光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運行的影響與對策

吳奎猛 邸雷 霍瑞

摘要：闡述光伏發(fā)電的電力能源系統(tǒng)，可以為人們提供充足的清潔能源，分析光伏發(fā)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)運行的影響，并提出有效的解決措施，從而保障電網(wǎng)可靠運行。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電，電網(wǎng)運行，清潔能源。

我國的能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾使得能源問題變得越來越緊張，光伏發(fā)電能夠一定程度上緩解這些能源壓力。目前先進(jìn)的分布式光伏發(fā)電技術(shù)，從而可以滿足人們在日常生活、工作之中的用電量，確保人們更好的從事各種活動。

1光伏電源

1.1光伏電源簡介

光伏電源主要是通過利用太陽能電池將可再生的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，光伏發(fā)電原理是利用太陽能的光生伏特效應(yīng)，在太陽能電池板的作用下，將太陽所發(fā)出的太陽能轉(zhuǎn)化為電能。光伏電源是由太陽能電池板、控制器以及逆變器三部分組成，在這三部分共同工作下，使得太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為電力用戶提供充足的清潔能源。通過大規(guī)模使用光伏電源，可以提高清潔能源在電力能源中的比重，大大降低傳統(tǒng)能源對于環(huán)境的影響，有利于環(huán)境保護(hù)和電力能源可持續(xù)發(fā)展。另一方面，對于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們來說，通過利用光伏電源可以為人們提供充足的電能，光伏電源裝置的使用靈活性較高，可以在多地區(qū)進(jìn)行單獨使用，另外也可以配合電網(wǎng)或電力儲能裝置來進(jìn)行使用，具有較強的適應(yīng)性，可以滿足大部分地區(qū)的電能需求。但是光伏電源在使用過程中會受到環(huán)境因素的影響，光輻照強度、氣溫等都有可能導(dǎo)致光伏電源的使用效率下降[1]。

1.2光伏電源并網(wǎng)的具體要求

隨著我國目前電網(wǎng)系統(tǒng)對于光伏電源的全面應(yīng)用，為降低光伏電源并網(wǎng)對于電網(wǎng)正常運行的影響，國家對于光伏電源并網(wǎng)工作提出了具體要求：第一，在使用電網(wǎng)發(fā)電過程中，可以通過并網(wǎng)發(fā)電來降低相應(yīng)的影響。第二，在光伏電源運行過程中，為配合電網(wǎng)的承載能力，要嚴(yán)格控制光伏電源的裝機(jī)容量。第三，在光伏電源的并網(wǎng)過程中，要求使用電壓要在8kV以下。相關(guān)的能源監(jiān)督部門不斷加強對于光伏電源并網(wǎng)工作的管理力度，提升光伏電源的應(yīng)用效果，為人們輸送安全可靠的電力資源[2]。

2光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運行的影響

2.1電網(wǎng)運行控制不佳

光伏電源的有效使用對于人們生活水平、工作質(zhì)量的增加具有重要意義，這也充分體現(xiàn)出了光伏電源在電能有效使用過程中的重要性。光伏發(fā)電并網(wǎng)的使用可以實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)換為電能的有效利用。但是伴隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)使用規(guī)模的增大之后，一旦供電環(huán)境變得惡劣，供電站的相關(guān)工作人員對于變化的電網(wǎng)功率不能得到準(zhǔn)確的把握;對于在大規(guī)模使用之后的電能的負(fù)荷增長也是無法做出準(zhǔn)確的判斷。這兩方面的不可把握性就造成相關(guān)工作人員在進(jìn)行電能的調(diào)度過程中出現(xiàn)困難。

除了大規(guī)模使用之外，工作人員無法對負(fù)荷以及電網(wǎng)功率做出準(zhǔn)確把握之外，太陽能發(fā)電的過程中也存在著許多其他不可控因素。例如太陽能發(fā)電的過程中受到一些不穩(wěn)定因素的影響的時候，在這些不穩(wěn)定的因素之下，有時會發(fā)生較大的問題，這樣就會造成嚴(yán)重的問題。在這種情況之下，光伏發(fā)電并網(wǎng)就不再適用，相關(guān)工作人員就需要采用傳統(tǒng)的手段進(jìn)行發(fā)電，這樣電能的重新調(diào)度，就無法滿足人們對于電量的正常需求，無法保證人們的正常用電[3]。

光伏發(fā)電并網(wǎng)之后，電網(wǎng)中的接入光伏電源就會增多，光伏電源數(shù)量的增加就會增加電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的壓力，使得電能的調(diào)度過程中受到明顯的影響。同時在公共電網(wǎng)中，接入光伏電源，會讓光伏電源的數(shù)量以及應(yīng)用的區(qū)域變大。在這種情況下，如果電力系統(tǒng)不能夠?qū)λ泄夥娫催M(jìn)行控制，那么就會使得電力系統(tǒng)的供電設(shè)備、電壓值等出現(xiàn)問題，從而造成控制效果比較差，造成整個電網(wǎng)運行過程中的安全事故。

2.2電能質(zhì)量受損

光伏電源在并網(wǎng)之后，其運行需要在高頻調(diào)制之下，進(jìn)行逆變器的運轉(zhuǎn)工作，但是在這種方式的運行之下，是比較容易出現(xiàn)諧波的，諧波會讓電能的質(zhì)量受到損傷。如果在諧波放大之后，那么對于原本電網(wǎng)而言其、輸出功率也會相應(yīng)發(fā)生變化。變化之后的輸出功率對于工作人員而言，更不容易調(diào)控，所以就容易導(dǎo)致整個電網(wǎng)的電壓不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致安全事故。同時，我國傳統(tǒng)的電網(wǎng)帶那個供應(yīng)模式是單一供應(yīng)，但是這是不符合光伏電源接入之后的情況的。在光伏電源接入到電網(wǎng)之后，其相應(yīng)接入點的電壓是不相同的，因此就需要對接入光伏電源之后的電網(wǎng)進(jìn)行管理，這樣就會造成其中需要對此進(jìn)行管理的環(huán)節(jié)比較多。在以上幾種情況之下，在出現(xiàn)諧波，電壓、輸出功率的不穩(wěn)定性、工作環(huán)節(jié)的增多都會造成電能質(zhì)量受損。

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)故障的時候，不能進(jìn)行及時的維修與檢修，光伏發(fā)電還在正在進(jìn)行，就會使得很多處于孤島地區(qū)的人們不能得到及時的電能供應(yīng)，從而形成了孤島效應(yīng)。與此同時，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，則會造成供電的不充足，影響人們的正常生活與工作。

3光伏發(fā)電并網(wǎng)運行的應(yīng)對措施

加強電網(wǎng)控制水平。為了更好地實現(xiàn)光伏發(fā)電并網(wǎng)的電網(wǎng)穩(wěn)定運行，應(yīng)該及時提升電網(wǎng)的控制能力，使光伏發(fā)電和其他電源自動運行情況下進(jìn)行嚴(yán)格的電壓管理，強化供電調(diào)度的合理性，由于光伏發(fā)電受到光照和輻射等外界因素的干擾。因此，對于光伏電網(wǎng)接入后，要嚴(yán)格管理該區(qū)域的光照強度和輻射情況，充分結(jié)合相關(guān)科學(xué)技術(shù)構(gòu)建完善的光伏發(fā)電模型，找到光伏發(fā)電功率與自然環(huán)境的規(guī)律，從而實現(xiàn)有效的管理與控制。其次，光伏發(fā)電并網(wǎng)運行還應(yīng)該通過相關(guān)數(shù)據(jù)尋找最佳設(shè)置光伏電源的位置，以此來降低光伏電源受到外界因素的干擾，從而全面提升光伏發(fā)電并網(wǎng)中電網(wǎng)運行的可靠性。另外，還要進(jìn)行合理的電能儲備，對光伏發(fā)電過程中的電能進(jìn)行合理儲備，當(dāng)光伏發(fā)電受到干擾時，可以先利用提前儲備好的電能進(jìn)行供電，以此來確保電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。

提高電能質(zhì)量。電力企業(yè)還要全面提升電能質(zhì)量，強化電能的監(jiān)督與管理，工作人員在光電并網(wǎng)前，對每一個光伏電源的接入進(jìn)行綜合管理，并加強電能質(zhì)量檢測工作，如果出現(xiàn)諧波以及電壓不穩(wěn)的情況，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該及時采取相應(yīng)對策，提高電能質(zhì)量，從而保障電網(wǎng)的可靠運行。

解決孤島效應(yīng)。通過檢修的方式對孤島效應(yīng)進(jìn)行全面檢測，在電網(wǎng)出現(xiàn)斷電以后，采用被動檢測方式對逆變器的參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)檢測，找出存在的問題，當(dāng)輸出功率和負(fù)載功率之間存在著較大的差距，就說明出現(xiàn)孤島效應(yīng)。工作人員也可以采取主動監(jiān)測與被動監(jiān)測協(xié)調(diào)運用的方式，解決孤島效應(yīng)帶來的影響，找到問題的根源，做好提前預(yù)防工作，降低孤島效應(yīng)的發(fā)展。

結(jié)束語：綜上所述，本文通過對目前光伏電源并網(wǎng)實際狀況的研究分析，對光伏電源并網(wǎng)后所產(chǎn)生的各類影響進(jìn)行了介紹，并針對各類影響提出了相關(guān)的控制電網(wǎng)運行的具體措施，為我國電網(wǎng)的正常運行提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]康紅玉.光伏發(fā)電接入對鄆城電網(wǎng)的影響分析[D].山東：山東大學(xué)，2018.

[2]張一飛.光伏發(fā)電并網(wǎng)對接入電網(wǎng)穩(wěn)定性影響的研究[D].天津：天津大學(xué)，2018.

[3]李少華.新能源發(fā)展對電網(wǎng)運行的影響及應(yīng)對思考[J].南方機(jī)，2019，50（02）：214.

[4]楊衛(wèi)東，薛峰，徐泰山，方勇杰，李碧君.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響及相關(guān)需求分析[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2009（04）：15～17.