光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)問(wèn)題研究

經(jīng)秋霞

摘 要：隨著目前社會(huì)上對(duì)于電力能源需求量的不斷增加，對(duì)于電力供應(yīng)及發(fā)電效率的要求也越來(lái)越高，在這種情況下解決發(fā)電問(wèn)題已經(jīng)成為必要的社會(huì)性任務(wù)。就目前的發(fā)電情況來(lái)看，由于光電發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的環(huán)保性特點(diǎn)，已經(jīng)成為越來(lái)越重要的發(fā)電形式，但在與電網(wǎng)并網(wǎng)中仍舊存在一定問(wèn)題?；诖耍疚闹饕槍?duì)光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)問(wèn)題進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的融合，實(shí)現(xiàn)更好的電能供應(yīng)。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電;風(fēng)力發(fā)電;并網(wǎng)

光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電屬于目前常用的兩種發(fā)電方式，并且在電力工程中都發(fā)揮著重要的作用，相比于傳統(tǒng)發(fā)電方式也都有著明顯的優(yōu)勢(shì)。在當(dāng)前光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，為能夠得到比較滿意的成果，需要促使光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)問(wèn)題進(jìn)行研究，從而使發(fā)電效率及有效性可以提升，更好進(jìn)行電力供應(yīng)，使社會(huì)上各個(gè)方面的用電需求得到滿足，因而需要相關(guān)人員注重這一方面的研究。

1 光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀

（1）并網(wǎng)光伏發(fā)電的特點(diǎn)及現(xiàn)狀。所謂并網(wǎng)光伏發(fā)電所指的就是使太陽(yáng)能光伏發(fā)電與電力系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)連接，組合形成并網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)，從而將無(wú)功功率及有功功率提供給電力系統(tǒng)，促使光能轉(zhuǎn)變成為電能，并且利用電壓器轉(zhuǎn)變成為與電網(wǎng)相同的電壓，確保電網(wǎng)系統(tǒng)中電能的正常有效傳送。由于在光伏發(fā)電中不必使用蓄電池，可以使資源消耗及對(duì)環(huán)境所造成的污染得以減少，并且可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)供電，在實(shí)際運(yùn)行中也更加具有安全性及環(huán)保性，同時(shí)操作也相對(duì)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益都比較高。但是，光伏發(fā)電受環(huán)境及技術(shù)因素影響比較大，仍需進(jìn)一步進(jìn)行研究。

（2）并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)及現(xiàn)狀。對(duì)于并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電，其所指的就是使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)，在通過(guò)電網(wǎng)進(jìn)行發(fā)電的基礎(chǔ)上，利用風(fēng)能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)供電中的補(bǔ)充。由于風(fēng)力能源屬于清潔能源，可以減少環(huán)境污染，并且可以進(jìn)行循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)資源利用率的有效提升，減少對(duì)不可再生資源的消耗。然而，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)后由于風(fēng)力資源特點(diǎn)的影響，在實(shí)際的發(fā)電中可能會(huì)存在一定的問(wèn)題。比如，由于風(fēng)能具有波動(dòng)性的特點(diǎn)，風(fēng)電較光伏更難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，因此會(huì)增大對(duì)電網(wǎng)的擾動(dòng)，增加電力負(fù)荷平衡難度。

2 光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)中存在的問(wèn)題

（1）并網(wǎng)中產(chǎn)生孤島效應(yīng)。就當(dāng)前光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)實(shí)際情況來(lái)看，在電網(wǎng)系統(tǒng)維修及發(fā)生故障的情況下，很容易導(dǎo)致孤島效應(yīng)出現(xiàn)，這種情況下光伏發(fā)電系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其所帶的用電負(fù)荷會(huì)脫離電網(wǎng)，形成孤島。在主電網(wǎng)與部分電網(wǎng)斷開(kāi)的情況下，對(duì)于孤島部分的供電，需要完全由光伏發(fā)電系統(tǒng)或者風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)供給，導(dǎo)致用戶在用電時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，還會(huì)對(duì)人們的生命安全產(chǎn)生威脅。在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，孤島效應(yīng)的產(chǎn)生很容易對(duì)供電線路造成損害，對(duì)于配電系統(tǒng)內(nèi)部的保護(hù)開(kāi)關(guān)也會(huì)產(chǎn)生影響，對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行安全會(huì)產(chǎn)生威脅。同時(shí)，由于孤島區(qū)域內(nèi)電流頻率及電壓波動(dòng)性，對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備也很容易造成損壞。

（2）光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的可靠性缺乏。就目前光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，其可靠性并不是特別理想，具體來(lái)說(shuō)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面的內(nèi)容。首先，在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，在供電發(fā)生中斷的情況下，光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電也會(huì)停止工作，致使供電無(wú)法順利進(jìn)行，在供電方面的可靠性比較缺乏。其次，在實(shí)際供電過(guò)程中，電力企業(yè)在對(duì)光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，并未能夠有效進(jìn)行繼電保護(hù)，在繼電保護(hù)方面很容易有誤動(dòng)狀況發(fā)生。第三，在電力設(shè)備安裝過(guò)程中，電力企業(yè)所選擇的有關(guān)連接方式及安裝地點(diǎn)，與風(fēng)力發(fā)電及光伏發(fā)電實(shí)際需求并不符合，這種情況下也會(huì)導(dǎo)致供電缺乏可靠性。但是，與以上三個(gè)方面相比較而言，在光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電這種影響更為嚴(yán)重的因素就是不同天氣條件下的不穩(wěn)定的風(fēng)速及光照，這兩個(gè)方面都會(huì)導(dǎo)致實(shí)際發(fā)電過(guò)程中電壓發(fā)生明顯變化，對(duì)發(fā)電效率產(chǎn)生不利影響。

（3）并網(wǎng)中的效益問(wèn)題。在對(duì)光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電實(shí)行并網(wǎng)處理方面，配網(wǎng)中的一些老舊電力系統(tǒng)設(shè)備會(huì)由此轉(zhuǎn)變成為備用設(shè)備。比如，在光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電的實(shí)際運(yùn)行中，對(duì)于實(shí)現(xiàn)與配電系統(tǒng)相連接的有關(guān)電纜線路及配電變壓器，會(huì)由于自身的負(fù)載太小而導(dǎo)致輕載狀況產(chǎn)生，在這種情況下這些配電設(shè)備也就成為備用設(shè)備，有些成為閑置設(shè)備，這種情況下配網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行成本會(huì)有所增加，導(dǎo)致電網(wǎng)整體效益受到不利影響，致使電力企業(yè)所得到的市場(chǎng)效益降低，也會(huì)影響到其社會(huì)效益，不利于電力企業(yè)的發(fā)展[2-3]。

3 光伏發(fā)電與電力發(fā)電中并網(wǎng)問(wèn)題的解決途徑及策略

針對(duì)上述光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)中存在的問(wèn)題，需要電力工作人員探索解決這些問(wèn)題的有效途徑及方式，以實(shí)現(xiàn)更理想的并網(wǎng)，主要就是需要從以下幾點(diǎn)入手。

（1）加強(qiáng)孤島效應(yīng)的檢測(cè)。在目前的光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)過(guò)程中，由于逆變器負(fù)載所產(chǎn)生的影響，在實(shí)際并網(wǎng)時(shí)可能會(huì)有斷電發(fā)生時(shí)電壓頻率反向輸出的狀況出現(xiàn)，在這種情況下，逆變器運(yùn)行過(guò)程中的輸出功率會(huì)有很大誤差，會(huì)有孤島效應(yīng)產(chǎn)生?；谶@種情況，電力企業(yè)需要將逆變器輸出功率作為基礎(chǔ)，通過(guò)檢測(cè)設(shè)備的利用對(duì)頻率偏移情況進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于得到的檢測(cè)結(jié)果需要向值班人員及時(shí)發(fā)送，以便及時(shí)進(jìn)行有效處理。同時(shí)，在電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，需要將并網(wǎng)中逆變器所具備的作用充分發(fā)揮出來(lái)，從而使公共電網(wǎng)與并網(wǎng)系統(tǒng)在輸出電流頻率方面保證一致性。但是，在實(shí)際運(yùn)行中需要注意的一點(diǎn)就是在有比較大的相位差出現(xiàn)時(shí)，需要及時(shí)檢測(cè)兩者之間存在的差距，對(duì)于電流電壓變化情況需要及時(shí)充分掌握，對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)中孤島效應(yīng)的存在狀況進(jìn)行分析，對(duì)于這種檢測(cè)方式而言，其優(yōu)點(diǎn)就是操作比較簡(jiǎn)單，并且可以對(duì)存在的各種問(wèn)題更直觀地進(jìn)行了解，有利于并網(wǎng)中孤島效應(yīng)問(wèn)題的有效解決，使光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)更好實(shí)現(xiàn)。此外，在孤島效應(yīng)的檢測(cè)方面，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步研究相關(guān)的檢測(cè)方式及方法，探索更加科學(xué)合理的現(xiàn)代化檢測(cè)方式，通過(guò)對(duì)科學(xué)合理的檢測(cè)方式進(jìn)行應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)孤島效應(yīng)，也就可以對(duì)孤島效應(yīng)的發(fā)生及時(shí)進(jìn)行處理，減少孤島效應(yīng)所產(chǎn)生的影響，為光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的更好實(shí)現(xiàn)提供更理想的支持及依據(jù)，確保并網(wǎng)系統(tǒng)的更合理運(yùn)行。

（2）進(jìn)一步完善光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。在光伏發(fā)電系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后，電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)發(fā)生改變，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中很容易導(dǎo)致一些問(wèn)題的產(chǎn)生，并且這些問(wèn)題中的大多數(shù)都是電氣量方面存在故障。然而，由于光伏發(fā)電系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)自身存在比較明顯的不可控性及不確定性，導(dǎo)致這些故障的復(fù)雜程度增加，并且也更加具有多變性，這對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生一定的不良影響，而導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行受到影響。針對(duì)這種情況，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)與電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況相結(jié)合，對(duì)于有關(guān)的并網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)方式進(jìn)行深入研究，并且需要利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)一步完善光伏發(fā)電系統(tǒng)及電力發(fā)電系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)注意風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目需要設(shè)置在具有豐富的風(fēng)力資源的相關(guān)區(qū)域，但是這些區(qū)域通常與電負(fù)荷中心之間的距離比較遠(yuǎn)，需要建設(shè)比較長(zhǎng)的輸電線路，并且通道斷面會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響及限制，因而需要對(duì)整體的電力系統(tǒng)進(jìn)行重新科學(xué)合理規(guī)劃，從而使風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)中的次同步振蕩情況可以減少，有效防止損壞風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備，確保整體電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及有效性，使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)可以更好實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)，需要建設(shè)在比較空曠的區(qū)域，以保證充足的光照，使整個(gè)系統(tǒng)可以獲得充足的光照資源，實(shí)現(xiàn)更理想的光伏發(fā)電，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更有效的并網(wǎng)。

（3）新型配電系統(tǒng)的研究。在目前光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)過(guò)程中，需要以光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)后的實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)為基礎(chǔ)，對(duì)更加有效的新型配電系統(tǒng)實(shí)行探究。在實(shí)際研究過(guò)程中，不但需要研究配電系統(tǒng)理論，對(duì)于優(yōu)化的光伏發(fā)電電源及風(fēng)力發(fā)電電源具體位置，同樣需要進(jìn)行考察，對(duì)于接入位置、容量比較以及并網(wǎng)方式進(jìn)行深入研究，對(duì)于并網(wǎng)系統(tǒng)需要盡可能減少對(duì)電壓波動(dòng)及諧波所產(chǎn)生的影響。在今后的發(fā)展規(guī)劃過(guò)程中，對(duì)于電網(wǎng)合理運(yùn)行中的主要影響因素需要充分考慮，應(yīng)當(dāng)以客觀角度開(kāi)展評(píng)價(jià)，確保光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)之后的系統(tǒng)具有較強(qiáng)的安全性，促使經(jīng)濟(jì)與環(huán)保之間可以實(shí)現(xiàn)有效統(tǒng)一，在此基礎(chǔ)上保證并網(wǎng)可以得到滿意的效果[3-4]。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的電力企業(yè)進(jìn)行電力供應(yīng)方面，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)應(yīng)成為必然的要求，同時(shí)也是必然的發(fā)展趨勢(shì)，在提升發(fā)電效率方面有著重要的價(jià)值及意義，也就需要有效實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)。作為電力行業(yè)的相關(guān)人員，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電需要加強(qiáng)認(rèn)知，清楚認(rèn)識(shí)兩者在并網(wǎng)方面存在的問(wèn)題，并且針對(duì)這些問(wèn)題采取有效方式及措施將問(wèn)題解決，確保光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的更好實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)系統(tǒng)的有效運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更加有效的電力供應(yīng)。

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