關(guān)于風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問題的研究

徐晶

摘 要：隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保事業(yè)也逐步被重視。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電作為一種清潔的可再生資源，越來越受到世界各國的認(rèn)可。我國在能源開發(fā)問題面臨著巨大挑戰(zhàn)，然而在電力能源方面雖說有一定的發(fā)展，但是風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電這兩項(xiàng)新能源的開發(fā)和發(fā)展中存在著很多問題。文章針對風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問題以及解決措施進(jìn)行了詳細(xì)的研究。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；光伏發(fā)電；并網(wǎng)

引 言：無論從世界還是從中國來看，常規(guī)能源都是很有限的。風(fēng)能、太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、確實(shí)的長壽命和免維護(hù)性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在長期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。在今后的十幾年中，中國發(fā)電的市場將會(huì)由獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。中國風(fēng)力、光伏等新能源發(fā)電行業(yè)的發(fā)展前景十分廣闊，預(yù)計(jì)未來很長一段時(shí)間都將保持高速發(fā)展，同時(shí)盈利能力也將隨著技術(shù)的逐漸成熟穩(wěn)步提升。因此，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)成為一個(gè)趨勢。然而在并網(wǎng)操作的實(shí)際運(yùn)作和調(diào)度中，又發(fā)現(xiàn)存在著較多問題。我們要直面這些問題的存在，并尋求解決的途徑，為我國電力發(fā)展保駕護(hù)航。

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

1.1并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)是指對風(fēng)力資源充分利用和開發(fā)，將多組甚至上百組發(fā)電機(jī)進(jìn)行連接，形成一個(gè)發(fā)電網(wǎng)絡(luò)組合。這種發(fā)電模式規(guī)模較大，發(fā)電容量巨大，而且可持續(xù)性強(qiáng)。因此，成為電力企業(yè)大電網(wǎng)的逐金之地。近兩年，我國可用發(fā)電資源緊俏，脫穎而出的風(fēng)力資源具有清潔、無污染、可再生、降低成本等優(yōu)點(diǎn)，使我國電力發(fā)展脫離資源匱乏的境地。但是，風(fēng)力受天氣、季節(jié)的影響，具有不可控制性，而現(xiàn)在的自熱風(fēng)儲存技術(shù)還不完善，這也是并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電的一個(gè)局限性。即便如此，只要電力企業(yè)做好新技術(shù)研究及開發(fā)，并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電在我國就具備一定的發(fā)展空間。

1.2并網(wǎng)型光伏發(fā)電

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)就是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與常規(guī)電網(wǎng)相連，利用逆變器將光伏系統(tǒng)所發(fā)的直流電逆變成正弦交流電，產(chǎn)生的交流電可以直接供給交流負(fù)載，然后將剩余的電能輸入電網(wǎng)，或者直接將產(chǎn)生的全部電能并入電網(wǎng)。因?yàn)橹苯訉㈦娔茌斎腚娋W(wǎng)，光伏獨(dú)立系統(tǒng)中的蓄電池完全被光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的電網(wǎng)所取代。免除配置蓄電池，省掉了蓄電池蓄能和釋放的過程，可以充分利用光伏陣列所發(fā)的電力，從而減小了能量的損耗，降低了系統(tǒng)成本。

2.風(fēng)力、光伏發(fā)電并網(wǎng)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題

2.1實(shí)踐中出現(xiàn)孤島效應(yīng)

在電子電路中，孤島效應(yīng)是指電路的某個(gè)區(qū)域有電流通路而實(shí)際沒有電流流過的現(xiàn)象。即電網(wǎng)突然失壓時(shí)，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)仍保持對電網(wǎng)中的臨近部分線路供電狀態(tài)的一種效應(yīng)。這種效應(yīng)的出現(xiàn)，主要在于風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的發(fā)電量所決定的，發(fā)電量越大，孤島效應(yīng)出現(xiàn)的頻率越大。無論是由于維修，還是由于故障，出現(xiàn)的電力中斷，用戶端的發(fā)電系統(tǒng)都無法及時(shí)的檢測出停電的具體情況，只能強(qiáng)行中斷運(yùn)行，從而分離自身與市電網(wǎng)絡(luò)，這樣使風(fēng)力、光伏發(fā)電網(wǎng)絡(luò)脫離電力企業(yè)，從而形成孤島。孤島會(huì)損害公眾和電力公司維修人員的安全和供電質(zhì)量，在自動(dòng)或手動(dòng)重新閉合供電開關(guān)向孤島電網(wǎng)重新供電時(shí)，有可能損害設(shè)備。

2.2實(shí)際運(yùn)行中存在不可靠性

之所以說風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電在實(shí)際運(yùn)行中還存在不可靠性，主要是因?yàn)轱L(fēng)力和光伏來源于自然資源，風(fēng)和太陽。天氣及季節(jié)的變化隨時(shí)影響著發(fā)電情況的變化，而這種變化是無法準(zhǔn)備掌握和控制的，是不可抗力因素，也是影響發(fā)電的最重要原因。除外部因素外，內(nèi)部因素也不容忽略。第一，如果電力系統(tǒng)自身出現(xiàn)的問題，突然停電將停止風(fēng)力和光伏發(fā)電工作，無法保證正常供電；第二，繼電保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)作的出現(xiàn)，是由于電力企業(yè)未落實(shí)繼電保護(hù)裝置，從而影響發(fā)電工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；第三，在設(shè)備安裝和場地選擇上要注意，選擇適合風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電的需求。如果不符合，可能出現(xiàn)風(fēng)速不夠，太陽輻射不足，導(dǎo)致電力發(fā)電動(dòng)力不足，影響整體發(fā)電效果。

2.3實(shí)際運(yùn)行后降低效益

風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)后，導(dǎo)致配電網(wǎng)絡(luò)的成本增加，降低經(jīng)濟(jì)效益。主要原因是原有的一些設(shè)施設(shè)備，如鏈接的變壓器和電纜線路，這些配電系統(tǒng)負(fù)荷小，無法滿足并網(wǎng)發(fā)電，從而成為閑置和備用設(shè)備。

3.解決風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的具體方法

3.1提高孤島效應(yīng)的檢測

風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)，為保證自身供電的持續(xù)性，使自身處于獨(dú)立狀態(tài)，在電力企業(yè)電網(wǎng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障或斷電維修時(shí)，就會(huì)自動(dòng)切離自身與主網(wǎng)，從而滿足人們的供電需求。但是這種供電模式，不但降低供電質(zhì)量，還嚴(yán)重威脅人們的生命安全。電力企業(yè)要想徹底杜絕類似問題的出現(xiàn)，就必須對電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，一旦問題出現(xiàn)，就要及時(shí)作出應(yīng)急預(yù)案，保障電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性，提高人們的用電質(zhì)量。另外，電力企業(yè)不要固步自封，要著力開發(fā)全新性、準(zhǔn)確性更高、安全性更好、及時(shí)性更強(qiáng)的孤島監(jiān)測方式，加大對改善電網(wǎng)運(yùn)行孤島效應(yīng)的研究，避免運(yùn)行故障的發(fā)生。及時(shí)發(fā)生也可以進(jìn)行及時(shí)的優(yōu)化系統(tǒng)，準(zhǔn)確排除，進(jìn)而保證電網(wǎng)系統(tǒng)的正常供電。由此可見，保障電網(wǎng)系統(tǒng)供電質(zhì)量以及人們的用電安全，電網(wǎng)檢測發(fā)揮著重要意義。

3.2主網(wǎng)、微網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展

風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)鏈接將會(huì)對電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行帶來巨大沖擊，而其具體作用在電力發(fā)展中也是非常繁雜的。為更好的促進(jìn)主網(wǎng)和微網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，找到各自的發(fā)展方式，就必須通過全新的理念和方法對配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和同電網(wǎng)的影響進(jìn)行全方位分析和研究。

3.3完善光伏發(fā)電系統(tǒng)

電力企業(yè)的整體電力系統(tǒng)引進(jìn)光伏發(fā)電后，由于光伏發(fā)電自身的特點(diǎn)，改變了電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中原有的故障形式，導(dǎo)致電網(wǎng)現(xiàn)在多出現(xiàn)一些電氣量故障，而這種故障具有多變性和復(fù)雜性，檢測起來十分困難，嚴(yán)重破壞電力系統(tǒng)的自我保護(hù)系統(tǒng)，增加維修人員工作量，提高了工作難度系數(shù)。所以，電力企業(yè)在今后的發(fā)展中，要加強(qiáng)對此類問題的研究，運(yùn)用更先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行保護(hù)系統(tǒng)，保證電力的持續(xù)發(fā)展。

結(jié)束語：總之，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)在我國電力企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用，對于其中存在的問題，要加強(qiáng)研究和投入，以新技術(shù)、新知識的應(yīng)用來解決，確保我國電力事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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