并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)影響的研究

孫富榮

摘 要：光伏發(fā)電是一種重要的發(fā)電方式，光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)可以將光伏發(fā)電產(chǎn)生的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，滿足公眾電力的需求。研究工作開展中對并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響進(jìn)行了討論，重點提出了未來光伏發(fā)電技術(shù)的研究方向，提出光伏電并入電網(wǎng)的對策，這樣可以更好的協(xié)調(diào)兩者之間關(guān)系，實現(xiàn)共同發(fā)展。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng);電網(wǎng);影響

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.172

截至2017年底，全省全口徑新能源開發(fā)利用量占能源消費總量的比重達(dá)4.3%。新能源發(fā)電呈現(xiàn)跨越式發(fā)展，發(fā)電裝機容量達(dá)2437萬千瓦，占全省電力總裝機的19.4%。其中，風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機容量均突破千萬千瓦級，分別達(dá)到1061萬千瓦、1052萬千瓦，分布式光伏具有發(fā)電量小、分布廣、可調(diào)節(jié)性差的特點，其接入電網(wǎng)后對電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計、調(diào)控運行將產(chǎn)生一定的影響，因此光伏發(fā)電的應(yīng)用越來越廣泛。

1 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心是逆變器，該器件包含的東西比較廣泛，具有重要的作用。逆變器包括信號檢測、電流控制以及抗孤島，具有檢測、控制保護的作用。為了保證逆變器的順利工作，逆變器采用的電路為橋式，這種電路模式可以將直流電轉(zhuǎn)化為交流電。逆變器工作開展中對電流會進(jìn)行相應(yīng)的控制，保證頻率的護理性，同時對并網(wǎng)點的電壓進(jìn)行跟蹤，通過這些方式保證功率的穩(wěn)定輸出。

光伏發(fā)電會對電網(wǎng)產(chǎn)生一定的影響，影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先光伏發(fā)電會受到太陽光的影響，發(fā)電效率具有波動性，這樣會對配電網(wǎng)的負(fù)荷特性產(chǎn)生變化。其次光伏發(fā)電不具有自動調(diào)度的功能，不能對電流和電壓進(jìn)行調(diào)整，勢必會減少發(fā)電容量，增加調(diào)度難度。再次光伏發(fā)電在接入的過程中會產(chǎn)生方向電流，如果光伏發(fā)電的規(guī)模比較大會使電壓升高，超過承載負(fù)荷。最后還會對保護產(chǎn)生一定的影響，變電站保護目的的實現(xiàn)是通過斷路器完成的，光伏發(fā)電的比例過高的話會對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴撒，由單一的電流網(wǎng)絡(luò)向多端網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變，從而改變電流的大小和方向。

2 未來光伏發(fā)電技術(shù)的研究方向

（1）儲能技術(shù)。光伏發(fā)電系統(tǒng)運行中需要逆變器與儲能設(shè)備的配合，儲能器可以吸收能量，也可以釋放能量，這樣可以進(jìn)行頻率的調(diào)節(jié)。未來在研究的過程中需要重點對儲能技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，創(chuàng)新儲能設(shè)備。

（2）諧波抑制。光伏發(fā)電過程中會出現(xiàn)諧波，尤其是在低功率運行時，這樣會影響到發(fā)電的效率，因此需要對諧波進(jìn)行抑制。諧波抑制手段包括群控和補償兩種。群控顧名思義就是對多個設(shè)備進(jìn)行控制，具體而言就是對逆變器進(jìn)行控制，控制時采用并聯(lián)的方式，這樣可以提高電流通過的容量。相對于傳統(tǒng)的技術(shù)群控技術(shù)通過控制可以保證1臺逆變器處于工作狀態(tài)，提升功率，對于諧波會產(chǎn)生一定的抑制作用。補償指的是逆變器中加入濾波器，通過濾波器對諧波進(jìn)行削弱。

（3）新型逆變器?，F(xiàn)有的逆變器不具有自動調(diào)整的功能，電流電壓變化比較顯著，無法滿足光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的需求，因此未來的發(fā)展中需要加快新型逆變器的研發(fā)。新型逆變器需要具有自動調(diào)整的功能，合理的控制電流和電壓。在進(jìn)行逆變器研發(fā)創(chuàng)新時需要具體的算法和協(xié)調(diào)機制，通過對這些情況研究能夠提升新型逆變器的性能，為光伏發(fā)電提供支持。

3 光伏發(fā)電并入電網(wǎng)的方法

（1）深入研究作用機理。光伏發(fā)電通過微電網(wǎng)的形式與電網(wǎng)進(jìn)行并入時會產(chǎn)生相應(yīng)的作用，這種作用會對電網(wǎng)的運行產(chǎn)生一定的影響。在分析影響時需要采用多元化的方法。微電網(wǎng)會對電網(wǎng)的安全以及穩(wěn)定造成影響，因此分析方法與高壓系統(tǒng)有所不同，研究工作開展中需要深入分析影響，對影響出現(xiàn)的機理進(jìn)行討論，形成相應(yīng)的理論，為光伏發(fā)電并入電網(wǎng)奠定理論基礎(chǔ)。

（2）構(gòu)建系統(tǒng)驗證環(huán)境。在對光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行分析時要構(gòu)建相應(yīng)的模型，并與發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)及靜態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的對比，這樣可以完善模型，保證模型構(gòu)建的合理性。使分析軟件具有計算能力，為兩者的融合提供技術(shù)指導(dǎo)。在進(jìn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)建模研究的基礎(chǔ)上，建立光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的典型案例，包括典型光伏發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)典型運行方式、典型控制措施等，然后對案例進(jìn)行仿真計算，通過對這些典型案例的不斷積累，建立光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的典型案例數(shù)據(jù)庫，為仿真分析研究光伏發(fā)電系統(tǒng)對大電網(wǎng)安全穩(wěn)定影響提供良好的實驗環(huán)境。

（3）研發(fā)控制設(shè)備。要想實現(xiàn)兩者的順利并入還需要研發(fā)相應(yīng)的控制設(shè)備，光伏發(fā)電并入電網(wǎng)會豐富電網(wǎng)的故障類型，傳統(tǒng)的故障檢測方法無法滿足工作的需求，因此需要研發(fā)新型保護技術(shù)。并網(wǎng)過程中會出現(xiàn)孤島現(xiàn)象，孤島現(xiàn)象指的是并網(wǎng)過程中電源在出現(xiàn)故障時繼續(xù)供電，為了保證用電的安全，需要定期進(jìn)行檢查了解是否存在孤島現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)孤島現(xiàn)象要及時的解決，減少孤島現(xiàn)象對并網(wǎng)工作的影響，保證并網(wǎng)工作的順利進(jìn)行。

（4）建設(shè)微電網(wǎng)技術(shù)配套。最后光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)時要建設(shè)微電網(wǎng)技術(shù)配套，在建設(shè)微電網(wǎng)技術(shù)配套時需要充分的了解各項技術(shù)指標(biāo)及特性，確定技術(shù)要求。技術(shù)規(guī)范制定時還需要考慮到光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模、系統(tǒng)運行過程中接入的電壓數(shù)量以及電能等，這樣可以使技術(shù)規(guī)范制定的更具有針對性，更合理。合理的制定技術(shù)規(guī)范具有重要的作用，規(guī)范的制定可以為光伏發(fā)電并入電網(wǎng)工作提供指導(dǎo)，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定，避免對電網(wǎng)產(chǎn)生危害。

4 總結(jié)

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)對于電網(wǎng)具有一定的影響，這些影響體現(xiàn)在很多方面。光伏發(fā)電是當(dāng)今社會重要的發(fā)電形式，因此需要加快光伏發(fā)電技術(shù)的研發(fā)，儲能技術(shù)、諧波抑制、新型逆變器這些都是未來研究工作的重點，這些技術(shù)的研發(fā)能夠提升光伏發(fā)電的效率。光伏發(fā)電系統(tǒng)在并入電網(wǎng)時可以通過以下的途徑：深入研究作用機理、構(gòu)建系統(tǒng)驗證環(huán)境、研發(fā)控制設(shè)備以及建設(shè)微電網(wǎng)技術(shù)配套，這樣可以實現(xiàn)兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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