分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)技術(shù)應用

李家鵬 王豫昊

摘要：在國家的重視下，國內(nèi)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)壯大，充分地利用了太陽能，保障光伏發(fā)電的穩(wěn)定性。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)利用了光電效應原理，依托太陽能電池陣列、控制器、蓄電池和逆變器的相互協(xié)作，通過可靠的技術(shù)，提高電網(wǎng)體系的能源效率。分布式發(fā)電的優(yōu)勢不言而喻，但是其劣勢亦顯而易見，尤其是分布式電源與電網(wǎng)并入中，對于接入系統(tǒng)設計提出了極大的挑戰(zhàn)。為了確保并網(wǎng)策略及負荷的協(xié)調(diào)運行，還需要不斷完善并網(wǎng)的技術(shù)方案，實現(xiàn)可靠并網(wǎng)的安全穩(wěn)定，助推分布式光伏發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：分布式;光伏發(fā)電;并網(wǎng)技術(shù)

1 分布式光伏發(fā)電發(fā)展特點

隨著分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定，為了響應國家政策，分布式光伏發(fā)電項目除了滿足自身電力需求之外，還可以將剩余的發(fā)電量并入國家電網(wǎng)。為了提升并網(wǎng)技術(shù)的效率和質(zhì)量，還需要明晰并網(wǎng)技術(shù)與主網(wǎng)變電站設備的關聯(lián)。首先，并網(wǎng)應用會導致電網(wǎng)饋線結(jié)構(gòu)復雜化，造成功率導向收到不同程度的影響，對于故障電流的分布產(chǎn)生一定的干擾，使得系統(tǒng)電壓處于變化之中。其次，光伏并網(wǎng)會引發(fā)絕緣損壞的風險，特別針對主變中性點而言更是不容忽視。昀后，在主供電源消失時，電壓與頻率會產(chǎn)生不正確動作，造成母線失壓的潛在風險。此外高次諧波與不穩(wěn)定性的發(fā)電功率，會對主網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生污染影響。

基于就近發(fā)電、并網(wǎng)、轉(zhuǎn)換和使用的導向下，光伏電站的發(fā)電量隨之上升，還可以避免電力損耗問題，這是分布式光伏發(fā)電區(qū)別于傳統(tǒng)光伏發(fā)電的核心所在。（1）以往光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展多處于地處偏遠、光照充足的區(qū)域。雖然電能產(chǎn)量較大，但是并網(wǎng)難度問題成為困擾產(chǎn)業(yè)的不利因素，造成電能資源的巨大浪費。而分布式光伏發(fā)電以家庭或單位為主，多集中于城市內(nèi)部或周邊，電網(wǎng)稍加改造便可以并網(wǎng)。（2）分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)具有極強的可靠性，通過各電站相互獨立的配置，參與運行的系統(tǒng)較少，可以實現(xiàn)自行控制，能夠有效應對大規(guī)模停電事故，對于集中供電具有極強的幫助。

近年來，我國光伏產(chǎn)業(yè)出口受阻，這也暴露出中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題，表現(xiàn)出內(nèi)需活力的不足，而且過于依賴國外市場。反觀分布式光伏發(fā)電市場前景十分廣闊，在逐步擴大的規(guī)模下，不僅從家庭和企業(yè)供電拓展到交通監(jiān)控、道路照明，而且在交通監(jiān)控和景觀照明中也取得了不錯的發(fā)展。未來分布式光伏發(fā)電在國家的重視和鼓勵下，新增備案總規(guī)模不斷提升。

以分布式光伏發(fā)電為主線，勢必成為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流，不僅未來前景光明廣闊，而且符合光伏產(chǎn)業(yè)未來的趨向。

2 太陽能發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)

光伏特性效應發(fā)電是太陽能發(fā)電技術(shù)的主要特征，在我國并網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀下，兼續(xù)大規(guī)模集中開發(fā)與分散開發(fā)，實現(xiàn)了中高壓接入與低電壓就地接入并舉的特點。

關鍵技術(shù)。在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，核心技術(shù)包括組件的絕緣技術(shù)、孤島效應保護技術(shù)、昀大功率跟蹤技術(shù)、夜間零耗電技術(shù)、陽能并網(wǎng)技術(shù)、電能雙向計量技術(shù)以及電磁兼容性技術(shù)。

并網(wǎng)技術(shù)面臨的壓力。受電能質(zhì)量等因素的影響，容易出現(xiàn)三相電流不平衡的情形，從而引發(fā)輸出功率與產(chǎn)生諧波的閃變。受此影響光伏電源會產(chǎn)生電壓波動，且變化幅度大。面對自身不具備慣量的屬性，在電網(wǎng)自動化系統(tǒng)以及電壓無功控制的指標約束下，電能計量計費技術(shù)問題生成多電源結(jié)構(gòu)保護，對于后續(xù)運行控制措施產(chǎn)生促動。

分布式并網(wǎng)的原則。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有光伏并網(wǎng)系統(tǒng)在標準與規(guī)范中，受可靠性和安全運行缺失的影響，導致電網(wǎng)規(guī)劃存在極大的局限性。一方面，標準嚴重滯后，檢測標準和管理體系尚未健全。這就需要在加強接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定的安全性，加裝在線檢測裝置，提升電能質(zhì)量要求，按照不可逆接入方式劃分做好安全與保護的并網(wǎng)性能。另一方面，分布式并網(wǎng)要減少對電網(wǎng)供電的依賴，做好光伏電站等級分類的劃分，提升差額的補償與外送，降低光伏電站的占地面積，利用電能雙向計量技術(shù)實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器諧波的科研水平。

3 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設計

在光伏發(fā)電系統(tǒng)的眾多項目當中，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢不言而喻。借助逆變器的核心作用，能夠?qū)崿F(xiàn)為社會用電提供服務的目標。利用光伏電池陣列、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)以及功率跟蹤器的相互協(xié)調(diào)，不僅對于傳統(tǒng)電能的供應壓力帶來了釋放，而且有助于電網(wǎng)智能化的推進。對于太陽能資源的高效利用具有不可替代的價值與優(yōu)勢。

結(jié)合分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的趨勢，結(jié)合發(fā)電系統(tǒng)光伏并網(wǎng)關鍵技術(shù)的設計能力與趨勢，為了實現(xiàn)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)取得昀佳化的效益，一定要明晰系統(tǒng)中的關鍵技術(shù)，以昀大功率點跟蹤技術(shù)為依托，確保電導增量法和擾動觀察法的和諧應用，發(fā)揮二者輔助協(xié)調(diào)化優(yōu)勢，不僅可以掌握系統(tǒng)中的昀大功率點，還可以觀察并比對波動的狀態(tài)，實現(xiàn)電導數(shù)據(jù)的瞬間運行，為主動調(diào)節(jié)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)奠定堅實的基礎和保障。與此同時，在并網(wǎng)逆變器控制技術(shù)中，由于使用了直接控制的方式，為此電流內(nèi)環(huán)和電壓環(huán)設計更加合理，從中也體現(xiàn)出保持同頻電流的優(yōu)勢。既反映了分布式電源并網(wǎng)技術(shù)存在的弊端以及改進的趨向，同時表面了引入分布式電源并網(wǎng)技術(shù)的可行性必要。在不斷發(fā)展的社會背景下，分布式電源并網(wǎng)技術(shù)應用，要想發(fā)揮其靈活性優(yōu)勢，必須要以可靠性為基礎，實現(xiàn)儲能和調(diào)用。在此基礎上，加強注重技術(shù)安全的控制，做好高效率的緩沖應用，將安全性、可靠性的電源并網(wǎng)技術(shù)與技術(shù)缺陷的改進對接，實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的應用可持續(xù)發(fā)展。

4 分布式光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展

分布式光伏發(fā)電進一步提高了能源利用率，要充分利用太陽能，將其就地發(fā)電、消納性能發(fā)揮得淋漓盡致，同時強化大電網(wǎng)系統(tǒng)的抗災害能力。基于此，要在并網(wǎng)技術(shù)條件方面下大功夫，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的分散式管理，一旦出現(xiàn)穩(wěn)定性與安全運行不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，可以利用中、低壓配電系統(tǒng)實現(xiàn)電網(wǎng)輸送能力的促進與優(yōu)化。在并網(wǎng)技術(shù)條件的綜合考慮區(qū)域上，有效要基于穿透率和逆功率的特點，發(fā)揮波動性與隨機性特征，結(jié)合電網(wǎng)與分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)之間的關系，在光伏發(fā)電系統(tǒng)集成體系的開發(fā)進程中，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)在設計準則的基礎上，實現(xiàn)性能較高的逆變設備，（1）減少對電網(wǎng)的負面影響;（2）提升發(fā)電、配電的安全性。在此基礎上，做好穿透率與逆功率的平衡協(xié)調(diào)，嚴格依照研究標準額屬性劃分，在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的創(chuàng)新機制中保持領先效應。為此壓迫加強電系統(tǒng)的設計準則，按照光伏發(fā)電系統(tǒng)的穿透率需要，在配電網(wǎng)與分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，以輸送能力因素為考慮內(nèi)涵，不斷加強供電系統(tǒng)的儲能量，拓寬電能覆蓋范圍，實現(xiàn)動態(tài)化的功率調(diào)整，為供電系統(tǒng)收納電力拓寬電能覆蓋范圍奠定堅實基礎。

5 結(jié)語

隨著分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)日趨成熟和穩(wěn)定，但是要想在短期內(nèi)代替?zhèn)鹘y(tǒng)并不現(xiàn)實。受輸送能力以及并網(wǎng)技術(shù)條件等因素的制約影響，在技術(shù)的開發(fā)環(huán)節(jié)還需從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧地實現(xiàn)調(diào)度方式的靈活性，避免逆功率現(xiàn)象的產(chǎn)生。作為集中供能系統(tǒng)的有效補充，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)要落實安全保護技術(shù)，配備相應的預警裝置，從設計方案和光伏系統(tǒng)的運行方式入手，利用策劃及現(xiàn)場實踐推進系統(tǒng)技術(shù)的應用。

參考文獻

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