光伏發(fā)電系統(tǒng)對電力調(diào)控的影響

劉長曉

摘 ?要：我國當前已經(jīng)加快了能源轉(zhuǎn)型工作的速度，主要表現(xiàn)形式為在供電網(wǎng)中增加了諸多的光伏發(fā)電系統(tǒng)，然而將光伏發(fā)電系統(tǒng)接入供電網(wǎng)，會對電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性造成一定影響?；诖耍撐膶夥l(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響進行了研究，分析了其對電力調(diào)度調(diào)控系統(tǒng)的影響，并在此基礎(chǔ)上提出消除這類影響的措施，以提高電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性，提升整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電 ?電力調(diào)控 ?技術(shù)影響

中圖分類號：TM615 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）06（a）-0040-02

在電力調(diào)控中，重要參數(shù)為配電網(wǎng)的電壓值，當發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)線路的電力參數(shù)超出設(shè)定值時，需要采用合理的方法完成調(diào)控工作。當光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)中時，會對配電網(wǎng)產(chǎn)生兩種影響：積極影響是，可以發(fā)揮穩(wěn)壓作用;負面影響是，光伏發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)運行參數(shù)會導致電網(wǎng)中電壓的穩(wěn)定性下降，降低了整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

1 ?光伏發(fā)電系統(tǒng)對電力調(diào)控的影響

在光伏發(fā)電系統(tǒng)運行中，對電網(wǎng)系統(tǒng)造成的負面影響更大，導致整個系統(tǒng)的配電網(wǎng)質(zhì)量下降，其中影響最大的因素為電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。為實現(xiàn)對這種負面影響的有效控制，需要探究具體的影響因素，該文經(jīng)過研究和分析，確定影響因素如下。

1.1 電源參數(shù)對系統(tǒng)的影響

對于電源參數(shù)來說，最主要的研究內(nèi)容為電源負荷，電源負荷發(fā)生變化時，會對電網(wǎng)的運行質(zhì)量造成一定影響[1]。在該文的研究中，應(yīng)用MATLAB軟件完成對整個電網(wǎng)的分析，通過LSF參數(shù)描述電網(wǎng)中的線路電壓穩(wěn)定性，該參數(shù)的概念是電網(wǎng)中電源的實際負荷參數(shù)與設(shè)計負荷參數(shù)的比值，應(yīng)用數(shù)學分析軟件，確定整個系統(tǒng)中的電壓穩(wěn)態(tài)指標，通過研究發(fā)現(xiàn)，LSF參數(shù)分別為1.1、1.3、1.5、1.7和1.9時，為接入光伏電源時的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標分別為0.37、0.43、0.48、0.56和0.75，而在接入光伏電源時，穩(wěn)定性指標下降為0.24、0.28、0.34、0.42和0.51，從中可以看出，當電源的負荷提高時，靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性指標結(jié)果下降，說明整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，對整個電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性帶來負面影響。為了確保電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運行，電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)需要適當降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的負荷，通過這種方法提高整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

1.2 電源位置對系統(tǒng)的影響

該文提出的電源位置概念為光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)的位置，通過接入節(jié)點可以完成對其參數(shù)的描述。在具體研究和分析中，該文設(shè)置了多個接入節(jié)點，將9號節(jié)點設(shè)置為脆弱節(jié)點，通過調(diào)整和分析其余節(jié)點與9號節(jié)點的電氣距離，把光伏發(fā)電系統(tǒng)與除9號節(jié)點外的不同節(jié)點相連，并檢測9號節(jié)點的電壓情況，其中12號節(jié)點與9號節(jié)點的電氣距離為31.54km，13號為24.33km，17號為36.81km，4號為40.44km，所有這些節(jié)點的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標分別為0.34、0.37、0.35、0.40和0.42。從中可以看出，當電氣距離越大時，靜態(tài)電壓指標越大，系統(tǒng)的穩(wěn)定度越高。該現(xiàn)象對電力調(diào)控系統(tǒng)帶來的影響為：為了保證配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，需要根據(jù)脆弱節(jié)點的運行狀態(tài)，合理調(diào)整電源的接入位置，讓整個系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。另外再分析匯總，發(fā)現(xiàn)電源位置對暫態(tài)電壓也有一定影響，從最終模擬結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，當電源接入為主與脆弱節(jié)點接近時，整個系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性上升。

1.3 電源容量對系統(tǒng)的影響

在光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行中，電源容量會對配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性造成較大影響，在具體研究中，應(yīng)用建模仿真軟件模擬配電網(wǎng)的電壓變化情況，分析電源容量對系統(tǒng)的作用和影響形式[2]。

針對配電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性，通過模擬過程可以發(fā)現(xiàn)，電壓的穩(wěn)定性和電源容量呈正相關(guān)系，即電源容量提高時，由于電源能夠向系統(tǒng)中提供有功功率，可以彌補系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的損耗，提高了系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，從模擬結(jié)果中可以找到穩(wěn)定性最高的容量值，但是容量超出這一數(shù)值后，會發(fā)生電壓超限問題，整個配電網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)逆電壓，導致整個配電網(wǎng)故障。針對暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響，光伏發(fā)電系統(tǒng)對整個系統(tǒng)的影響效果與靜態(tài)電壓相似，需要規(guī)避逆電壓問題。

電源容量對電力調(diào)控工作帶來的負面影響為：需要合理控制電源向系統(tǒng)中的接入容量，或采用合理的方法完成容量分配，在應(yīng)用光伏發(fā)電系統(tǒng)提高電壓穩(wěn)定性的同時，防止出現(xiàn)電壓超限問題。

2 ?光伏發(fā)電系統(tǒng)對電力調(diào)控工作的負面影響消除方式

2.1 配網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計方面

從上文分析可以發(fā)現(xiàn)，光伏發(fā)電系統(tǒng)的負荷會對電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成很大影響，所以在整個配網(wǎng)設(shè)計中，需要分析配電端的總負荷，在此基礎(chǔ)上完成電力調(diào)控工作。

在整個系統(tǒng)內(nèi)的運行中，應(yīng)用相關(guān)傳感器獲取電網(wǎng)的下游數(shù)據(jù)，借助通信系統(tǒng)將這類信息提交到電力調(diào)控系統(tǒng)的運行體系中，由該系統(tǒng)按照配電側(cè)的負荷情況控制光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入方式。

該文提出的控制系統(tǒng)建設(shè)方法為：首先由電力工作人員按照當前的調(diào)查和分析結(jié)果，向控制系統(tǒng)中輸入相關(guān)內(nèi)容，在該數(shù)學模型的應(yīng)用中，通過對相關(guān)內(nèi)容的研究和學習，分析整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，設(shè)置負荷上限參數(shù)，系統(tǒng)檢測到負荷參數(shù)超出限定值時，通過線路調(diào)整，降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的負荷。

另外，在當前計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，通過對大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計算技術(shù)的應(yīng)用，能夠在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，建立負荷變化的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對系統(tǒng)中數(shù)學模型的優(yōu)化，提高電力調(diào)配精度。

2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)容量設(shè)計方面

在光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量設(shè)計中，其重要方法為通過對動作開關(guān)的控制，調(diào)整光伏發(fā)電系統(tǒng)向配電網(wǎng)中提供的容量，提高整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

通過上文分析發(fā)現(xiàn)，光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量上升時，會在很大程度上提高配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，但是超出標準值時，會出現(xiàn)逆電壓問題，損壞整個配電網(wǎng)。針對這一問題，采用的方法為：通過對電力負荷的研究與分析，探究配電網(wǎng)中的容量變化情況。

在傳感器工作中，會分析整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，出現(xiàn)配電網(wǎng)電壓參數(shù)大幅變化時，將記錄和分析到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦袠兄?，分析需要向系統(tǒng)中接入的光伏發(fā)電系統(tǒng)容量，同時根據(jù)整個配電網(wǎng)網(wǎng)的運行方式，調(diào)整光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量上限，提高電壓的穩(wěn)定性。

2.3 無功補償系統(tǒng)設(shè)置方面

雖然光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠在一定程度上提高配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，但是當該系統(tǒng)的整體容量不足，或者為了提高穩(wěn)定控制的精度，需要在系統(tǒng)中設(shè)置無功補償系統(tǒng)。通常情況下，無功補償系統(tǒng)需要全時段、全天候運行，尤其是對于無光伏發(fā)電系統(tǒng)的區(qū)域，應(yīng)用該系統(tǒng)可以降低電力系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的線損[3]。對于光伏補償系統(tǒng)上設(shè)置的線損，需要應(yīng)用調(diào)控系統(tǒng)，分析無功補償系統(tǒng)是否投入調(diào)整過程，通過這種方法可以更好地分析整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以提高整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

2.4 接入點設(shè)計方面

接入點對配電網(wǎng)的穩(wěn)定性影響很大，所以在整個系統(tǒng)的運行中，需要應(yīng)用合理的方法完成對整個系統(tǒng)的分析。該文提出的方法為：在配電網(wǎng)上設(shè)置電壓傳感器，當發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)的電壓變化幅度較大或持續(xù)升高時，調(diào)整光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入點位置，提高整個系統(tǒng)的運行精度。

設(shè)置的傳感器為電網(wǎng)中的敏感接入點，對于光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的接入方法有兩種，一種為單獨光伏發(fā)電系統(tǒng)控制整個區(qū)域的配電網(wǎng)，另一種為建成光伏發(fā)電系統(tǒng)集群，控制整個配電網(wǎng)。無論是哪種方式，都需要通過繼電器等設(shè)備，調(diào)整接入點位置。

3 ?結(jié)語

綜上所述，在光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)中后，對電壓調(diào)控系統(tǒng)產(chǎn)生的影響為，需要完成對整個系統(tǒng)的完善和優(yōu)化工作，讓該系統(tǒng)能夠根據(jù)配電網(wǎng)網(wǎng)當前的運行狀態(tài)，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的高效調(diào)整工作。在調(diào)控系統(tǒng)的設(shè)計中，需要能夠控制光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入容量、接入點位置，同時按照整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)合理控制運行負荷，并在配電網(wǎng)中設(shè)置無功補償系統(tǒng)。

參考文獻

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