式原理以及特點(diǎn)不盡相同。其中集中式并網(wǎng)的特點(diǎn)：在電能產(chǎn)生時直接輸出到大電網(wǎng)，進(jìn)而在大電網(wǎng)中，根據(jù)實(shí)際的需求在合理分配，并網(wǎng)的方式還有一定的適用條件，通常而言，主要用于遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸；分散式的并網(wǎng)技術(shù)主要的特點(diǎn)：在電能產(chǎn)生之后，可以直接將電能分配到用電符合上，當(dāng)電能過多或者電能不足時，可以依靠大電網(wǎng)進(jìn)行直接條件，該并網(wǎng)的方式在實(shí)際使用上也存在一定的使用方式，通常使用在城區(qū)的并網(wǎng)。

2. 光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)主要存在的問題

隨著我國科技水平的不斷提高，我國光伏發(fā)電技術(shù)取得了快速進(jìn)步，同時在實(shí)際并網(wǎng)大電網(wǎng)中已經(jīng)取得了很好的應(yīng)用效果，但是在實(shí)際并網(wǎng)大電網(wǎng)過程中，還存在很多問題，如輸出功率容易受到外界環(huán)境的影響，因此，造成電能存在一定的不穩(wěn)定性，主要存在的問題分述如下。

2.1 雷擊的影響

由于光伏發(fā)電系統(tǒng)通常在室外，因此，就容易遭到雷擊的影響，主要是因?yàn)橐韵略?。在雷云的表面上存在很多的?fù)電荷，這些負(fù)電荷就會與電纜以及支架之間產(chǎn)生感應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生高電壓，當(dāng)遇到閃電穿過這個空間之后，就會由于電磁作用，產(chǎn)生較高的感應(yīng)電流，而在一些光伏發(fā)電系統(tǒng)上如果沒有避雷設(shè)施，就會由于安全距離較短，給光伏發(fā)電系統(tǒng)造成很大的破壞，甚至給大電網(wǎng)造成很大的破壞，影響了居民企業(yè)的正常用電，給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 對大電網(wǎng)運(yùn)行的影響

與傳統(tǒng)的發(fā)電方式不同，光伏發(fā)電系統(tǒng)具有自身獨(dú)特的特點(diǎn)，因此，在對大電網(wǎng)的運(yùn)行上產(chǎn)生的影響還應(yīng)該深入研究。如雖然在單個接入點(diǎn)上的功率較小，還是這些接入點(diǎn)還具有一定的特點(diǎn)，如多且存在一定的分散性。然而當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在大規(guī)模的接入大電網(wǎng)之后，由于兩者之間的相互作用，且相互作用的方式還十分復(fù)雜，進(jìn)而就會影響大電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

2.3 控制電網(wǎng)運(yùn)行方式改變

光伏發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際發(fā)電過程中，由于還存在一定的不確定性，這樣就在大電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中，就會增加了電網(wǎng)符合預(yù)測的難度，增大了控制斷面交換功率的難度。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)在接入大電網(wǎng)時，存在很多的接入點(diǎn)，這些接入點(diǎn)的規(guī)模較小且十分分散，這樣在實(shí)際電源協(xié)調(diào)控制過程中，就會產(chǎn)生很大的難度。因此，當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)大電網(wǎng)過程中，就會消弱了對電網(wǎng)的控制力度。

2.4 新型配電系統(tǒng)的規(guī)劃

當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)大電網(wǎng)后，就會對配電系統(tǒng)帶來一定的影響，就會改變原來的功能，原來只是將電能進(jìn)行分配，現(xiàn)在還會進(jìn)行電能的收集、運(yùn)輸以及分配，是一種綜合的電力交換裝置，但是，光伏發(fā)電系統(tǒng)還會影響電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量，如給電壓帶來一定的波動、諧波污染等，因此，在進(jìn)行新型配電系統(tǒng)的規(guī)劃過程中，因而進(jìn)行充分的考慮，應(yīng)該在方法和思路上進(jìn)行一定的創(chuàng)新，分布式光伏發(fā)電接入系統(tǒng)會對母線的電壓、電流等產(chǎn)生一定的影響，甚至影響配網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.5 對電網(wǎng)控制和保護(hù)設(shè)備的影響

當(dāng)在光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)大電網(wǎng)過程中，就會給配網(wǎng)的控制和保護(hù)設(shè)備帶來很大的影響，光伏發(fā)電作為一種新型的發(fā)現(xiàn)模式，其原理以及發(fā)電過程上和傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)有很大的差別，因此，在進(jìn)行并網(wǎng)大電網(wǎng)之后，就會帶來一系列的問題，進(jìn)而影響電網(wǎng)的保護(hù)裝置，直接影響著電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3. 提高光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)效率對策

經(jīng)過上文所寫，隨著我國科技水平的不斷提高，我國光伏發(fā)電系統(tǒng)得到了很大的提升，但是，在實(shí)際并網(wǎng)大電網(wǎng)過程中，還存在很多問題，這些問題都會直接影響并網(wǎng)大電網(wǎng)的正常運(yùn)行，因此，有針對性地提出合理的解決措施，主要的解決措施分述如下。

3.1 安裝必要的防雷系統(tǒng)

為了防止光伏發(fā)電系統(tǒng)遭到雷擊，因此，應(yīng)該安裝必要的防雷措施。主要從兩個方面進(jìn)行考慮：外部防雷保護(hù)和內(nèi)部防雷保護(hù)。在外部防雷保護(hù)系統(tǒng)可以從以下幾個方面考慮：如安裝引地線、接地裝置與接閃器。在內(nèi)部防雷保護(hù)可以采取安裝等電位系統(tǒng)、涌浪保護(hù)等，提高綜合防雷效果。

3.2 深入研究大電網(wǎng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)之間的相互作用

隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)的不斷進(jìn)行，兩者之間存在很大的相互影響，且兩者之間的相互作用十分復(fù)雜。因此，還需要對大電網(wǎng)的性質(zhì)進(jìn)行深入的了解，由于微網(wǎng)的存在，就會給配網(wǎng)的安全穩(wěn)定帶來很大的影響。深入了解大電網(wǎng)與微網(wǎng)的本質(zhì)，有利于提高光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)大電網(wǎng)的效率。

3.3 對新型光伏發(fā)電配電系統(tǒng)進(jìn)行合理的規(guī)劃

現(xiàn)階段，隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，其理論水平也在不斷提高，因此，在微網(wǎng)研究以及分布式電源配網(wǎng)規(guī)劃的研究基礎(chǔ)上，要對光伏發(fā)電技術(shù)以及并網(wǎng)的實(shí)際特點(diǎn)和方式進(jìn)行深入研究，不斷研究新型配網(wǎng)系統(tǒng)的方法和理論，進(jìn)而提高光伏發(fā)電技術(shù)的電能輸出方式以及并網(wǎng)技術(shù)，通常針對其中存在的對電壓的影響，還要進(jìn)行充分考慮，解決電壓不斷波動的影響以及諧波污染問題，在實(shí)際規(guī)劃過程中，還應(yīng)該對光伏發(fā)電的原理進(jìn)行深入地研究，清楚地了解發(fā)電的全部過程，進(jìn)而提高發(fā)電的穩(wěn)定性，同時，在合理規(guī)劃電網(wǎng)的前提下，不斷保證光伏發(fā)電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、安全性以及可靠性，從而促進(jìn)我國發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步。

3.4 提高對配電系統(tǒng)的電能的控制力度

由于光伏發(fā)電系統(tǒng)在進(jìn)行實(shí)際發(fā)電過程中，還存在很大的不確定性，這樣就導(dǎo)致在實(shí)際功率輸出時，產(chǎn)生較大的波動，這就會給用戶帶來很大的影響。如逆變器在實(shí)際運(yùn)行過程中，也會產(chǎn)生諧波，這樣就導(dǎo)致配電系統(tǒng)的諧波也會增加。因此，應(yīng)該提高對配電系統(tǒng)的電能的控制力度。

結(jié)語

綜上所述，隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國電力系統(tǒng)也在不斷完善，而傳統(tǒng)的發(fā)電方式存在很大的落后性，不僅造成了環(huán)境的污染，還會造成能源的浪費(fèi)，而隨著光伏發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)，有效地提高了發(fā)電技術(shù)。但是在光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)中還存在很多的問題，因此，提出有效措施解決這些問題就十分必要，從而促進(jìn)我國光伏發(fā)電系統(tǒng)的不斷發(fā)展。

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中圖分類號：TM61

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