光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響與對(duì)策

王鵬程 趙銳

作者簡(jiǎn)介：王鵬程（1971.12-），男，遼寧建昌人，副科長(zhǎng)，工程師，本科，電網(wǎng)安全運(yùn)行。趙銳（1987.08-），男，蒙古族，遼寧省朝陽(yáng)市人，遼河石油勘探局有限公司電力分公司工程師，學(xué)士學(xué)位。

摘 要： 隨著我國(guó)新能源行業(yè)的不斷發(fā)展，各類(lèi)新能源逐漸被人們開(kāi)發(fā)利用，人們對(duì)于清潔能源的應(yīng)用重視程度越來(lái)越高，基于此，本文對(duì)光伏發(fā)電并網(wǎng)的含義、光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響及解決策略做出分析研究，希望能夠?yàn)槠渌嚓P(guān)人員作為借鑒。

關(guān)鍵詞： 光伏發(fā)電并網(wǎng);電網(wǎng)運(yùn)行;影響;解決策略

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM615 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.130

1 光伏電源

光伏電源是通過(guò)使用可再生的太陽(yáng)能進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，使用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的一個(gè)裝置。光伏電源依托的是太陽(yáng)能的光生福特顯影，運(yùn)用太陽(yáng)能所發(fā)出的熱量，運(yùn)用太陽(yáng)能在電池板的作用之下，產(chǎn)生電能。其為人們工作、生活中提供了最為有效、最為充足的能源供給。光伏電源裝置主要是由三部分構(gòu)成的，這三部分分別是控制器、太陽(yáng)能電池板、逆變器。光伏電源裝置是在這三部分的共同作用之下進(jìn)行電能的儲(chǔ)存以及轉(zhuǎn)換。光伏電源的使用具有很多好處，其使用不僅可以降低對(duì)于環(huán)境的危害，還可以取得更好的用電效果。對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們?cè)谑褂秒娔艿臅r(shí)候，光伏電源的靈活性，可以為其使用更好效果的電能。它們可以獨(dú)立使用，也可以與其他的配電網(wǎng)共同配電。如此強(qiáng)的適應(yīng)性，基本上可以滿(mǎn)足人們對(duì)于電能的需求量。但是由于季節(jié)的不同，光伏電源在進(jìn)行電能的轉(zhuǎn)換的過(guò)程中會(huì)受到影響，從而阻礙了電網(wǎng)的正常運(yùn)行。我國(guó)電網(wǎng)相關(guān)部門(mén)對(duì)光伏電源在并網(wǎng)工作的過(guò)程中國(guó)提出了規(guī)范性的要求，從而可以減少在這個(gè)電能轉(zhuǎn)換過(guò)程中造成的不良影響。

2 光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響

2.1 對(duì)電壓和電能質(zhì)量的影響

在光伏發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能沒(méi)接入電網(wǎng)前，電網(wǎng)的電流形式單一且電流平穩(wěn)易于掌控。而當(dāng)光伏發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能接入電網(wǎng)后使得電網(wǎng)的電流形式多樣化，并且光伏發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能本身會(huì)受天氣等的影響造成發(fā)電量不穩(wěn)定，這種影響會(huì)延續(xù)到并入電網(wǎng)后，對(duì)電網(wǎng)的電流產(chǎn)生影響，導(dǎo)致電網(wǎng)的電流不穩(wěn)定且變得不易掌控。大型光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量高、對(duì)電網(wǎng)影響大，然而如果大型光伏發(fā)電系統(tǒng)受天氣影響勢(shì)必會(huì)造成電壓的波動(dòng)。另外，由于光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電為直流電，在經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)變進(jìn)入電網(wǎng)時(shí)肯定會(huì)產(chǎn)生諧波，對(duì)電網(wǎng)造成影響。

2.2 影響電網(wǎng)運(yùn)行的控制效果

通過(guò)使用光伏電源，大大降低了傳統(tǒng)能源對(duì)于環(huán)境的不利影響，為人們提供了安全可靠的電力資源，但隨著其規(guī)模越來(lái)越大，也相應(yīng)給電網(wǎng)帶來(lái)了不利影響。如果電網(wǎng)的供電環(huán)境較差，大規(guī)模的光伏發(fā)電并網(wǎng)會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)潮流改變，電網(wǎng)設(shè)備過(guò)載，使電網(wǎng)的供電無(wú)法正常進(jìn)行。由于大規(guī)模的光伏發(fā)電并網(wǎng)，導(dǎo)致工作人員無(wú)法對(duì)電網(wǎng)功率以及供電的負(fù)荷有一個(gè)準(zhǔn)確的判斷，再加上太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化電能過(guò)程不穩(wěn)定，會(huì)嚴(yán)重影響電網(wǎng)的正常供電工作。因此對(duì)于這種情況，電網(wǎng)調(diào)度人員不能再通過(guò)光伏發(fā)電并網(wǎng)來(lái)進(jìn)行供電，需使用傳統(tǒng)電源重新調(diào)度電能。同時(shí)，光伏電源的大規(guī)模接入，也將導(dǎo)致電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻壓力較大，也會(huì)影響電能的正常調(diào)度。如果相應(yīng)的工作人員不能夠有效保障光伏電源的正常工作會(huì)導(dǎo)致整個(gè)區(qū)域的電力系統(tǒng)受到影響，相應(yīng)的電能控制效果較差，容易引發(fā)電網(wǎng)運(yùn)行的安全事故。

2.3 孤島效應(yīng)

孤島效應(yīng)往往多發(fā)生于光伏電源與公共網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)之后。在電網(wǎng)的運(yùn)行當(dāng)中，如果公共電網(wǎng)中出現(xiàn)故障，那么公共電網(wǎng)就不能為人們提供正常的供電，但是在這一過(guò)程當(dāng)中，光伏電源還在正常的進(jìn)行供電。如果在出現(xiàn)故障的時(shí)候，不能進(jìn)行及時(shí)的維修與檢修，光伏發(fā)電還在正在進(jìn)行，就會(huì)使得很多處于孤島地區(qū)的人們不能得到及時(shí)的電能供應(yīng)，從而形成了孤島效應(yīng)。與此同時(shí)，如果維修人員直接進(jìn)行故障的檢查與維修，很容易發(fā)生安全事故，如果維修不及時(shí)，則會(huì)造成供電的不充足，影響人們的正常生活與工作。

3 降低光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行影響的具體措施

3.1 加強(qiáng)對(duì)于電網(wǎng)的控制力度

在光伏電源并網(wǎng)后，如果電網(wǎng)的運(yùn)行控制效果較差，電網(wǎng)調(diào)度人員或光伏電站運(yùn)維人員可以通過(guò)使用光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)，對(duì)光伏電源的輸出功率進(jìn)行及時(shí)檢查，在確保其他電源的正常運(yùn)行的前提下，加強(qiáng)對(duì)于光伏電源輸出功率的監(jiān)管力度，保障電網(wǎng)供電的安全質(zhì)量。因此，可以通過(guò)以下幾方面來(lái)加強(qiáng)對(duì)于電網(wǎng)的控制：一是在光伏電源并網(wǎng)后，由于光伏電源容易受到光輻照強(qiáng)度等因素的影響，光伏電站運(yùn)維管理人員應(yīng)加強(qiáng)本站所在區(qū)域的光輻照強(qiáng)度等歷史資源收集，利用計(jì)算機(jī)軟件建立一個(gè)光伏發(fā)電功率數(shù)學(xué)模型，結(jié)合相應(yīng)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)，掌握?qǐng)稣具\(yùn)行發(fā)電規(guī)律特征，提高光功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。二是通過(guò)加強(qiáng)對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的研究分析，找出最合適的光伏電源安裝位置，降低外界因素對(duì)于光伏電源的影響提升光伏電源并網(wǎng)后的穩(wěn)定性。三是在進(jìn)行光伏電源發(fā)電應(yīng)與區(qū)域內(nèi)可控出力的電源（如火電、水電等）配合，如果出現(xiàn)電能供電不穩(wěn)定的狀況，及時(shí)調(diào)峰調(diào)頻，確保電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2 改善孤島效應(yīng)

可以通過(guò)改善孤島效應(yīng)來(lái)提升光伏電源并網(wǎng)的穩(wěn)定性，相應(yīng)的技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)于孤島效應(yīng)的檢測(cè)工作，在公共電網(wǎng)斷電之后，可以通過(guò)使用被動(dòng)檢測(cè)方法來(lái)對(duì)光伏電源的逆變器進(jìn)行檢測(cè)，分析相應(yīng)的數(shù)據(jù)，結(jié)合光伏電源工作的實(shí)際狀況確定出現(xiàn)問(wèn)題的位置。如果電網(wǎng)輸出功率與負(fù)載功率存在較大的差異，那么這種情況，一定會(huì)存在孤島效應(yīng)，因此相應(yīng)的工作人員可以通過(guò)采用主動(dòng)檢測(cè)與被動(dòng)檢測(cè)方式的結(jié)合，及時(shí)確定電網(wǎng)工作系統(tǒng)中存在的問(wèn)題。另一方面，相應(yīng)的工作人員要加強(qiáng)對(duì)于孤島效應(yīng)的研究工作，通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)來(lái)降低孤島效應(yīng)的影響，對(duì)于電網(wǎng)工作系統(tǒng)的影響，確保電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

3.3 提高電能質(zhì)量

供電單位要想提高電能的質(zhì)量，必須要提高電能的監(jiān)管工作。相關(guān)人員可以在并網(wǎng)之前，對(duì)每一個(gè)光伏電源的接入點(diǎn)都進(jìn)行電能質(zhì)量的綜合性管理。通過(guò)對(duì)接入點(diǎn)都進(jìn)行電能質(zhì)量的綜合性管理實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的檢測(cè)。在檢測(cè)的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)諧波或者是電壓波動(dòng)，相關(guān)的技術(shù)人員可以迅速采取措施，從而加強(qiáng)對(duì)電能質(zhì)量的控制。

結(jié)語(yǔ)：太陽(yáng)能發(fā)電是傳統(tǒng)發(fā)電的有益補(bǔ)充，鑒于太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)環(huán)保與經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要意義，基于此，對(duì)光伏電源并網(wǎng)后所產(chǎn)生的影響進(jìn)行了介紹，并針對(duì)影響提出了相關(guān)的控制電措施，為我國(guó)光伏電源并網(wǎng)提供一定的參考。

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