光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的問題與對策

楊帆

【摘 要】近年來，隨著人們對能源和環(huán)境問題的日益重視，太陽能的利用技術(shù)成為研究的熱點。光伏發(fā)電就是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的一種新技術(shù)。當(dāng)前，作為太陽能利用的主要方式，光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，并成為非常重要的新能源技術(shù)。但是，在實際應(yīng)用過程中，由于企業(yè)無法正確和認(rèn)識這種新技術(shù)，使得其在電能運輸?shù)确矫娲嬖谝欢ǖ膯栴}，而這些問題的存在，也嚴(yán)重影響了光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的使用效率。本文就對光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的問題進(jìn)行分析，同時提出有效的改進(jìn)對策。

【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電并網(wǎng);大電網(wǎng);問題;對策

光伏發(fā)電技術(shù)是一種較為先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)，不僅具備高效、節(jié)能的特點，還不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，光伏發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)生，在一定程度上推動了發(fā)電技術(shù)的改革。但是，在光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)的具體應(yīng)用中，仍然面臨著很多問題，影響著光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，因此，必須要探究光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的問題，并在此基礎(chǔ)上提出對應(yīng)的解決措施，從而促進(jìn)光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。

1、光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的主要問題

1.1光伏發(fā)電系統(tǒng)對影響大電網(wǎng)運行特性的機理研究不夠

由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的特性不同于傳統(tǒng)發(fā)電方式，光伏發(fā)電通過微網(wǎng)接入大電網(wǎng)，而微網(wǎng)的運行狀態(tài)不是單一的，光伏發(fā)電以分散式并網(wǎng)工作的時候，功率流動可以雙向，而當(dāng)大電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，微網(wǎng)可以和大電網(wǎng)解列形成孤島運行，進(jìn)行獨立供電，在大電網(wǎng)故障解除后，微網(wǎng)可以再次并網(wǎng)運行。光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的單個接入點上網(wǎng)功率較小，但是，接入點多且分散復(fù)雜，光伏發(fā)電規(guī)?；⑷氪箅娋W(wǎng)時，會產(chǎn)生非常大的相互作用，這是普通發(fā)電系統(tǒng)沒有的，將會影響大電網(wǎng)的運行特性，我們需要深入探究光伏發(fā)電對大電網(wǎng)運行特性的影響機理，研究微網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的本質(zhì)區(qū)別，從而使二者能夠和諧共融。

1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)對配電系統(tǒng)的要求缺少創(chuàng)新調(diào)整

光伏發(fā)電系統(tǒng)在以微網(wǎng)的形式接入配電系統(tǒng)后，使配電系統(tǒng)不再是簡單的電能分配者，而是轉(zhuǎn)變?yōu)榧娔苁占?、電能輸送、電能分配于一體的綜合性系統(tǒng)，光伏發(fā)電的并網(wǎng)會給配電系統(tǒng)帶來諸如諧波污染、電壓波動和閃變等問題，這需要在項目設(shè)計時給予足夠的重視，科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計能夠有效提高新能源的利用效率，保證整個供電網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運轉(zhuǎn)，如果不能將分布式供能系統(tǒng)的優(yōu)勢發(fā)揮出來，就可能對配電網(wǎng)運行產(chǎn)生副作用，凸顯微網(wǎng)建設(shè)和運行的不確定性問題。

1.3配電系統(tǒng)的規(guī)劃面臨新的挑戰(zhàn)

當(dāng)微網(wǎng)形式下的光伏接入到配電系統(tǒng)當(dāng)中后，以往配電系統(tǒng)會產(chǎn)生很大的變化，不只是單純性地分配電能，而是發(fā)展成為收集和傳輸與分配電能的交換系統(tǒng)。對于光伏發(fā)電系統(tǒng)的進(jìn)一步運用，會在一定程度上對配網(wǎng)電能的質(zhì)量產(chǎn)生影響，例如，發(fā)生諧波污染的現(xiàn)象，所以，需要在配電系統(tǒng)的規(guī)劃過程中加強注意。不可以受到傳統(tǒng)思路的束縛，而要不斷創(chuàng)新，與此同時，分布式光伏發(fā)電的接入，還會對配電網(wǎng)短路電流和供電可靠與供電的經(jīng)濟性產(chǎn)生直接影響，因此，也需要在規(guī)劃環(huán)節(jié)當(dāng)中加強重視。

2、光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)的有效對策

2.1安裝必要的防雷系統(tǒng)

為了避免光伏發(fā)電系統(tǒng)在室外受到雷擊的破壞，為光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝必要的防雷避雷設(shè)備是必不可少的。一般可以根據(jù)這兩個方面設(shè)計：第一，做好外部避雷措施，在外部防雷保護系統(tǒng)可以從以下幾個方面考慮：如安裝引地線、接地裝置與接閃器，其最重要的目的是為了防止在天氣異常的情況下減少雷擊的可能性。第二，在內(nèi)部防雷保護措施，可以采取安裝等電位系統(tǒng)、涌浪保護等，提高綜合防雷效果。避雷系統(tǒng)也需要合理的規(guī)劃，盡量在一個避雷系統(tǒng)能夠解決一片光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全問題。

2.2加強光伏發(fā)電系統(tǒng)與大電網(wǎng)運行間的研究

當(dāng)微網(wǎng)形式的光伏發(fā)電與大電網(wǎng)連接后，微網(wǎng)會與大電網(wǎng)之間產(chǎn)生比較復(fù)雜的相互作用，影響大電網(wǎng)的運行特性，要分析這種影響就需要使用新的方法。由于微網(wǎng)的存在，配電系統(tǒng)才會出現(xiàn)安全穩(wěn)定問題，它的分析方法與高壓電力系統(tǒng)是不相同的。研究的主要目的就是要明確微網(wǎng)與大電網(wǎng)之間相互作用的本質(zhì)情況，了解其理論與方法，能夠更好的為微網(wǎng)配電系統(tǒng)的控制與分析提供理論前提。

2.3強化反復(fù)性發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)運行

為深度分析電力系統(tǒng)，必須開展潮流計算，并且實施動態(tài)仿真，使用監(jiān)理合理化模型，最大程度上保障結(jié)果。在進(jìn)行光伏電池分布式系統(tǒng)的研究時，重點研究電源特征，構(gòu)建動態(tài)化模型，掌握不同運行狀態(tài)下系統(tǒng)的不確定性。目前，光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)被普遍應(yīng)用。隨著應(yīng)用規(guī)模的不斷擴大，極有可能會造成大系統(tǒng)電壓以及頻率等出現(xiàn)問題，比如穩(wěn)定性不足，因此要深度研究光伏發(fā)電系統(tǒng)、系統(tǒng)運行方式、并網(wǎng)大電網(wǎng)形式等。提升光伏發(fā)電功能的預(yù)測精準(zhǔn)度，使其及時受到不確定性因素的影響，還能夠保障發(fā)電的可行性，順利推進(jìn)各項計劃。提升技術(shù)水平，是推動光伏發(fā)電并網(wǎng)應(yīng)用的重要手段和途徑，必須要做好全面的分析和研究，最大程度上提高電網(wǎng)運行的水平。

2.4對新型光伏配電系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃

在對新型光伏配電系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃時，需要以含分布式電源配電網(wǎng)規(guī)劃以及微網(wǎng)規(guī)劃的研究理論成果作為基礎(chǔ)和前提，同時明確光伏發(fā)電并網(wǎng)的特點。了解光伏發(fā)電電源的配置情況，比如地址的選擇、容量大小，對光伏發(fā)電輸出的控制方法、并網(wǎng)的形式以及接入的點等進(jìn)行研究，明確其影響電網(wǎng)諧波、電壓波動等的情況。規(guī)劃過程中，需要先明確光伏發(fā)電這些可再生能源之所以能夠電源，其合理性是什么，知道光伏發(fā)電的可靠性，對比分析傳統(tǒng)電網(wǎng)升級和分布式電源供電的多種電網(wǎng)擴充策略的優(yōu)勢與不足，保證配電網(wǎng)在規(guī)劃過程中就能夠?qū)崿F(xiàn)其經(jīng)濟性、環(huán)保性以及安全性等。

2.5加強電能以及電能質(zhì)量的控制

從光伏發(fā)電系統(tǒng)運行實際來說，發(fā)電具有不確定性，使實際功率輸出時，極易產(chǎn)生波動，影響用戶用電。以逆變器為例，其實際應(yīng)用時，極易產(chǎn)生諧波，使配電系統(tǒng)諧波持續(xù)增加。因此，必須不斷提升對配電系統(tǒng)電能的把控力度。除此，還需做好電能質(zhì)量把控，進(jìn)而提升光伏發(fā)電并網(wǎng)運行質(zhì)量。不確定性是光伏發(fā)電的主要特點，且功率輸出極易產(chǎn)生波動，給接入電網(wǎng)系統(tǒng)中的用電用戶，造成很大程度上的影響，引發(fā)電能質(zhì)量問題。逆變器諧波的出現(xiàn)，使配電系統(tǒng)諧波系統(tǒng)運行水平不斷提高。光伏發(fā)電通過單相電源并網(wǎng)，使配電系統(tǒng)受到影響，三相不平衡問題更明顯。必須加大關(guān)于配電系統(tǒng)電能質(zhì)量相關(guān)問題的研究，提升電能質(zhì)量監(jiān)控水平。

2.6提高對配電系統(tǒng)的電能的控制力度

光伏發(fā)電系統(tǒng)具有一定的不確定性，輸出的功率很難保證在一個固定的值，這樣就導(dǎo)致在實際功率輸出時，產(chǎn)生電網(wǎng)波動，給用戶使用電能造成很大的影響。光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的諧波加上逆變器在實際運行過程中所產(chǎn)生的諧波會大致系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此提高對配電系統(tǒng)的電能的控制力度究顯得非常重要，其能夠有效的解決光伏發(fā)電系統(tǒng)在進(jìn)行實際發(fā)電過程中所具有的不穩(wěn)定性。而且還需要研究其電能質(zhì)量相關(guān)的獨特問題和質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)，尤其對于諧波的影響等面的研究要更加深入，通過配電系統(tǒng)的優(yōu)化，有效防止諧波的干擾，提高設(shè)備的應(yīng)用效能。

3、結(jié)語

綜上所述，本文對光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的問題與對策進(jìn)行了深入的分析。傳統(tǒng)意義上的發(fā)電形式越來越難以適應(yīng)不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會，能源浪費和污染情況時常出現(xiàn)，阻礙到發(fā)電技術(shù)水平的提升。目前，光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)的應(yīng)用十分廣泛，因此，必須要對光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的問題有一個充分的理解，需要采取有效的措施及時解決，從而促進(jìn)光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。

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（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司大同供電公司）