關于光伏并網發(fā)電系統(tǒng)對電網的影響分析

郭步陽++秦琛

摘 要：隨著科學技術的不斷發(fā)展，為我國電力事業(yè)提供了更加廣闊的發(fā)展空間。在此社會背景下，光伏發(fā)電系統(tǒng)應運而生，并在實踐應用、運行過程中取得了較為顯著的成效。該系統(tǒng)主要是由控制器、逆變器以及光伏陣列共同構成，具有污染小、投資少等優(yōu)勢，近年來受到了相關部門的廣泛青睞。文章主要對光伏并網發(fā)電系統(tǒng)對電網的影響進行了分析。

關鍵詞：光伏并網；發(fā)電系統(tǒng)；電網；繼電器

前言：目前，我國的城市化進程正在不斷深入，社會對于能源的需求量大幅度增加，但近年來，我國的不可再生性能源卻出現了儲備量不足的問題，加之石化能源在應用過程中，會產生大量的毒害氣體，導致溫室效應等問題，在此社會環(huán)境下，開發(fā)和推廣新能源勢在必行。

1光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的原理及特點

根據發(fā)電方式不同，一般可將該系統(tǒng)劃分成兩種類型，即集中式和分布式發(fā)電系統(tǒng)。前者又可稱為“光伏并網電站系統(tǒng)”，其在實踐應用過程中，可將太陽能轉化成電能，之后再輸送到電網當中，以此實現電力供給。該方式的優(yōu)勢在于省略了中間環(huán)節(jié)，故供電效率更高，但需注意的是，其無法充分的發(fā)揮太陽能分布廣泛的特點。后者又可稱為“戶用型光伏發(fā)電并網系統(tǒng)”，即將發(fā)電系系統(tǒng)和建筑物進行緊密結合，從而形成一個穩(wěn)定的發(fā)電體系。

1.1系統(tǒng)原理分析

該系統(tǒng)在發(fā)電的過程簡單來說就是將太陽能轉化成電能的過程，需通過光生伏打效應來實現，該效應便是系統(tǒng)應用的主要原理。正常情況下，光伏并網發(fā)電系統(tǒng)中包括超級電容適配器、光伏電池板、充電器、蓄電池組、主開關以及逆變器等等多種設備。其中光伏電池板應與充電器進行連接，充電器要具備MPPT功能，從而保證蓄電池順利充電。另外，蓄電池組一面應與超級電容適配器相連接，實現電容的優(yōu)化控制，另一面要與逆變器進行連接，以此保證電源可順利的進入到電網之中。主開關具有控制逆變器的作用，并與交流負載和電網相連接。上述便是光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的工作原理，只有通過上述步驟，才能保證系統(tǒng)各部分功能的正常發(fā)揮[1]。

1.2系統(tǒng)特點分析

1.2.1集中式系統(tǒng)特點

該系統(tǒng)主要以優(yōu)化控制電壓為主要目的，運行過程中，一旦發(fā)現電網頻率出現波動等方面的問題，便可在第一時間進行調節(jié)，并保證了有效性和實時性。但需注意的是，該類系統(tǒng)較容易受到干擾問題的影響，如傳輸的距離較長，勢必會造成功率損失等問題；系統(tǒng)的接入電壓一般為10KV，屬于高壓類，可接收到更高層次的電壓；為提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，需加強是對系統(tǒng)的保護，一般可結合實際情況采用大量的二次設備。

1.2.2分布式系統(tǒng)特點

該系統(tǒng)方式下，可省略中間多余的電能傳輸環(huán)節(jié)，發(fā)電完成之后，便可直接分配給相應的用戶，若電力能源相對較多，還可實現優(yōu)化配置，大幅度提升了能源的應用效率，避免了浪費問題；該系統(tǒng)的電壓等級與集中式系統(tǒng)存在較大差別，屬于低壓類，一般為0.4KV；可與其他類型的新能源共同應用，增強了電網的規(guī)模強度，并為其提供了更加廣闊的發(fā)展空間，對于我國電網的可持續(xù)發(fā)展起到了良好的促進作用。

2光伏并網發(fā)電系統(tǒng)對于電網的影響

2.1影響繼電保護

光伏并網發(fā)電系統(tǒng)在正常運行的過程中，由于其一般是處在電能傳輸的的最末端，故相應的電壓等級也會比較低，加之目前大多數都是放射型的配電網絡，因此在實際應用過程中，很少會產生轉移電流，而這一點也恰恰導致電網中的繼電器失去了方向敏感性。隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步，很多分布式的發(fā)電系統(tǒng)得到了較為廣泛的應用，使的配電線路具有了雙向流動的特征，也為后期操作提供了便利。從電力系統(tǒng)當前的發(fā)展現狀來看，并不會因為增加了分布式發(fā)電系統(tǒng)而對繼電保護體系進行大幅度改動，若無法與原有的繼電保護相適應或協(xié)調配合，一旦其他的并聯分支出現故障問題時，光伏并網發(fā)電系統(tǒng)分支上的繼電器就會出現誤動情況，而該問題的出現也將會導致故障分支失去主電源。除了上述提到的不良影響外，光伏并網發(fā)電系統(tǒng)功率輸入電網時，通常還會導致原有繼電保護區(qū)域縮小，從而對裝置的正常穩(wěn)定運行產生不利影響[2]。

2.2影響供電可靠性

光伏并網發(fā)電系統(tǒng)運行過程中，會對網絡最末端的配電系統(tǒng)造成嚴重影響，并阻礙其運行的穩(wěn)定性和可靠性。例如，若系統(tǒng)所處的交流電出現停電問題，且同時遇到光照強度較低的情況，便會導致電能輸送不及時、不達標等問題，無法滿足實際的電能需求。除上述影響外，安裝位置、配置容量以及電網的連接方式等均會對光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的安全、可靠運行產生較為直接的影響。

2.3對配電系統(tǒng)實時監(jiān)控、調節(jié)的影響

相對于主網絡，配電網的信息采集、能源調度已及開關操作等均比較簡單，可由相關的供電部門進行統(tǒng)一管理和執(zhí)行。光伏并網發(fā)電系統(tǒng)接入后，卻大幅度增加了這一流程的復雜程度。為實現高效的調度、控制和監(jiān)視，就要增加調度和監(jiān)控所需的信息量，同時還應以光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)程為基礎，重新對調度和監(jiān)控的責任部門和管理職責進行劃分，并保證其合理性和科學性。

2.4影響電能計量

光伏發(fā)電在正式并網之前，電網中電能的流向一般以單一方向為主。在并網之后，個別配電區(qū)域內的電能開始出現雙向情況，進而所導致原有的電能計量模式無法滿足現階段實際的發(fā)展需求，為此，需結合實際情況和運行方式，將單項計量模式轉變成雙向計量，以此適應電能發(fā)展的實際需求。

另外，由于光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電成本較高，故在實際應用過程中，要求電能計量可完整的反映出電價差別，這一點對于電網的可持續(xù)發(fā)展至關重要，故應提升重視程度[3]。

2.5影響電網運行的經濟性

作為常規(guī)性的能源補充，光伏發(fā)電充分運用了太陽能這種取之不盡、用之不竭的清潔能源，不管是從近期看還是從長遠角度考慮，其對于能源策略的實施和環(huán)境的保護均具有著重大的現實意義。

從環(huán)境保護角度看，光伏并網發(fā)電系統(tǒng)主要是運用了太陽能，具有顯著的季節(jié)性特征，不會對人類生存和發(fā)展的環(huán)境造成影響和威脅，且可節(jié)約大量的環(huán)保開銷。

從太陽能使用的方便性和廣泛性考慮，該能源無處不在，方便運用，并可充分滿足信號電源、通信等諸多特殊需求，應用領域較為廣泛，且會產生十分可觀的經濟效益。

總結：

綜上所述，光伏并網發(fā)電系統(tǒng)具有著傳統(tǒng)系統(tǒng)并不具備的優(yōu)勢和特點，其主要是運用太陽能這種可在性能源實現發(fā)電。該系統(tǒng)在實踐應用過程中難免會產生一些問題，通常體現為對電網各方面的消極影響，但其對于電網的積極影響同樣不可忽視，應在今后應用中改善其不利影響，并充分發(fā)揮積極作用，為電力事業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展提供保障。

參考文獻：

[1]張亮.光伏并網發(fā)電系統(tǒng)對電網的影響研究[J].科技創(chuàng)新導報，2015，1231：9-10+34.

[2]鄧紫毅.光伏并網發(fā)電系統(tǒng)對電網的影響研究綜述[J].科技創(chuàng)新與應用，2014，23：186.

[3]余銳，巢紅暄.光伏并網發(fā)電系統(tǒng)對電網的影響研究[J].通訊世界，2016，24：85-86.endprint