太陽能光伏發電系統接入電力輸配網相關問題分析

摘 要：在這樣的環境背景下，太陽能作為一種清潔能源，逐漸為各國所重視。但是將太陽能光伏發電系統接入電力輸配網絡還存在一些問題，本文將對太陽能光伏發電系統進行概述，并對太陽能光伏發電系統接入電力輸配網相關問題進行分析，希望對太陽能的推廣有所裨益。

關鍵詞：光伏發電；并網；電力系統運行；對策；

中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-07-00-01

人類文明的進步是與能源的消耗作為基礎的，而如今人們的生產生活都離不開電力，但是可以用來作為發電材料的煤炭等資源所剩無多，并且燃燒煤炭對于生態環境造成了巨大的破壞，因而利用太陽能等清潔能源將是未來的發展趨勢，但是太陽能等清潔能源存在間歇性，這種間歇性會影響到所產生電力的穩定性，解決太陽能光伏發電系統接入電力輸配網的相關問題是當務之急。

一、常見分布式并網光伏發電系統

（一）有逆流并網光伏發電系統。所謂的有逆流并網光伏發電系統，指的是當光伏發電系統發出的電能充裕時，可以將使用不完的電能賣給電網，用戶可以取得一定的經濟收益。而當光伏發電系統所發出的電能不能夠滿足用戶的需求時，用戶可以向電網買電來滿足自己的需求。在這樣的系統中，電流可以在光伏發電系統與電網之間雙向流動，因而稱為有逆流光伏發電系統。

（二）無逆流光伏并網發電系統。無逆流光伏并網發電系統是相對于有逆流并網光伏發電系統來說的，即光伏發電系統發出的電能有多余時也不向電網輸送，而在光伏發電系統發出的電能不夠時則可以由電網進行補充。這種并網發電系統在一定程度上浪費了光伏發電系統的資源，因而普及價值不是很大。

（三）有儲能裝置的并網光伏發電系統。一般的光伏發電系統是不需要儲能裝置的，系統有多余的電量可以傳輸給電網，而系統電量不夠時要電網來進行補充。但是在某些特殊場合，需要組建由儲能裝置的并網光伏發電系統，這樣才能在電網出現限電或者故障是可以脫離電網進行獨立運行，能夠保證對于負載的供電。有儲能裝置的并網光伏發電系統一般都是作為緊急供電系統所使用，被廣泛應用于醫院、緊急避難場所等。

二、太陽能光伏發電系統接入電力輸配網的問題

太陽能光伏發電系統的運行具有不穩定性，而由這種不穩定性所帶來的將太陽能光伏發電系統接入電力輸配網的問題主要有以下幾個：1、電能質量問題。太陽能光伏發電系統的電能質量直接受陽光的光強、光照時間所控制，因而輸出功率存在隨機性，而且由于其獨特的發電原理，容易產生諧波、三相電流不平衡問題。2、電網調度與經濟運行問題：由于太陽能光伏發電系統的運行依靠陽光，因而光照條件對于光伏發電的影響顯著，光伏發電的輸出功率是隨機的，這樣隨機的輸出功率不利于光伏發電的調度，增加了并網的難度。光伏與屋頂相結合： 建筑物屋頂作為吸收太陽光部件有其特有的優勢，日照條件好，不易受遮擋，可以充分接受太陽輻射，系統設計以緊貼屋頂結構安裝，減少風力的不利影響，并且，太陽電池組件可部分替代保溫隔熱層遮擋屋面。通過對陽光的反射減少夏季的熱吸收，同時因為冬季事空氣不直接接觸樓頂減少了，大樓的散熱，加強了保溫。再者維護太陽能光伏發電系統的成本較高，經濟運行問題也是太陽能光伏發電系統并網的重要阻礙之一。

三、含光伏發電系統的電力系統運行情況分析與對策

（一）電能質量分析。由于太陽能光伏發電系統運行上的不穩定性，使得太陽能光伏發電系統在與電網并網之后，容易對電網產生各種干擾。其輸出功率具有隨機性、容易產生諧波、三相電流不平衡等問題都影響了太陽能光伏發電系統的電能質量。為了提高電能的質量，目前常用的方法是安裝特殊的濾波器來控制諧波，而在電路中添加多功能逆變器，能夠有效改善輸出功率以及三相電流的變化。

（二）繼電保護設計。太陽能光伏發電系統有其特殊性，即如果在電能充足時可以對外傳輸，如果電能不充足則需要由電網進行補充，這樣的系統才適宜大規模的推廣。而這樣的光伏發電系統的構建，需要重新設計繼電保護方案。目前較為常用的解決方案有切源方案和孤島方案。切源方案是在電網出現問題時立刻斷開所有的光伏系統，這樣能夠杜絕電網的變化對太陽能光伏發電系統帶來硬件上的損傷，而且不需要增加新的繼電設備。而孤島方案則是在電網供電出現問題時保證光伏發電系統向必要的運行負荷供電，對于不必要的負荷則直接切斷。這種處理方式更適合醫院等隨時需要電源的場所。

（三）優化調度與經濟運行。對于小型的太陽能光伏發電系統，系統在組建時不僅要滿足區域內對于電能的要求，還要能夠為今后與電網的并網運行提供條件，能夠實現全網的能量優化調度和經濟運行，這樣才能充分利用太陽能光伏發電系統所產生的電能。

想要優化太陽能光伏發電系統的調度，就需要配置各種類型的儲能裝置，將電流變得更加穩定，然后通過一定的方式將直流電變為交流電，最終傳輸到電網之中。想要做到這一點，小型太陽能光伏發電系統的建立不僅要考慮用戶電能的需求，能夠脫離電網獨立運行，還要能夠實現與電網的并網運行，在兩種模式之間實現無縫的切換，唯有這樣才能充分保障用戶的體驗，也能夠充分保證電網的穩定性。解決了各種并網問題的太陽能光伏發電系統，才能夠真正降低運行的成本，實現經濟運行。

（四）可靠性分析。太陽能光伏發電系統與一般的發電系統既有其相似性也有其獨特性。一般來說，僅僅將太陽能光伏發電系統作為備用的電源使用，那么可以提高整個建筑供電系統的可靠性。如果將太陽能光伏發電系統作為主要電源來使用，受制于陽光的變化，整個建筑的供電系統的可靠性會降低。因此在將太陽能光伏發電系統并入電網時，首先需要考慮的是太陽能光伏發電系統在建筑中的功能地位，如果該建筑不需要穩定的電源，則可以考慮將太陽能光伏發電系統作為主要電源使用。

四、小結

能源的大量消耗以及人類意識形態的進步，使得人類意識到了可持續發展的重要性。作為最主要的清潔能源之一，太陽能有巨大的應用前景，但是太陽能光伏發電系統與電力輸配網的并網又存在一定的問題，這些問題阻礙了太陽能光伏發電系統的推廣，唯有對這些問題進行充分的分析，提出相應的解決辦法，才能夠使得太陽能光伏發電系統真正大規模推廣。

參考文獻：

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