光伏發(fā)電并網(wǎng)的若干問題分析

李紅梅

摘 要 在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展中，能源發(fā)揮著不容忽視的作用，直接影響著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展速度和發(fā)展前景。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)電技術(shù)得到了一定的改善。然而，目前光伏發(fā)電并網(wǎng)還存在一些問題，只有解決這些問題，光伏發(fā)電并網(wǎng)才能被應(yīng)用于更多領(lǐng)域，投資成本也才能得到有效降低。本文對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并闡述了光伏發(fā)電并網(wǎng)存在的問題，最后提出了光伏發(fā)電并網(wǎng)所存問題的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞 光伏發(fā)電；并網(wǎng)；問題；對(duì)策

中圖分類號(hào) TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）15-0136-02

目前，世界各國(guó)都面臨著能源短缺問題，這也是影響各國(guó)發(fā)展的主要因素之一。為了更好地應(yīng)對(duì)能源危機(jī)，世界各國(guó)對(duì)新能源的研究越來(lái)越重視。太陽(yáng)能作為一種清潔型能源，對(duì)該能源的研究逐漸受到了各國(guó)的重視。光伏發(fā)電技術(shù)作為一種新興發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高太陽(yáng)能開發(fā)效率，可以使太陽(yáng)能逐漸被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭型光伏發(fā)電系統(tǒng)及其他發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行，有利于滿足生產(chǎn)生活中對(duì)電力資源的需求。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)述

光伏發(fā)電系統(tǒng)與其他發(fā)電系統(tǒng)之間的差異是極為明顯的，從發(fā)電原理上來(lái)看，光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)電原理是光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的光伏元件在太陽(yáng)光的照射下，通過(guò)光生伏打效應(yīng)使電荷產(chǎn)生聚集效應(yīng)，并生成電動(dòng)勢(shì)，最終將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)變成電能。正常情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成元素主要包括下述幾種：太陽(yáng)能電池方陣、逆變器、控制器、交流配電器、直流配電柜等。其中，太陽(yáng)能電池方陣與逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，通過(guò)串聯(lián)方式對(duì)太陽(yáng)能電池組件進(jìn)行聯(lián)合，可以起到增大電壓的作用[1]。此外，光照強(qiáng)度、溫度等是影響光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行效率的主要因素，若太陽(yáng)光照射強(qiáng)度和天氣溫度出現(xiàn)較大變化，則光伏發(fā)電效率也會(huì)受到非常大的影響，而這也體現(xiàn)了光伏發(fā)電技術(shù)的變化快特點(diǎn)。

2 光伏發(fā)電并網(wǎng)存在的問題

2.1 電壓波動(dòng)問題

在光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，光照強(qiáng)度會(huì)影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率。在不同的季節(jié)和天氣環(huán)境下，太陽(yáng)光的照射強(qiáng)度也會(huì)存在差異，很容易導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率變得不穩(wěn)定。從實(shí)際應(yīng)用角度分析，在電網(wǎng)運(yùn)行中，對(duì)光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)考慮瞬間脫離對(duì)系統(tǒng)電壓造成的影響問題，以便在此基礎(chǔ)上提高光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，進(jìn)而延長(zhǎng)該系統(tǒng)的使用壽命。

基于光伏發(fā)電技術(shù)而產(chǎn)生的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有較強(qiáng)的發(fā)電功能，但缺乏一定的調(diào)峰與調(diào)頻能力，以至于電網(wǎng)的早晚峰負(fù)荷會(huì)受到?jīng)_擊，進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)電波出現(xiàn)波動(dòng)。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功能扔需要依靠傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)組來(lái)實(shí)現(xiàn)，而該機(jī)組的應(yīng)用也是解決早晚峰負(fù)荷問題的有效方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)早晚峰負(fù)荷的調(diào)頻[2]。同時(shí)，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，電力系統(tǒng)特別是配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性會(huì)受到影響，進(jìn)而影響到電能輸送。在太陽(yáng)光照射強(qiáng)度較低的情況下，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)停電問題，而受該問題的影響，電能輸送回出現(xiàn)問題，日常生活工作中對(duì)電力資源的需求也就無(wú)法得到滿足。除此之外，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行中，安裝地點(diǎn)、配置容量等也會(huì)降低系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中多晶硅組件的方位角會(huì)對(duì)系統(tǒng)的年發(fā)電量造成影響，若多晶硅組件方位角增大，廣發(fā)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量也會(huì)隨之增加；反之，若多晶硅組件方位角減小，則該系統(tǒng)的年發(fā)電量也會(huì)

減少。

2.2 配電系統(tǒng)規(guī)劃問題

當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)后，整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)都發(fā)生了改變，特別是配電系統(tǒng)。在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，配電系統(tǒng)的功能不僅僅是分配電能，也具備收集、傳輸和分配電能等功能，逐漸成為了符合型系統(tǒng)。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，會(huì)影響到配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，導(dǎo)致配電系統(tǒng)出現(xiàn)諧波污染等問題[3]。針對(duì)這種現(xiàn)象，在規(guī)劃配電系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)改良傳統(tǒng)規(guī)劃思路，創(chuàng)新配電系統(tǒng)規(guī)劃想法，以便確保光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的配電系統(tǒng)能夠更好地發(fā)揮作用。此外，在傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中，分布式光伏發(fā)電的接入，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)短路電流，也會(huì)降低供電可靠性，進(jìn)而影響到供電經(jīng)濟(jì)性。因此，為了更好地解決上述問題，應(yīng)重視配電系統(tǒng)的規(guī)劃工作，以便從根源上解決這些問題，從而確保光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量利用率能夠得到有效地提升。

2.3 微電網(wǎng)問題

光伏發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的并網(wǎng)需要利用微電網(wǎng)來(lái)完成，而微電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)也包括多種。當(dāng)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)后，電網(wǎng)功率的雙向流動(dòng)才能夠真正實(shí)現(xiàn)。然而，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，若電網(wǎng)出現(xiàn)故障，則需要依靠相應(yīng)的裝置去控制電網(wǎng)的運(yùn)行，以便確保電網(wǎng)和微電網(wǎng)能夠在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行，避免出現(xiàn)供電中斷等問題。與傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)相比，光伏發(fā)電系統(tǒng)有著明顯的區(qū)別，比如電網(wǎng)功率。在并網(wǎng)過(guò)程中，若是并入單個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)，則電網(wǎng)功率會(huì)很小；但若是光伏發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模的并入，則電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行及特性又會(huì)受到影響，而這也是光伏發(fā)電并網(wǎng)存在的一個(gè)重要問題。

3 光伏發(fā)電并網(wǎng)所存問題的解決對(duì)策

3.1 合理規(guī)劃光伏發(fā)電配電系統(tǒng)

隨著科技水平的不斷提高，光伏發(fā)電技術(shù)也有了明顯的提高。同時(shí)，對(duì)微電網(wǎng)和分布式光伏發(fā)電配電系統(tǒng)規(guī)劃的研究，不僅能夠?yàn)楣夥l(fā)電技術(shù)和并網(wǎng)方式的研究奠定基礎(chǔ)，也能夠?yàn)榕潆娤到y(tǒng)方法與理論的創(chuàng)新予以支持，也有利于改善光伏發(fā)電技術(shù)的電能輸出方式，創(chuàng)新并網(wǎng)技術(shù)。對(duì)于光伏發(fā)電并網(wǎng)所存在的電壓波動(dòng)、諧波污染等問題，在規(guī)劃配電系統(tǒng)的同時(shí)，應(yīng)對(duì)上述問題進(jìn)行充分考慮，以便從根源上解決這些問題。在配電系統(tǒng)規(guī)劃過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)深入研究光伏發(fā)電的原理，以便對(duì)光伏發(fā)電的程序有詳細(xì)的了解，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上提升光伏發(fā)電的穩(wěn)定性。基于電網(wǎng)規(guī)劃合理性這一前提，對(duì)光伏發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性、安全性和環(huán)保性予以保障，可以為我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新和改良提供支持，也能夠確保配電系統(tǒng)的功能得到有效

發(fā)揮。

3.2 對(duì)蓄電池的充電進(jìn)行強(qiáng)化管理

在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，化學(xué)電池能夠?qū)⒀b置產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電。在電池放電完畢后，對(duì)化學(xué)電池進(jìn)行充電，可以有效激活電池內(nèi)的活性物質(zhì)。從實(shí)質(zhì)上而言，就是將電能以化學(xué)能的形式進(jìn)行儲(chǔ)存，當(dāng)需要電能的時(shí)候，可以對(duì)化學(xué)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為電能。此外，在逆變器中添加控制器，可以有效消除負(fù)序分量。通過(guò)利用控制器，同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系能夠?qū)⒇?fù)序分量轉(zhuǎn)變成交流量，并且交流量的基波頻率能夠達(dá)到2倍。基于對(duì)控制器參數(shù)的合理設(shè)計(jì)，依據(jù)正序分量無(wú)靜差調(diào)節(jié)原理，利用兩組控制器，分別應(yīng)用于與給定電壓矢量同向的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系以及反向的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，可以使負(fù)序分量在反向同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的作用下，逐漸變成直

流量。

3.3 構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境

為了更好地解決光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)所存在的問題，應(yīng)基于光伏發(fā)電系統(tǒng)的建模，建立與之相應(yīng)的光伏發(fā)電并網(wǎng)典型案例，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)，用于積累光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究數(shù)據(jù)，以便提高并網(wǎng)后的電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。同時(shí)，仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)包含下述幾個(gè)部分：典型光伏發(fā)電系統(tǒng)、運(yùn)行方式、并網(wǎng)方式、故障場(chǎng)景等，在此基礎(chǔ)上光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)和電網(wǎng)的運(yùn)行才能真正實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

4 結(jié)論

光伏發(fā)電技術(shù)是一種新的發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)的特點(diǎn)是高效且無(wú)污染，有利于推動(dòng)發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新和改良。目前，基于光伏發(fā)電技術(shù)而產(chǎn)生的光伏發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)過(guò)程中還存在一些問題，這些問題的存在會(huì)使并網(wǎng)后的電網(wǎng)運(yùn)行效率受到影響，也會(huì)對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)的深入研發(fā)造成阻礙。針對(duì)這種現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)存在的問題予以針對(duì)性的解決，以便推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)性發(fā)展。

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