光伏發(fā)電系統(tǒng)并入大電網所面臨的問題與對策

摘要：光伏發(fā)電作為一種新興的發(fā)電技術，具有高效、節(jié)能等特點，而且不會對環(huán)境產生污染。近年來，光伏發(fā)電得到迅猛發(fā)展，但是，在光伏發(fā)電并入大電網的具體應用中，仍面臨諸多問題，影響光伏發(fā)電技術的進一步應用。因此，深入研究光伏發(fā)電并入大電網面臨的問題，并在此基礎上提出相應的解決措施變得勢在必行。

關鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng);光伏電池發(fā)電;光伏并網;運行安全;系統(tǒng)規(guī)劃

一、光伏發(fā)電并網系統(tǒng)概述

1.1光伏電池發(fā)電系統(tǒng)概述

光伏發(fā)電技術主要依靠太陽光照射光伏元件，進而在光生伏打效應作用下，使得電荷發(fā)生聚集現象，繼而產生電動勢，最終實現將太陽能轉換成電能的全過程。通常光伏發(fā)電系統(tǒng)主要構由太陽能電池方陣、控制器、直流配電柜、逆變器、交流配電柜等構成，其結構如圖1所示。

其中逆變器和太陽能電池方陣是最主要的組成部分。太陽能電池方陣主要依靠串聯(lián)的方式，將太陽能電池組件組成在一起，使其輸出電壓足符合要求。光伏電池發(fā)電系統(tǒng)主要受溫度以及光照強度等因素的影響，其具有波動性和隨機性等特點。此外，光伏電池輸出為直流電，只有將其通過逆變器轉換為工頻交流電才可并入大電網。

1.2光伏并網系統(tǒng)概述

光伏電池輸出的直流電必須通過逆變器轉換為交流電才能并入大電網。在并網過程中，只有當逆變器輸出電流得頻率和相位分別與電網電壓的頻率和相位相同，才可以完成并網過程。目前，光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網主要分為集中式和分散式兩種結構。集中式并網是將大型光伏系統(tǒng)所發(fā)電能直接輸出到大電網，通過輸電網將電能傳輸到其他區(qū)域，進而在大電網中根據實際的需求在合理分配，集中式并網主要用于遠距離的運輸。分散式的并網將各個小型光伏系統(tǒng)所發(fā)電能直接并入配電網，供給本地用電負荷使用。分散式并網通常適用于城區(qū)供電。

二、光伏發(fā)電并網系統(tǒng)面臨的問題

2.1雷擊問題

從發(fā)電方式來說，光伏發(fā)電站利用太陽能進行發(fā)電，裝置多設置在室外，極易受到雷擊影響。雷云表面負電荷，會受電纜和支架感應產生高壓電，會對光伏系統(tǒng)產生極大破壞。光伏發(fā)電并網大電網后，光伏電站運行所產生的電力，直接供給居民及企業(yè)，當光伏電站受雷擊后，也將對大電網造成一定影響，進而影響居民及企業(yè)用電安全。

2.2運行安全性問題

光伏電池發(fā)電系統(tǒng)主要受溫度以及光照強度等因素的影響，具有波動性，隨機性和不確定性等特點，因此當光伏發(fā)電系統(tǒng)并網電網后，會增加大電網運行預測的難度，使配電網無法實現斷面交換功率控制。同時，光伏分散并網會使大電網中電源分布點大幅增加，因此，各個電源間協(xié)調控制的難度也將加大，傳統(tǒng)的電壓和無功補償方法，可能難以滿足電網的調壓需求，進而影響大電網運行的安全性和靈活性。

2.3配電系統(tǒng)規(guī)劃問題

當光伏發(fā)電系統(tǒng)并網后，配電系統(tǒng)的功能將出現一定變化，電能的收集，運輸及分配都將發(fā)生變化，若處理不到位，將會影響電網運行效率和質量，使電壓產生波動和波污染等問題，因此，在光伏并網過程中，需開展配電系統(tǒng)合理規(guī)劃，繼續(xù)沿用傳統(tǒng)規(guī)劃思維已不再適用。

三、光伏發(fā)電并網系統(tǒng)面臨問題的解決對策

3.1加強對光伏發(fā)電系統(tǒng)并入大電網的運行研究

光伏發(fā)電系統(tǒng)與大電網進行連接，光伏發(fā)電系統(tǒng)和大電網會出現很強的相互作用，嚴重影響大電網在運行過程中的特性，同時，光伏發(fā)電系統(tǒng)并入配電網將會導致大電網產生諸多安全性問題，傳統(tǒng)的高壓電力系統(tǒng)分析方法并不能完全適用于光伏并網系統(tǒng)。之間存在一定的差異。因此，只有加強對于光伏發(fā)電系統(tǒng)自身運行工況以及并入大電網后運行工況的研究，才能對其中所出現的問題進行有效解決。

3.2加強對含光伏配電網的電能質量控制

由于光伏發(fā)電系統(tǒng)具有波動性，隨機性和不確定性等特點，其實際輸出功率會出現很大的波動，給用戶造成極大的影響。同時，逆變器在逆變過程中所產生諧波，導致配電系統(tǒng)諧波水平逐漸提高。因此，需要加強對含光伏配電系統(tǒng)中電能質量問題的研究，并提高電能質量的監(jiān)控技術水平。

3.3加強對含光伏配電的科學規(guī)劃

近年來，我國光伏發(fā)電系統(tǒng)得到了迅猛發(fā)展，在其應用的過程中，要展開合理地、科學化的規(guī)劃，對于新型光伏配電系統(tǒng)的規(guī)劃來說，需要用含分布式電源配電網規(guī)劃與微網規(guī)劃的研究成果作為理論基礎與前提，還需要考慮光伏并網系統(tǒng)自身波動性，隨機性和不確定性等特點。最后還要對光伏發(fā)電系統(tǒng)的選址和容量進行電源設置，對光伏發(fā)電系統(tǒng)并網控制方法和并網點進行科學地研究。

結語

傳統(tǒng)意義上的發(fā)電形式越來越難以適應不斷發(fā)展的現代社會，能源浪費和污染情況時常出現，因此發(fā)展光伏并網發(fā)電技術變得勢在必行。本文從運行安全和系統(tǒng)規(guī)劃的角度，分析了對光伏發(fā)電并網系統(tǒng)面臨的問題，并在此基礎上，提出了相應的應對措施。未來還需更加深入的分析光伏并網系統(tǒng)并網所面臨的問題，從而促進光伏發(fā)電技術的發(fā)展。

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作者介紹：

夏曼（1992.8.28-）;性別：女;籍貫：湖北麻城;民族：漢;學歷：碩士研究生; 研究方向：新能源發(fā)電與微網技術;單位名稱：廣東電網有限責任公司中山供電局。