簡析光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響

鄒超文（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州供電局，廣東梅州514200）

簡析光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響

鄒超文（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州供電局，廣東梅州514200）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的電力事業(yè)獲得了長足的發(fā)展。在這樣的背景下，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)運而生，并在實際的建設(shè)、運行過程中，取得了卓越的成效。事實上，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能光伏陣列、逆變器、控制器三部分組成，具有初期投資低、無污染等優(yōu)點，因而獲得相關(guān)部門的青睞，并得到了廣泛的運用。即便如此，由于相關(guān)技術(shù)、政策的影響，使得光伏并網(wǎng)在運用過程中容易受到諸多因素的制約，并最終導(dǎo)致電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展受阻。本文基于此，分析了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響。

光伏并網(wǎng)；發(fā)電系統(tǒng)；電網(wǎng)；影響

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、穩(wěn)定增長，以及城市化進(jìn)程的不斷邁進(jìn)，我國對于能源的需求量逐漸增加。近年來，我國的不可再生資源出現(xiàn)了儲存量明顯降低的狀況，且化石能源在實際的應(yīng)用過程中，排放出大量的有毒氣體，最終導(dǎo)致環(huán)境污染、溫室效應(yīng)等狀況出現(xiàn)。在這樣的背景之下，清潔能源的開發(fā)，成為了一個熱點。事實上，以太陽能資源為基礎(chǔ)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，因具備低碳、清潔的優(yōu)勢，而逐漸獲得了有關(guān)部門的青睞，并在實際運用過程中，對我國的電網(wǎng)發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響。

1 光伏并網(wǎng)的主要系統(tǒng)組成

目前，光伏電網(wǎng)的主要系統(tǒng)分為集中式（圖1）、分布式（圖2）兩種。就分布式而言，主要是利用城市中的光伏建設(shè)或屋頂并網(wǎng)等進(jìn)行發(fā)電。在實際運用過程中，雖然使用靈活、投資較低，但并網(wǎng)規(guī)模相對較小。集中式的并網(wǎng)往往需要占用較大的土地空間，因而多建設(shè)在人煙稀少的地區(qū)，而且具有成本高的特點[1]。

圖1集中式光伏并網(wǎng)

一般情況下，我國的光伏并網(wǎng)的發(fā)電主要由三個部分組成，分別是控制器、光伏的陣列、逆變器。由于這三個部分都是電子原件，因而具有一定的可靠性，并有利于后期的維護(hù)。關(guān)于該系統(tǒng)中各部位之間的連接關(guān)系，筆者做了圖3，具體內(nèi)容見圖3。

圖3 有關(guān)光伏并網(wǎng)的主要發(fā)電系統(tǒng)

2 光伏并網(wǎng)中發(fā)電的優(yōu)勢

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，主要是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，由于這一發(fā)電模式更加高效、清潔、環(huán)保，因而逐漸獲得了我國電力部門的關(guān)注，并得到了實際運用。關(guān)于光伏并網(wǎng)中發(fā)電的優(yōu)勢，筆者做了相關(guān)的分析總結(jié)，具體內(nèi)容如下。

（1）在構(gòu)建光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的過程中，由于其組件較多，因而需要寬廣的空間進(jìn)行基底建設(shè)。基于此，促使該發(fā)電體系可以直接建設(shè)在太陽能豐富的荒漠地區(qū)。這種做法不僅減少了土地的使用面積，還可以減少建設(shè)區(qū)域的地面蒸發(fā)量，從而對生態(tài)環(huán)境起到了保護(hù)作用。

（2）在進(jìn)行并網(wǎng)之后，可以將發(fā)電的相關(guān)數(shù)據(jù)反饋到電網(wǎng)上，并依據(jù)電網(wǎng)對電能進(jìn)行儲存。這種做法就使得光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)成本較低，有利于系統(tǒng)的整體發(fā)展和建設(shè)。

（3）在構(gòu)建過程中，可以采用分布式建設(shè)方案，光伏并網(wǎng)在構(gòu)建的過程中，能夠靈活的進(jìn)出電網(wǎng)，并在一定程度上增強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)對于自然環(huán)境的抵御能力，能夠有效改善電力系統(tǒng)在負(fù)荷上的平衡[2]。

3 太陽能并網(wǎng)存在的問題及其影響

3.1 光伏并網(wǎng)存在的問題

關(guān)于光伏并網(wǎng)電力系統(tǒng)存在的問題，主要包括以下幾點：

（1）該電力系統(tǒng)往往受到溫度、季節(jié)周期變化的影響。由于光伏并網(wǎng)電力系統(tǒng)是通過轉(zhuǎn)換太陽能而產(chǎn)生電能，因而在實際的運作過程中，只能在白天進(jìn)行工作發(fā)電。此外，四季交替變化，也促使光伏發(fā)電的負(fù)荷受到巨大的影響。

（2）受到氣象條件的影響。前文提到，光伏并網(wǎng)電力系統(tǒng)是通過轉(zhuǎn)換太陽能而產(chǎn)生電能，因而氣候變化對于光伏發(fā)電系統(tǒng)會產(chǎn)生相應(yīng)影響。事實上，氣候變化、環(huán)境溫度、空氣質(zhì)量的變化，都會影響到光伏電力系統(tǒng)對于太陽能的轉(zhuǎn)換，繼而使得發(fā)電量多少發(fā)生變化，并導(dǎo)致電力負(fù)荷出現(xiàn)大幅度的波動。

（3）容量傳輸?shù)木窒蕖Ｓ捎诠夥l(fā)電系統(tǒng)在構(gòu)建的過程中，缺少旋轉(zhuǎn)慣量、調(diào)速器、勵磁系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)需要實行遠(yuǎn)距離的電力輸送，而這也就無形中增加了建設(shè)成本，圖4展示的是遠(yuǎn)距離光伏電能輸送。

圖4 遠(yuǎn)距離光伏電能輸送

（4）由于國家忽視對于“智能電網(wǎng)”的建設(shè)的，使得光伏發(fā)電系統(tǒng)在發(fā)展的過程中獲得較少的投資，從而滯緩了發(fā)展速度。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計分析顯示：國家近年來對智能電網(wǎng)的投資，僅為發(fā)電總投資的30%左右。由此可見，現(xiàn)階段我國在發(fā)展電網(wǎng)系統(tǒng)的過程中，需要加強(qiáng)對于傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)[3]。

3.2 光伏并網(wǎng)電力系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響

由于光伏并網(wǎng)電力系統(tǒng)在實際的發(fā)展過程中，存在著諸多的問題，從而進(jìn)一步對我國電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。對此，筆者也做了相關(guān)的總結(jié)，具體內(nèi)容如下。

3.2.1 負(fù)荷峰谷對電網(wǎng)的影響

事實上，我國的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不具有調(diào)峰以及調(diào)頻能力，這種情況的出現(xiàn)，就對該電網(wǎng)系統(tǒng)早晚峰的負(fù)荷能力造成沖擊。由于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)增加的發(fā)電量，不能有效的減少傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)組的擁有量，因此，為了平衡電力系統(tǒng)對于電量負(fù)荷能力的影響，需要相關(guān)部門增加大量的旋轉(zhuǎn)備用機(jī)組，從而實現(xiàn)對早晚峰的有效調(diào)峰。而這種情況的出現(xiàn)，就會導(dǎo)致相關(guān)成本的增加。

3.2.2 晝夜變化帶來的影響

由于我國的光伏并網(wǎng)電力系統(tǒng)是通過轉(zhuǎn)換太陽能來實現(xiàn)發(fā)電的，發(fā)電量會受到陽光以及相關(guān)負(fù)荷量的影響而出現(xiàn)不穩(wěn)定性。這就導(dǎo)致：盡管光伏并網(wǎng)電力系統(tǒng)的發(fā)電量增加，但是，為了確保光伏并網(wǎng)電力系統(tǒng)在不作業(yè)發(fā)電的情況下用電量的需求，例如夜間、惡劣雨雪天氣等，就導(dǎo)致電網(wǎng)的裝機(jī)容量需求為能得到縮減，從而增加了成本。

3.2.3 氣象條件的變化帶來的影響

事實上，如果某一地區(qū)的光伏屋頂并網(wǎng)發(fā)電達(dá)到一定規(guī)模時，恰巧遇到地理氣象的大幅度變化，會迫使電網(wǎng)為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)提供足夠的區(qū)域性旋轉(zhuǎn)備用機(jī)組和無功補(bǔ)償容量，來控制和調(diào)整系統(tǒng)的頻率和電壓。而在這種情況下，電網(wǎng)將以犧牲經(jīng)濟(jì)運行方式為代價，來保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

3.2.4 遠(yuǎn)距離光伏電能輸送帶來的影響

由于光伏并網(wǎng)電力系統(tǒng)在構(gòu)建中，缺少旋轉(zhuǎn)慣量、調(diào)速器、勵磁系統(tǒng)，因而在電力儲藏的過程中，往往采取的是遠(yuǎn)距離輸送的方式。這種情況的出現(xiàn)，一方面會造成交流電網(wǎng)的不穩(wěn)定，另一方面也會造成相關(guān)成本的增加，繼而使得電網(wǎng)系統(tǒng)在發(fā)展的過程中不經(jīng)濟(jì)[4]。

4 解決光伏并網(wǎng)帶來影響的辦法

為了更好的推動我國的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展，需要相關(guān)部門加強(qiáng)管理，減少光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對于電網(wǎng)的負(fù)面影響。關(guān)于解決光伏并網(wǎng)系統(tǒng)帶來的負(fù)面影響的措施，筆者總結(jié)如下：

4.1 將電網(wǎng)建設(shè)提升為國家工程

為了解決相關(guān)的問題，需要國家將電網(wǎng)建設(shè)提升為國家工程，以此為基礎(chǔ)，提高相關(guān)的投資金額，并結(jié)合實際發(fā)展的需要，制定起合理、高效的建設(shè)目標(biāo)。這里值得一提的是，在建設(shè)的過程中，不僅僅需要考慮到相關(guān)的投入，還需要加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和使用。

4.2 統(tǒng)一規(guī)劃電網(wǎng)和電廠建設(shè)

為了更好的推進(jìn)我國電網(wǎng)的發(fā)展，需要相關(guān)部門加強(qiáng)對于電網(wǎng)、電廠的統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)，規(guī)避傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)過程中各自為政的局面。基于此，在建設(shè)過程中，要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃，從而推動相關(guān)事業(yè)的發(fā)展。

4.3 借鑒其他國家經(jīng)驗

由于我國的電力事業(yè)起步晚，因而在許多方面落后于歐美等發(fā)達(dá)國家。對此，在發(fā)展電網(wǎng)的過程中，需要借鑒其他國家的發(fā)展經(jīng)驗，并結(jié)合自身發(fā)展的狀況，推動電力事業(yè)的發(fā)展，最終提高光伏發(fā)電的整體水平、保障電網(wǎng)的運行安全。

5 結(jié)語

綜上所述，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)會在日后的社會發(fā)展過程中，獲得廣泛的使用，并隨著時代的不斷發(fā)展，而獲得更多的發(fā)展空間。事實上，由于其具備污染程度低、投資成本小等特點，因此獲得越來越多的青睞。本文主要分析了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成、特點、以及對電網(wǎng)的影響，最后提出相關(guān)的改進(jìn)措施。筆者認(rèn)為，隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，以及管理體系的不斷完善，我國的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)會發(fā)展的越來越好。

[1]張 亮.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015（31）：9～10+34.

[2]玉 榮，趙明智，宋士金.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其對電網(wǎng)的影響[J].綠色科技，2012（12）：267～270.

[3]劉謀君.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2014（32）：88.

[4]鄧紫毅.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響研究綜述[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（23）：186.

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