光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的問題與措施

摘 要：近年來，我國電力企業(yè)發(fā)展迅速，其發(fā)展進(jìn)入新的階段，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷推動(dòng)下，電力企業(yè)也開始了新的挑戰(zhàn)。進(jìn)入21世紀(jì)以來，綠色能源成為世界關(guān)注的熱點(diǎn)話題。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，光伏發(fā)電技術(shù)逐漸成為當(dāng)代的新能源技術(shù)，并且引起大眾的廣泛關(guān)注。但是，光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)在現(xiàn)實(shí)生活中還存在諸多問題，本文主要總結(jié)了當(dāng)前光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)中存在的問題，并且詳細(xì)闡述了解決該問題的有效措施。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電;并網(wǎng)大電網(wǎng);接入點(diǎn);有效措施

當(dāng)前，光伏發(fā)電仍然處于快速發(fā)展階段，它在我國電力發(fā)展史上是一項(xiàng)重大突破。作為當(dāng)前新型的能源發(fā)電技術(shù)，它具備高效、無污染等優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際應(yīng)用中，仍然存在很多問題。因?yàn)楣夥l(fā)電作為能源發(fā)電的重點(diǎn)，其技術(shù)較為復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中要考慮多方面因素，且它是否能夠可持續(xù)發(fā)展也是人們關(guān)注的重點(diǎn)。電力企業(yè)中分配電能與電力運(yùn)輸?shù)确矫娲嬖诤芏鄦栴}，這嚴(yán)重阻礙光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展[1]。

一、光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)概述

（一）光伏發(fā)電技術(shù)

將太陽能轉(zhuǎn)換為電能進(jìn)行發(fā)電的方式稱為光伏發(fā)電。該系統(tǒng)中存在多個(gè)光伏元件，均在一定程度上影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)作。其發(fā)電原理是太陽光激發(fā)光伏元件中存在的電荷，然后電子元件內(nèi)部的電荷在運(yùn)動(dòng)過程中聚集在一起，導(dǎo)致電子元件內(nèi)部電荷分布不均，這就有了電勢能的出現(xiàn)，也就是說成功地將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電技術(shù)是當(dāng)前比較先進(jìn)的技術(shù)，且它使用清潔能源作為電能的來源，效率較高。

（二）光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

在實(shí)際操作中，光伏發(fā)電并網(wǎng)是很難進(jìn)行的，必須具備一定的前提條件，即當(dāng)電網(wǎng)的電壓、電流的頻率均與逆變壓器的電壓電流一致的時(shí)候才能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電并網(wǎng)。當(dāng)前，較為常見的并網(wǎng)方式有兩種[2]。第一種為分散式并網(wǎng)技術(shù)，此類技術(shù)指的是將光伏發(fā)電產(chǎn)生的電能直接輸送到負(fù)載區(qū)，在電力充足的情況下，它可以替代大電網(wǎng)進(jìn)行工作。第二種并網(wǎng)技術(shù)為集中式，這種發(fā)電技術(shù)是將光伏發(fā)電的電能集中直接傳送到大電網(wǎng)，隨后通過大電網(wǎng)對所接收電能進(jìn)行分配調(diào)整，然后輸送到用戶端。這種集中式的發(fā)電技術(shù)是一種大電網(wǎng)單向交換關(guān)系。

二、當(dāng)前光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)存在的問題與挑戰(zhàn)

（一）前期調(diào)研不充分，運(yùn)行過程缺乏深入研究

光伏發(fā)電技術(shù)的主要能量來源是太陽能，那么外部環(huán)境例如氣候、陽光等對該技術(shù)的影響很大。氣候變化或者光伏發(fā)電地點(diǎn)發(fā)生變化等，這些直接關(guān)系到發(fā)電的效率與電能的多少，那么導(dǎo)致光伏發(fā)電技術(shù)的主觀可控性能不佳，認(rèn)為控制與調(diào)節(jié)的意義不大。盡管實(shí)施大電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)，其接入點(diǎn)的功率很小，但是在實(shí)際操作過程中，節(jié)點(diǎn)兩端會(huì)出現(xiàn)電位差，且大電網(wǎng)與光伏電網(wǎng)連接處分布不同，這些都會(huì)導(dǎo)致兩部分出現(xiàn)異常，很難達(dá)到統(tǒng)一狀態(tài)。所以在光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)時(shí)，必須考慮這方面的影響。針對此類問題要進(jìn)行深入研究，提前做好準(zhǔn)備工作，制定出最佳的解決方案，它是保證大電網(wǎng)安全與穩(wěn)定的關(guān)鍵。

目前，光伏電網(wǎng)并網(wǎng)大電網(wǎng)的基本理論知識(shí)探究還不夠深刻，研究工作不完善，所以在實(shí)際操作過程中會(huì)出現(xiàn)很多問題。例如由于接入點(diǎn)存在的電壓差、分布不均勻等引起的電壓不穩(wěn)，居民用電過程中會(huì)出現(xiàn)跳閘、斷電等現(xiàn)象，這直接導(dǎo)致居民生活用電不便，而且降低了社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益。目前引起這類問題的原因可以從電力線損、設(shè)備故障、供電質(zhì)量以及穩(wěn)定性差等方面考慮。

（二） 配電系統(tǒng)不完善，工作性能達(dá)不到實(shí)際要求

光伏發(fā)電系統(tǒng)較為復(fù)雜，在與大電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致配電系統(tǒng)錯(cuò)亂，因?yàn)榕潆娤到y(tǒng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)差異較大，兩個(gè)系統(tǒng)連接前后，配電系統(tǒng)從之前的輸送電能、分配電能外，還額外增加了收集電能這一工作，這樣加大了配電系統(tǒng)的工作負(fù)擔(dān)，并且系統(tǒng)差異會(huì)出現(xiàn)電能損失等現(xiàn)象。兩個(gè)系統(tǒng)連接必定需要對配電系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，配電系統(tǒng)不能使用常規(guī)的系統(tǒng)，需要制定合理的方案，采取有效的方法推進(jìn)光伏發(fā)電系統(tǒng)與配電系統(tǒng)的連接。當(dāng)前我國電力企業(yè)中配電系統(tǒng)的研究還不是很深入，在研究過程中開發(fā)具有創(chuàng)新性的新系統(tǒng)是比較困難的，且當(dāng)前配置等都不夠完善，對配電系統(tǒng)的規(guī)劃不到位，使得目前的性能達(dá)不到光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)需要的程度。

（三）自然環(huán)境變化較大，電網(wǎng)運(yùn)行存在很大漏洞

光伏發(fā)電主要是利用太陽能，所以自然環(huán)境變化嚴(yán)重威脅光伏發(fā)電的進(jìn)程。例如雷雨天氣在云層表面帶有大量的電荷，他們彌漫在大氣層中會(huì)與大電網(wǎng)中電線等發(fā)生沖突，相互干擾，可能會(huì)造成整個(gè)電網(wǎng)的癱瘓。尤其是產(chǎn)生高電壓的情況下，直接威脅著居民的人身安全。如果此時(shí)出現(xiàn)閃電現(xiàn)象，那么光伏發(fā)電系統(tǒng)勢必會(huì)被破壞，而且閃電產(chǎn)生的瞬間電流嚴(yán)重威脅著居民的生命安全，這是極其嚴(yán)重的事情。用電需求無法得到保障，還可能存在生命危險(xiǎn)，這嚴(yán)重制約著電力企業(yè)的發(fā)展，甚至嚴(yán)重制約了整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

三、針對光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)實(shí)施的有效措施

（一）加強(qiáng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的前期調(diào)研工作，深入研究電網(wǎng)理論

光伏發(fā)電系統(tǒng)并入大電網(wǎng)過程中會(huì)影響相互之間的系統(tǒng)，這嚴(yán)重影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行，從而降低整個(gè)電網(wǎng)的發(fā)電效率并且嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的供電安全[3]。為了解決上問題，必須提前做好調(diào)研工作，對電網(wǎng)接入的理論知識(shí)進(jìn)行深入研究，對光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)過程中可能存在的問題進(jìn)行分析，并且做出合理的應(yīng)對對策。此外，對于電網(wǎng)內(nèi)可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)要及時(shí)進(jìn)行評估檢查，從而規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)。針對大電網(wǎng)運(yùn)行原理要深入剖析，從基本原理出發(fā)，全面分析光伏發(fā)電的本質(zhì)，深入探討光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)時(shí)存在的可能性，為并網(wǎng)大電網(wǎng)的運(yùn)行提供理論依據(jù)。

（二）減少光伏電網(wǎng)與大電網(wǎng)的接入點(diǎn)

當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與大電網(wǎng)配電系統(tǒng)連接時(shí)，在連接處會(huì)出現(xiàn)電位差，且由于兩者系統(tǒng)差異會(huì)導(dǎo)致雙方系統(tǒng)受到影響。此外，光伏發(fā)電技術(shù)受環(huán)境影響較大，受限制的地方較多。在分析光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)的過程中，深入剖析大電網(wǎng)運(yùn)行基本理論能夠規(guī)避一些不可避免的影響，同時(shí)能夠增強(qiáng)電網(wǎng)設(shè)施的利用效率。然而由于配電系統(tǒng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)連接處的電位差、傳輸效率低、穩(wěn)定性差等問題時(shí)很難避免的。為了解決這些問題，在實(shí)際應(yīng)用中，減少光伏接入點(diǎn)能夠有效改善大電網(wǎng)電位不穩(wěn)定等問題，同時(shí)還能夠提高并網(wǎng)大電網(wǎng)的供電質(zhì)量[4]。除此之外，減少接入點(diǎn)這一舉措的落實(shí)極為重要，首先應(yīng)該對光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行小區(qū)域的預(yù)處理，然后采用統(tǒng)一線路進(jìn)行連接，從而減少接入的支路，保障并網(wǎng)大電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定。

（三）大力落實(shí)無功補(bǔ)償制度，提升光伏發(fā)電供電質(zhì)量

針對上述提到的光伏電網(wǎng)并網(wǎng)大電網(wǎng)存在的諸多挑戰(zhàn)，實(shí)行無功補(bǔ)償制度能夠有效改善并網(wǎng)大電網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀。此外，實(shí)施無功補(bǔ)償制度還能夠提高并網(wǎng)大電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的供電質(zhì)量，從而增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性，為人們生活用電提供基本保障。由于在光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)過程中，兩電網(wǎng)運(yùn)行功率不同，從而導(dǎo)致電力線損、電力設(shè)備故障多發(fā)以及供電不穩(wěn)定等問題[5]。對于等級較低的光伏電網(wǎng)實(shí)行無功補(bǔ)償，能夠保證其與大電網(wǎng)接入時(shí)線路的穩(wěn)定，從而保證并網(wǎng)大電網(wǎng)運(yùn)行過程的穩(wěn)定，規(guī)避傳輸電能波動(dòng)較大、斷電、漏電等情況。從這個(gè)角度分析，落實(shí)無功補(bǔ)償制度有效改善了并網(wǎng)大電網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀，同時(shí)極大地促進(jìn)了電網(wǎng)的供電質(zhì)量，有益于電力行業(yè)的發(fā)展。

光伏發(fā)電技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中需合理開展并科學(xué)規(guī)劃，針對不同方式的配電系統(tǒng)，從基礎(chǔ)理論出發(fā)，深入研究光伏發(fā)電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)中的理論知識(shí)，研究具有創(chuàng)新性的核心技術(shù)，明確光伏發(fā)電與大電網(wǎng)的優(yōu)勢與不足，從而合理規(guī)劃中國電網(wǎng)，保證電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性的安全性。從大方向來看，發(fā)展并網(wǎng)大電網(wǎng)技術(shù)極大地提高了電力電網(wǎng)的運(yùn)行效益，促進(jìn)了光伏發(fā)電技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展同時(shí)也提升了人們的生活水平。

四、結(jié)語

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對環(huán)境要求越來越高，綠色能源的開發(fā)利用成為當(dāng)前電網(wǎng)技術(shù)中中要關(guān)注的問題。太陽能作為綠色無污染的新型能源，逐漸成為光伏產(chǎn)業(yè)的重要利用能源。光伏發(fā)電效率高且無污染，而光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)是光伏發(fā)電的推廣，它能夠促進(jìn)光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，為人們提供綠色安全的電能。針對目前光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)中存在的問題，只要及時(shí)進(jìn)行糾正，采取正確措施，就能夠更加促進(jìn)光伏發(fā)電技術(shù)的完善，提高光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用范圍。

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作者簡介：黃澤晟（1987年-），男，漢族，湖南省桂東縣人，大學(xué)本科，工程師，研究對象：光伏發(fā)電、亮化項(xiàng)目等，主要從事項(xiàng)目施工管理及運(yùn)營。