試析風力發電和光伏發電并網問題

王英法

潘集淮河河道管理局

試析風力發電和光伏發電并網問題

王英法

潘集淮河河道管理局

本文從風力發電及光伏發電并網的特點及現狀出發，分析了風力發電與光伏發電并網過程中出現的問題，并針對這些問題提出了有效的解決措施，以供參考。

風力發電；光伏發電；并網

前言

風力發電、光伏發電目前已應用相當廣泛。不過這兩種發電方式所應用的能源在類型方面不同于傳統應用能源，因此在實際運作以及調度過程中不可避免產生一系列障礙性因素。只有深入分析這些障礙性因素，在準確掌握其誘發主因基礎上，制定具有針對性的解決策略，才能確保供電安全，提高電能的社會總效益。

1　風力發電和光伏發電并網的特點和現狀

1.1并網型風力發電的特點和現狀

并網型的風力發電規模普遍較大，由上百臺風力發電機共同組合而成，其容量非常大，因而得到了大電網的有效支持，能夠對風力資源進行充分利用和開發。風力資源屬于可再生資源，且清潔無污染，并網型風力發電的最大優點在于對風力資源的有效利用。但同時也有一定的局限性，風力資源具有不可控性，現有的存儲技術難以存儲大量的自然風。并網型風力發電在我國有廣闊的發展前景。目前，我國的風力發電成本在不斷降低，發展速度也在不斷加快。

1.2并網型光伏發電的特點和現狀

并網型光伏發電系統是與電力系統連接在一起組成的光伏發電系統。并網型光伏發電系統可提供有功電能和無功電能，通過電流源方式將電能送入電力系統中。變換器能夠將所需的電能形式通過電網進行傳送，因此并網型光伏發電的過程并不需要蓄電池，這大大降低了運行成本。光伏發電不僅安全可靠，且無噪音和其他危害，安裝和維護過程也比較簡單，兼容性也非常好。目前，并網型光伏發電的發展速度異常迅猛，已經占據了光伏市場發展的一大半，國家也在不斷扶持光伏市場，加大對城市和沙漠并網型光伏發電站的研發和投資。

2　風力發電與光伏發電并網問題

2.1并網過程中容易出現孤島效應

孤島效應即實際供電過程中，電力企業內部系統運行故障或維修問題導致電力供應中斷，用戶端發電系統因無法及時檢測供電中斷行為，而通過切斷方式強行分離自身與市電網絡，導致其周邊光伏、電力發電網絡脫離電力企業的掌控，以單獨形式存在。電網運行過程中， 孤島效應極易損壞電力企業的供電線路，威脅相關人員的生命健康以及財產安全；直接影響配電系統內部保護開關的動作程度，進而誘發強大沖擊電流，威脅電力系統設備的運行安全；孤島區域內的電流頻率以及電壓由于存在巨大的波動性，也極易損害電力系統設備。

2.2風力發電與光伏發電在實際應用中缺乏可靠性

光伏發電及風力發電在實際運行中并不具有良好的可靠性，具體表現在以下三個方面：電力系統運行過程中，若供電中斷，則風力發電或光伏發電工作便會立刻停止，導致供電工作無法順利進行，供電缺乏良好的可靠性；電力企業在實際供電過程中應用風力發電方法或光伏發電方法，但卻沒有做好繼電保護工作， 繼電保護執行過程中便極易出現誤動等情況，導致供電工作喪失可靠性；電力企業在安裝電力系統運行設備時所選擇的安裝地點以及連接方式，不符合風力發電、光伏發電的實際需求，也會導致供電工作喪失可靠性。不過，相較于上述三個方面而言，對風力發電、光伏發電影響最大的，是不同天氣條件下風速的隨機性、光照輻射的不穩定性，這兩種因素均會導致風力發電、光伏發電的實際運行電壓出現較為明顯的變化，且不易準確預測、有效管控。

2.3風力發電與光伏發電并網產生的效益問題

對風力發電、光伏發電進行并網處理，配網中舊的電力系統設備將會轉變為閑置設備或備用設備。例如，風力發電以及光伏發電在實際運行過程中，連接其與配電系統的電纜線路、配電變壓器便會因自身負荷較小而出現輕載現象，進而致使配電設備轉變為風力發電以及光伏發電的閑置設備或是備用設備，導致配電網的實際運行成本大幅度增加，嚴重損害了電網的整體效益，降低了電力企業的市場效益、社會效益以及經濟效益。

3　風力發電與光伏發電并網問題的解決措施

3.1研究更有效的新型配電系統

要想研究出更具實際應用價值的新型配電系統，首先要深入了解并準確掌握風力發電網絡、光伏發電網絡二者并網后實際運作的具體特點；然后在此基礎上，電力企業要明確落實風力發電網絡、光伏發電網絡二者的選址、電源容量以及電源優化位置，深入研究風力發電網絡、光伏發電網絡二者的接入位置、并網方式以及控制方式等， 全面分析電網給電壓諧波、電壓波動帶來的影響。電力企業在開展實際規劃過程中還要充分考慮風力發電、光伏發電在實際電網運行過程中所應具備的合理性， 并客觀評估其具體影響，確保配電網絡在實際運行過程中，具有良好的安全性、經濟性以及環保性。

3.2完善二者電網運行的控制設備及技術

(1)完善光伏發電系統

電力企業通過微網方式，將光伏發電網絡并入整體電力系統內部后，徹底改變電力系統在運行過程中的舊有故障特征，導致電網在實際運行過程中極易出現一系列故障，且這些故障多為電氣量故障，具有較強的多變性以及復雜性，不僅會給電力系統檢測方法帶來巨大的挑戰，還會嚴重影響電力系統的保護方式，增加檢修工作量與工作難度系數。此時，電力企業必須結合電網實際運行的故障情況，不斷深入研究相應的保護方式以及先進技術。

(2)加大孤島效應的檢測力度

電力企業電網在實際運行過程中若系統各個環節均出現了程度不一的故障， 則并網分布式電源會自動切離自身與主網，確保自身處于獨立狀態，進而實現持續運行，以此滿足本地負荷的實際供電需求。這種供電模式會嚴重弱化用電質量，降低用電安全性，易給日常生活與生產活動預埋下巨大隱患，威脅到人們的生命健康以及財產安全。電力企業要想確保居民用電擁有良好的質量以及安全性，就必須做好電網運行監測工作，一旦電網出現此類孤島問題，便可以及時且準確發現，采取合理措施，有效調控從電網系統內部分離出去的孤島部分，確保電網實現安全、順暢運行。

4　結束語

總之，電力資源是目前我國社會與經濟發展過程中一個非常重要的資源，而風力發電以及光伏發電更是保障我國電力事業發展，保護我國環境能源安全的一個有效方式，需要我們加以充分重視。

[1]石娘峰.風力發電和光伏發電并網問題研究[J].價值工程，2015，(3).

[2]周權.風力發電和光伏發電并網問題探究[J].電子技術與軟件工程，2015，(14).