光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其對電網(wǎng)的影響

王冬+喬紅波+郭海壘

摘要：光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)屬于光伏發(fā)電系統(tǒng)中的一種，是指由光伏方陣、控制器、并網(wǎng)逆變器組成，將光伏組件發(fā)出的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合電網(wǎng)要求的交流電后，直接并入公共電網(wǎng)的一種發(fā)電系統(tǒng)。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可將所發(fā)電能直接饋入電網(wǎng)，但其發(fā)電過程穩(wěn)定性較差，并對電網(wǎng)也會產(chǎn)生一定影響。以下對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響進(jìn)行具體闡述。

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

引言

我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了優(yōu)化改造，各種新型發(fā)電生產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向高科技層次，光伏并網(wǎng)發(fā)電是電力生產(chǎn)新方式。為了體現(xiàn)出光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)勢，要深入分析對傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行的影響力，提出符合光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)調(diào)度的新方式。智能化是電網(wǎng)改造必然趨勢，將其用于光伏并網(wǎng)發(fā)電是行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新典范，彰顯了智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行優(yōu)勢。

一、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響

1、繼電保護(hù)的影響

在光伏電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行時，由于處在電能傳輸?shù)淖钅┒耍韵鄳?yīng)的電壓等級就較低，加之目前大多為放射型的配電網(wǎng)絡(luò)，所以其使用中很少會產(chǎn)生轉(zhuǎn)移電流，這一特點使得在電網(wǎng)中早已大量存在的多數(shù)繼電器不具備方向敏感性。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，大量分布式發(fā)電系統(tǒng)被大量投入使用，使配電線路上的潮流具有了雙向流動的顯示可操性。就當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展而言，不會因為新增了分布式發(fā)電系統(tǒng)而大幅度改動現(xiàn)有的繼電保護(hù)體系，若其不能與原有的繼電保護(hù)協(xié)調(diào)配合以及形成相互適應(yīng)的關(guān)系，就會導(dǎo)致當(dāng)其他并聯(lián)分支出現(xiàn)故障時，安裝有光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)分支上的繼電器出現(xiàn)誤動現(xiàn)象。而這種誤動，會進(jìn)一步造成該無故障分支失去主電源。除上述影響外，當(dāng)光伏并電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的功率注入電網(wǎng)時，會導(dǎo)致原來的繼電器保護(hù)區(qū)逐漸變小，對繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行造成一定的影響。

2、電能質(zhì)量的影響

盡管光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能大部分皆為有功電能，但光伏并網(wǎng)系統(tǒng)所負(fù)載的無功電流會對電能質(zhì)量造成不利影響，因此，可以在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一側(cè)安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，以達(dá)到提高輸出電能穩(wěn)定性的目的。此外，由于溫差變化及太陽輻射的變化，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有較強(qiáng)的隨機(jī)流動性，使光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電功率存在一定的間歇性和階段性，因此，若想提高系統(tǒng)輸出功效和電能質(zhì)量，必須要提高發(fā)電設(shè)備的有效使用率。

3、供電可靠性的影響

根據(jù)實際經(jīng)驗，光伏并網(wǎng)整個系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，會對電力系統(tǒng)（特別是網(wǎng)絡(luò)末端配電系統(tǒng)）產(chǎn)生較大的影響，因而對電網(wǎng)的運(yùn)行安全性、可靠性造成了一定程度的阻礙。比如，若光伏并網(wǎng)整個系統(tǒng)處發(fā)生交流電停電情況，當(dāng)日光輻射強(qiáng)度較低時，可能會使得輸送的電能不能滿足實際的用電需求。除此以外，電網(wǎng)本身的連接方式、安裝位置以及容量配置等因素也會對光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其運(yùn)用可靠性降低。

4、光伏并網(wǎng)發(fā)電與電壓的影響

光伏并網(wǎng)發(fā)電向大容量方向發(fā)展，光伏發(fā)電在電網(wǎng)的饋線末端及終端接入狀況越來越多，而電網(wǎng)中存在反向潮流，進(jìn)而使得光伏并網(wǎng)發(fā)電的電流在電網(wǎng)中將受饋線影響，產(chǎn)生壓降狀況，使得變電站側(cè)的電壓降低，而負(fù)荷側(cè)電壓與變電站側(cè)電壓處于不等狀態(tài)，進(jìn)而使得負(fù)荷側(cè)電壓出現(xiàn)越限。此外，根據(jù)電壓與電流的關(guān)系，當(dāng)光伏并網(wǎng)發(fā)電中電流出現(xiàn)變化時，電流勢必會隨之發(fā)生一定變化，而光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)電功率與光照狀況存在緊密關(guān)聯(lián)，進(jìn)而會導(dǎo)致電壓波動更大，可能會引起電網(wǎng)中相關(guān)無功調(diào)節(jié)裝置出現(xiàn)頻繁動作，影響相關(guān)調(diào)節(jié)裝置使用壽命，影響電網(wǎng)運(yùn)行安全。

5、電能計量的影響

在并網(wǎng)之前，電網(wǎng)之中電能的流向是單向的，但是接入光伏并網(wǎng)系統(tǒng)之后，在少數(shù)配電網(wǎng)區(qū)之內(nèi)，會出現(xiàn)雙向潮流流向，在這種情況下，傳統(tǒng)電能計算模式就無法滿足實際需要，必須針對電網(wǎng)的實際運(yùn)行方式，轉(zhuǎn)變原來的單向計量模式，重新用雙向劑量模式進(jìn)行計算，保證能夠符合基本電量計算的要求。與此同時，目前光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行成本、發(fā)電成本均比較高，在實際運(yùn)用過程當(dāng)中，還需要充分考慮在計量系統(tǒng)中體現(xiàn)電價的差別，這也關(guān)系到今后的電網(wǎng)發(fā)展。

三、對于光伏并網(wǎng)帶來影響的解決辦法

（1）新能源的發(fā)展需要智能電網(wǎng)的支持，新能源因為具有隨機(jī)性不能大量地商業(yè)化儲存，所以更適合采用分散式、分布式開發(fā)方式，建在用戶側(cè)，使生產(chǎn)的電力自發(fā)自用，多余上傳，發(fā)電不足時從電網(wǎng)購電。配電側(cè)智能化改造，投資小，見效快，可快速解決光伏并網(wǎng)難題。要接納新能源配電網(wǎng)需要進(jìn)行智能電網(wǎng)改造升級，滿足以下要求。

在電源側(cè)，在電網(wǎng)配備可支持不同電源的設(shè)備，方便各類電網(wǎng)并入。

在電網(wǎng)側(cè)，完善電網(wǎng)系統(tǒng)，運(yùn)用計算機(jī)創(chuàng)建具有可視化、數(shù)字化、智能化的集成系統(tǒng)。

在用戶側(cè)，安裝智能電表，用戶與電網(wǎng)雙向通信，依情況分析，合理計費。

（2）統(tǒng)一規(guī)劃電網(wǎng)和電廠建設(shè)，光伏發(fā)電站布局不能各搞各的，應(yīng)圍繞電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行。要讓電網(wǎng)建設(shè)適應(yīng)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和前期工作中就要有地方供電公司參與，并將配套電網(wǎng)設(shè)施作為產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，同步辦理相關(guān)用地等手續(xù)，以便電網(wǎng)項目和光伏產(chǎn)業(yè)能同步核準(zhǔn)，同步建設(shè)。

（3）借鑒其他國家經(jīng)驗，盡快制定合理入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，提高國內(nèi)太陽能產(chǎn)品的檢測能力，消除不良產(chǎn)品帶給電網(wǎng)的隱患，出臺切實可行、簡單易操作的光伏并網(wǎng)電站等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和實施手冊，將達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)、危害市場的企業(yè)排除在外，有效防止行業(yè)亂局，提高光伏發(fā)電的整體水平，保障電網(wǎng)運(yùn)行安全。

（4）資源勘探評估，太陽能系統(tǒng)因易受天氣因素影響，只有根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀蠛偷乩項l件進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化配置，才能達(dá)到可靠性和經(jīng)濟(jì)性的最佳結(jié)合，發(fā)揮太陽能發(fā)電的優(yōu)勢。

（5）按照太陽能資源分布，將其劃分成若干資源區(qū)，確定不同地區(qū)的上網(wǎng)電價，根據(jù)項目的總發(fā)電量、上網(wǎng)電量進(jìn)行補(bǔ)貼，可有效遏制“騙補(bǔ)”問題，使發(fā)電項目的建設(shè)運(yùn)營向健康良性的方向發(fā)展。

結(jié)語

今后對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究應(yīng)該進(jìn)一步深入，并不斷探索改善光伏發(fā)電現(xiàn)狀的有效方法，從而促進(jìn)光伏發(fā)電實現(xiàn)更好的發(fā)展。

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