光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響

李偉遠(yuǎn)

摘 要：光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行基礎(chǔ)是電網(wǎng)良好運(yùn)行的保障，本文首先對(duì)光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)沖擊、影響做了簡(jiǎn)要的分析，并針對(duì)性地對(duì)光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行控制及電能計(jì)量出現(xiàn)的問(wèn)題做簡(jiǎn)要的原因分析，基于原因分析提出了相應(yīng)的解決策略，能科學(xué)地使光伏發(fā)電系統(tǒng)正確地接入電網(wǎng)，有利于電網(wǎng)的運(yùn)行，并提供科學(xué)的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；太陽(yáng)能；光伏并網(wǎng)；影響；解決策略

1光伏發(fā)電在能源緊張環(huán)境下的影響

能源日益緊張的情況下，面對(duì)形勢(shì)嚴(yán)峻的用電情況，使用光伏發(fā)電并網(wǎng)能夠?qū)⑸鐣?huì)資源轉(zhuǎn)換為可再生能源，解決能源緊張的局勢(shì)，該發(fā)電并網(wǎng)具有先進(jìn)的應(yīng)用前景，正日益得到社會(huì)的普遍認(rèn)同，也具廣泛應(yīng)用性。開展光伏發(fā)電的應(yīng)用推廣是一項(xiàng)有著現(xiàn)實(shí)意義的舉措。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)是構(gòu)成了分布式發(fā)電的其中之一的分支，其工作特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換能源。首先利用太陽(yáng)電池組件產(chǎn)生的直流電，采用并網(wǎng)逆變器來(lái)工作，將直流電轉(zhuǎn)換成具有傳輸信息價(jià)值的交流電，并在滿足符合電網(wǎng)要求，直接采用轉(zhuǎn)換后的交流電進(jìn)入公共電網(wǎng)，光伏發(fā)電并網(wǎng)產(chǎn)生的電流具有強(qiáng)電力，不只是提供了交流負(fù)載還能傳送多余的電力并反饋流動(dòng)至電網(wǎng)。發(fā)電有著不同的規(guī)定，根據(jù)不同容量、不同并網(wǎng)方式、不同系統(tǒng)配置，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)接入方式提出了不同的要求，既要滿足不同輸電網(wǎng)或配電網(wǎng)的要求，又要區(qū)別于常規(guī)的發(fā)電方式，做出符合電網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范。光伏并網(wǎng)發(fā)電與傳統(tǒng)的常規(guī)發(fā)電方式有著本質(zhì)性的差別，常規(guī)的并網(wǎng)技術(shù)條件更為充分，技術(shù)發(fā)展也較為成熟，接入計(jì)算方法比較科學(xué)，也能在各個(gè)條件下具有較好的發(fā)電效果。然而，國(guó)內(nèi)對(duì)光伏發(fā)電的方式缺乏全面、明確、可操作的管理標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，有的電網(wǎng)企業(yè)就你難以對(duì)光伏電網(wǎng)做出可靠性、安全性和規(guī)范管理規(guī)范，部分企業(yè)已經(jīng)在各個(gè)角度對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)全面評(píng)估，數(shù)據(jù)分析表面光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的存在著復(fù)雜性和較難的可行性。光伏并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)有著各種不成熟的因素，雖然在一定程度上緩解了用電緊張，但研究并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，解決發(fā)電系統(tǒng)的存在困難，對(duì)于推動(dòng)光伏并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展有著積極的重要意義。

2光伏發(fā)電系統(tǒng)原理

光伏發(fā)電系統(tǒng)采用的媒介是半導(dǎo)體界面，并利用其產(chǎn)生的光生伏特效應(yīng)而轉(zhuǎn)換電能，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪@種技術(shù)原理是使用經(jīng)串、并聯(lián)形成太陽(yáng)能電池方陣太陽(yáng)能電和逆變器輸入了能量之后，電池方陣電壓受到太陽(yáng)能的系統(tǒng)輸入通過(guò)光伏組件轉(zhuǎn)化為直流電，然后經(jīng)過(guò)直流配電箱匯流至逆變器，此時(shí)的逆變器要蓄電池，控制器蓄電池充電效能，并將交流配電箱供給電網(wǎng)或負(fù)載能通過(guò)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)。常見的集中式和分布式是兩種并網(wǎng)方式。集中式能夠在大容量電站集中供電，直接傳輸不同負(fù)載；分布式與集中式相反，適用于容量比較小、分布廣泛的居民太陽(yáng)能發(fā)電，并帶有負(fù)載地傳輸。

3光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響

3.1 孤島效應(yīng)問(wèn)題

電網(wǎng)由于接入公共電網(wǎng)發(fā)電裝置以后，出現(xiàn)了故障解列斷電，然而在發(fā)電裝置發(fā)電，仍然向系統(tǒng)供電，稱為孤島效應(yīng)。該效應(yīng)容易對(duì)配電系統(tǒng)和用電設(shè)備產(chǎn)生負(fù)面影響，對(duì)于電力的維修人員造成人身安全的威脅，產(chǎn)生的孤島區(qū)域會(huì)生成不穩(wěn)定的電壓，用電設(shè)備損壞率高，由此帶來(lái)的頻率會(huì)對(duì)配電系統(tǒng)開關(guān)誤動(dòng)等。而安裝一個(gè)安全可靠并網(wǎng)逆變裝置，對(duì)避免孤島危害效果較好。

3.2 對(duì)電網(wǎng)沖擊問(wèn)題

兩個(gè)交流電源的并聯(lián)方式才能構(gòu)成分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的方式，并聯(lián)的要求是，兩個(gè)交流電源要在電壓幅度、相位相同條件下進(jìn)行。電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊性電流，對(duì)同步的逆變器側(cè)交流電壓和電網(wǎng)交流電壓給予沖擊，沖擊過(guò)大造成的嚴(yán)重的用戶的電器設(shè)備或引起保護(hù)動(dòng)作暫停的情況，停電事故、損壞并網(wǎng)設(shè)備本身情況經(jīng)常發(fā)生。

3.3 諧波問(wèn)題

光伏發(fā)電系統(tǒng)中的基本元件要求相互構(gòu)成具有整合性。逆變器構(gòu)成完整性的重要元件，直流電逆變出交流電離不開此元件發(fā)揮的作用。逆變器能夠產(chǎn)生高強(qiáng)的高次諧波，高次諧波在交流電流通，攜帶著流入電網(wǎng)會(huì)發(fā)生多次運(yùn)用，高次諧波電能在反復(fù)多次地生產(chǎn)、傳輸和利用過(guò)程使用，逆變器頻繁使用產(chǎn)生熱量加重了振動(dòng)噪聲，低效率低運(yùn)行，對(duì)逆變器的使用壽命縮短老化，重則發(fā)生故障或者是設(shè)備燒毀。

3.4 電網(wǎng)運(yùn)行控制問(wèn)題

光伏發(fā)電系統(tǒng)受到天氣的影響較大，導(dǎo)致了電網(wǎng)運(yùn)行的不確定性，太陽(yáng)能發(fā)電的負(fù)荷預(yù)測(cè)估計(jì)和電網(wǎng)在短期內(nèi)迅速對(duì)存在不確定。傳統(tǒng)模式下的發(fā)電和配電運(yùn)行計(jì)劃的難度比光伏發(fā)電并網(wǎng)速對(duì)難度大，被相應(yīng)地增加的斷面交換功率的控制率就高。光伏發(fā)電系統(tǒng)的并入電網(wǎng)中的電源點(diǎn)具有無(wú)規(guī)律、分散、且單點(diǎn)規(guī)模小的特點(diǎn)。大幅度的增加電源點(diǎn)能偶彌補(bǔ)缺陷，但是難以控制正常情況下的無(wú)功調(diào)度及電壓控制電源的情況，不僅影響了電網(wǎng)調(diào)峰、安全備用、電壓穩(wěn)定和頻率安全穩(wěn)定，增加了電網(wǎng)運(yùn)行的控制難度。

4解決策略

4.1 孤島檢測(cè)解決策略

加大對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)孤島檢測(cè)的方法研究力度，針對(duì)緊急狀態(tài)下負(fù)荷可以采用切除的方式，或者優(yōu)化升級(jí)孤島運(yùn)行和聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的方式。此外，采取無(wú)縫切換控制技術(shù)，快速優(yōu)化控制器，對(duì)解決故障并加大了切除的可靠性，及時(shí)智能地恢復(fù)供電。

4.2 光伏發(fā)電質(zhì)量解決策略

配電系統(tǒng)的諧波水平受到逆變器產(chǎn)生的高次諧影響而逐漸升高，科學(xué)處理升高問(wèn)題，制定光伏發(fā)電的諧波數(shù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)減少電壓的相位差，減輕對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊。光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器的檢測(cè)與維修期限應(yīng)該縮短，盡量定期檢測(cè)與長(zhǎng)期檢查相結(jié)合，以保證光伏發(fā)電質(zhì)量。

4.3 電網(wǎng)運(yùn)行控制解決策略

光伏發(fā)電系統(tǒng)的并入電網(wǎng)對(duì)原有配電系統(tǒng)的監(jiān)控和調(diào)度過(guò)程變得復(fù)雜，采用供電部門統(tǒng)一管理的原配電網(wǎng)的信息的采集、開關(guān)的操作、能源的調(diào)度都較簡(jiǎn)單。而是光伏發(fā)電是一個(gè)無(wú)源的放射形電網(wǎng)，難以控制電網(wǎng)的開發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的信息和對(duì)象，因此分布式電源的投入、退出的功率的流動(dòng)采取遠(yuǎn)程監(jiān)視分布式光伏發(fā)電，更易于掌握和控制。

4.5 健全并網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

電網(wǎng)對(duì)于并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范應(yīng)該健全，明確光伏并網(wǎng)發(fā)電的技術(shù)參數(shù)和控制標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，提高電網(wǎng)中的光伏發(fā)電的抗擾動(dòng)能力。對(duì)并網(wǎng)的規(guī)模、接入電壓等級(jí)、無(wú)功配置和電能質(zhì)量等方面的等技術(shù)規(guī)范與參數(shù)用制度落實(shí)，并對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行條件完善并成熟。

能源緊張的今天，光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展具有明顯的優(yōu)勢(shì)，光伏發(fā)電的并入并網(wǎng)對(duì)傳統(tǒng)的配電網(wǎng)的沖擊和影響。研究光伏并網(wǎng)發(fā)電的現(xiàn)實(shí)影響和深入優(yōu)化，對(duì)其制定方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)，以保證光伏發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、可靠，有效地利用資源轉(zhuǎn)換為電能，緩解能源危機(jī)。

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