光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電力輸配網(wǎng)常見問題及對策研究

馬如龍

摘要：光伏發(fā)電技術主要指將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的一種技術，基于技術革命以及國家低碳環(huán)保概念的影響，太陽能現(xiàn)如今已經(jīng)成為了一種主流能源，實際開展分布式發(fā)電操作的過程中開展的光伏電池發(fā)電，具體是依靠多晶硅、單晶硅等半導體材料完成的。光伏電池與白天將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，還可以將多余能量加以存儲供夜晚應用，使電力的利用率得到了大幅度提升。

關鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng);電力輸配網(wǎng);問題;對策

前言

每個分布式發(fā)電系統(tǒng)中電站都是獨立的，且相互不產(chǎn)生干擾，通過有效發(fā)揮分布式發(fā)電實效性的方式，可大幅度降低停電問題出現(xiàn)的幾率，促使居民用電的穩(wěn)定性和安全性有效提升。同時，城市化建設腳步的不斷加快，導致各類能源消耗問題逐漸突顯出來，只有加大新能源的研究力度才可以確保各環(huán)節(jié)建設工作的有效開展。

1大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展至今，已經(jīng)取得了一定的成就，在我國的電力供電系統(tǒng)中占據(jù)較為重要地位。但是，由于光伏發(fā)電具有間接性、隨機性和周期性特點，大規(guī)模光伏發(fā)電更是具有并網(wǎng)性能質(zhì)量建設問題。可以說大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)在我國電力系統(tǒng)發(fā)展中并不是一帆風順的，其因為光伏電池設備問題、并網(wǎng)換流器的質(zhì)量建設問題，成為影響電力系統(tǒng)的重要制約條件。如光伏電池和陣列模型，大規(guī)模光伏發(fā)電是通過大范圍的光伏電池的鋪設以及陣列模型所建立起來的。根據(jù)當下的技術手段，光伏電池的設備技術核心是采用二極管模式數(shù)學表達式在KCL的情況下呈現(xiàn)出來的，而其陣列模型則是通過對這些光伏電池的串聯(lián)后對其電流、開路電壓和最大功率電壓計算得出的，而當光伏電池出現(xiàn)壓力問題時，則容易導致整個發(fā)電系統(tǒng)具有隨機性，在發(fā)電總電量方面無法妥善的預測結果，由此也大大影響社會上對于電力系統(tǒng)的應用。同時大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)是基于并網(wǎng)換流和控制模型下所產(chǎn)生的新的技術。通過借助并網(wǎng)換流器和控制模型的方式，其構建了一個雙層結構的電壓模式，旨在能夠由此控制大規(guī)模光伏發(fā)電對于電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的控制。但是，在實際的運行中，雙層結構的電壓模型中電流數(shù)值變化更加隨機且關聯(lián)密切，因此在發(fā)電中，這樣的操作技術埋下了電壓不穩(wěn)定的隱患。

2大規(guī)模光伏發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響綜述

根據(jù)大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)的原理可知其會對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生根本的影響，其具體表現(xiàn)在以下幾個方面的：1）影響有功頻率的穩(wěn)定性。對于大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，具有隨機波動性、低無功動態(tài)特性、四象限控制能力和拖網(wǎng)現(xiàn)象。而這些特點都是導致電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要制約因素。如光伏發(fā)電的隨機波動性，一旦其波動幅度過大，其頻率也會過大，則影響整個配發(fā)電系統(tǒng)的平衡性。更重要的是當前的并網(wǎng)大規(guī)模光伏系統(tǒng)，其系統(tǒng)的等效構建功能還不齊全，大規(guī)模的光伏系統(tǒng)則會導致系統(tǒng)的功率不穩(wěn)定，電力系統(tǒng)頻率迅速發(fā)生變化，大大增加電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展;2）影響功角穩(wěn)定性。功角穩(wěn)定性是影響電力系統(tǒng)穩(wěn)性的重要因素之一，由于光伏電源在本質(zhì)上屬于靜止不動的元件，因此在功角振蕩過程中，無法參與其中維持穩(wěn)定性，特別是光伏發(fā)電中會改變電網(wǎng)本身的潮流分布情況和傳輸功率情況，當光伏發(fā)電接入到電力系統(tǒng)中時，原本電網(wǎng)結構平衡被打破，而具有隨機性的光伏電源更是大大硬性了整體功角的穩(wěn)定性;3）電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定性的影響。對于大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，小擾動之后的同步穩(wěn)定性受到較大程度的影響。通過分析可知，光伏電站的直流方向的測電流能夠很好的吸收融合系統(tǒng)出現(xiàn)故障時出現(xiàn)的不平衡功率，但是同時光伏系統(tǒng)內(nèi)的電容儲存能力不夠，導致系統(tǒng)另外位置的故障問題所產(chǎn)生的不平衡功率對于光伏電站的直流方向的側電壓產(chǎn)生影響?？梢哉f光伏電站對于系統(tǒng)同步穩(wěn)定性的控制是一個拆東墻補西墻的原理，其并無法控制小干擾下所產(chǎn)生的失衡問題。4）影響對需求側管理的。近年來，分布式電源迅速發(fā)展，特別是國家在印發(fā)《分布式電源并網(wǎng)相關意見和規(guī)范》的通知后，分布式電源已成為區(qū)域電網(wǎng)電力需求側管理一個不可忽視的影響因素。其原因是電力用戶安裝的分布式電源可能與電力負荷直接抵消，從而對整個電力系統(tǒng)的負荷增長模式產(chǎn)生影響，其結果是對電網(wǎng)的擴建規(guī)模和進度產(chǎn)生影響。隨著分布式電源的大規(guī)模發(fā)展，必將增加電網(wǎng)公司的運行成本。所以要實現(xiàn)分布式電源與電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，需要多方面考慮分布式電源接入電網(wǎng)的最優(yōu)電網(wǎng)規(guī)劃、運行及檢修等方案。5）影響電力公司營銷業(yè)務。營銷服務風險加大，工作量增加：受國家產(chǎn)業(yè)政策和扶貧政策等因素影響，分布式光伏發(fā)電發(fā)展迅猛，先后出現(xiàn)“搶裝6.30”“搶裝12.31”等集體扎堆報裝現(xiàn)象，造成階段性工作量劇增，并網(wǎng)及結算壓力巨大。同時，對并網(wǎng)項目需做好電費及補貼周期結算等工作，對營銷服務提出更大的挑戰(zhàn)。間接降低客戶電力消費成本：分布式電源的接入，將電網(wǎng)結構變?yōu)殡p向網(wǎng)絡型結構，用戶不再僅僅是電力消費者，也是電力生產(chǎn)者。威脅電網(wǎng)公司的售電市場：分布式光伏發(fā)電的并網(wǎng)新模式不斷出現(xiàn)，嚴重影響售電市場，現(xiàn)有部分光伏發(fā)電企業(yè)或投資公司借助工廠、倉庫等房頂建設分布式光伏發(fā)電設備，采用余電上網(wǎng)消納模式直接參與市場交易，造成光伏直接交易試點范圍擴大。發(fā)電客戶可自主選擇電價高、用電量穩(wěn)定的電力用戶交易，嚴重影響電量及電價等指標。分布式光伏發(fā)電直接交易、隔墻售電會逐漸蠶食電網(wǎng)公司售電市場，電網(wǎng)公司還需為其提供市場交易組織、計量、電費收集，服務工作量大且無相關收益。

結束語

綜上所述，分布式發(fā)電自出現(xiàn)以來便取得了快速發(fā)展，對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響較為明顯，基于此，有必要加大針對分布式發(fā)電開展的研究操作的力度，以大幅度降低甚至避免基于分布式發(fā)電產(chǎn)生的不良影響引發(fā)的各種問題產(chǎn)生，以將其實效性充分發(fā)揮出來，實現(xiàn)優(yōu)化電能質(zhì)量、減少電網(wǎng)負荷等目的。

參考文獻：

[1] ?吳靖，江昊.分布式發(fā)電系統(tǒng)的應用及前景[J].農(nóng)村電氣化，2003（7）：19-20.

[2] ?張志堅，王建東，馬進，王新平.分布式發(fā)電及其關鍵技術[J].山西電力，2007（2）：57-64.

（作者單位：五家渠京能新能源有限責任公司超）