光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后的系統(tǒng)問題探究

【摘要】光伏發(fā)電是一種分布式節(jié)約型供電模式，現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展中，智能電網(wǎng)得以廣泛應(yīng)用，而光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)系統(tǒng)后，會出現(xiàn)諸多的問題，因此相關(guān)人員有必要在認(rèn)真分析問題的基礎(chǔ)上，采取有效對策，增大系統(tǒng)安全系數(shù)。文章重點就光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后存在的系統(tǒng)問題進行了探究。

【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電;智能配電網(wǎng);系統(tǒng)問題

【中圖分類號】TM732

【文獻標(biāo)識碼】A

1、引言

光伏電源具有經(jīng)濟環(huán)保、發(fā)電靈活等優(yōu)點，且可以利用地區(qū)豐富的太陽能資源產(chǎn)生經(jīng)濟效益，符合國家能源發(fā)展戰(zhàn)略和精準(zhǔn)扶貧政策，發(fā)展前景廣闊。光伏電源通常接入中低壓配電網(wǎng)，其接入使得配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)從單一的輻射型網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣?荷共存的網(wǎng)絡(luò)，電網(wǎng)的潮流和電壓分布等特征變得更為復(fù)雜。尤其對于配網(wǎng)薄弱、負(fù)荷多變的扶貧地區(qū)，更容易引起電壓偏差。增加了配電網(wǎng)安全運行的風(fēng)險，也會出現(xiàn)由于光伏無法有效消納而產(chǎn)生的棄光現(xiàn)象。

2、光伏發(fā)電現(xiàn)狀

如今，我國在光伏發(fā)電領(lǐng)域取得了驕人的成就，這與我國的國情密不可分。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的完善，人們對能源的需求也發(fā)生了改變，電力系統(tǒng)也需要面對較大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的煤炭和石油等能源矛盾日益顯現(xiàn)。對此，相關(guān)部門需積極研究新能源，替代傳統(tǒng)能源，以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和群眾社會生活的基本要求。我國土地面積較大，光照資源十分豐富，光照資源分布合理，因此，光伏發(fā)電接入電網(wǎng)成為了當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。20世紀(jì)70年代，光伏發(fā)電進入國人視野，在發(fā)展的過程中得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)一方面滿足了社會對電力的需求，另一方面也符合節(jié)能環(huán)保的要求。將光伏發(fā)電接入到智能配電網(wǎng)，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展的必經(jīng)之路，其不僅可以緩解我國的能源危機，而且也可控制環(huán)境污染問題。

3、光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后的系統(tǒng)問題

3.1 系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定

光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)中會增加配電網(wǎng)的壓力，降低智能配電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性，相較于其他電能資源而言，光伏發(fā)電本身具有間歇性的特點，這一特點使得光伏發(fā)電嚴(yán)重不穩(wěn)定，這一情況給電源輸入質(zhì)量和系統(tǒng)電壓控制造成的影響非常大，光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)之后，配電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性就會受到影響，嚴(yán)重的甚至還會對電源輸送的質(zhì)量造成的影響。光伏發(fā)電時會受到光照、天氣等因素的影響，使得供電出現(xiàn)短路、斷續(xù)等情況，當(dāng)光伏發(fā)電電壓高于配電網(wǎng)電壓時，電網(wǎng)系統(tǒng)就會出現(xiàn)中止工作的問題。

3.2 改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和潮流

智能配電網(wǎng)中并入光伏發(fā)電后，系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)荷量會發(fā)生十分顯著的變化，同時也會出現(xiàn)電流分布不均的情況。再者，并網(wǎng)后，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較為明顯的變化，進而降低供電質(zhì)量，阻礙人們的生活日常，并在一定程度上影響電力產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步前行。另外，系統(tǒng)運行中會出現(xiàn)電流不規(guī)則交替和轉(zhuǎn)化等問題，從而削弱供電系統(tǒng)變化的靈活性，不利于系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。現(xiàn)階段，研究人員采取多種方式積極研究開發(fā)更為穩(wěn)定和安全的電網(wǎng)系統(tǒng)，以期高度發(fā)揮潮流的作用和價值，創(chuàng)建完善且全面的配電潮流系統(tǒng)，以系統(tǒng)潮流保障電力輸送。

3.3 孤島效應(yīng)

孤島效應(yīng)往往多發(fā)生于光伏電源與公共網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)之后。在電網(wǎng)的運行當(dāng)中，如果公共電網(wǎng)中出現(xiàn)故障，那么公共電網(wǎng)就不能為人們提供正常的供電，但是在這一過程當(dāng)中，光伏電源還在正常的進行供電。如果在出現(xiàn)故障的時候，不能進行及時的維修與檢修，光伏發(fā)電還在正在進行，就會使得很多處于孤島地區(qū)的人們不能得到及時的電能供應(yīng)，從而形成了孤島效應(yīng)。與此同時，如果維修人員直接進行故障的檢查與維修，很容易發(fā)生安全事故，如果維修不及時，則會造成供電的不充足，影響人們的正常生活與工作。

4、光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后的系統(tǒng)問題解決措施

4.1 加強電能質(zhì)量監(jiān)控穩(wěn)定電壓

將光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)之后，需要對智能配電網(wǎng)進行嚴(yán)格的監(jiān)控，減少配電網(wǎng)運行中出現(xiàn)的質(zhì)量問題。在對智能電網(wǎng)進行監(jiān)控時，要根據(jù)智能配電網(wǎng)的實際運行情況，降低光伏發(fā)電電源開關(guān)的次數(shù)，接入光伏發(fā)電裝置時，需要采用逆變器的方式接入，采用分布式的電源，降低光伏發(fā)電的輸出功率，以保障智能配電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，保證配電網(wǎng)的電壓始終在規(guī)定的范圍之內(nèi)，以滿足人們對電能資源的需求。在對電壓進行控制時，可以采用逆變器對電壓進行有效的控制，改變傳統(tǒng)的光伏發(fā)電接入方式，采用電壓源接入的方式，這種接入方式可以對配電網(wǎng)的電壓輸出功率進行實時調(diào)整，對配電網(wǎng)的運行情況進行有效的控制，避免光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)之后出現(xiàn)電壓限制的問題。在對電網(wǎng)運行質(zhì)量進行監(jiān)控時，要對電壓進行合理的控制，保障光伏發(fā)電的作用能得到充分的發(fā)揮。

4.2 重視故障評估處理

配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性評估結(jié)果與諸多因素均有著十分緊密的聯(lián)系。如并入方式、接入地點和電源的運行特點等。光伏發(fā)電或其他分布式電源接入到配電網(wǎng)后，能夠增強系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。但是若將光伏發(fā)電或其他分布式電源并入配電網(wǎng)，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性也會隨之下降。所以，并入時務(wù)必認(rèn)真分析和評估光伏發(fā)電運行的主要特點，同時綜合探究運行特點對電網(wǎng)運行質(zhì)量的影響，研究最佳接入方式、最佳接入點、系統(tǒng)運行中可能出現(xiàn)的問題以及問題的對策，設(shè)計評估和處理方案，在評估的過程中要將當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件及系統(tǒng)的建設(shè)成本納入到評估指標(biāo)中。

4.3 改善孤島效應(yīng)

改善孤島效應(yīng)的方法可以通過檢修手段對孤島效應(yīng)進行檢測。當(dāng)電網(wǎng)在斷電之后，可以使用被動式檢測法對逆變器的相關(guān)參數(shù)進行檢測，從而找到存在的問題，如果在輸出功率以及負(fù)載功率之間有較大的差距，那么就存在孤島效應(yīng)。相關(guān)人員也可以采取主動式檢測或者是主動式與被動式檢測相結(jié)合的手段，找到其存在的問題。解決孤島效應(yīng)需要相關(guān)人員對常見的問題進行反復(fù)的研究，找到其問題存在的共性，從而可以有效預(yù)防問題的產(chǎn)生，減少孤島效應(yīng)的發(fā)生。

4.4 深入研究微網(wǎng)變化

近年來，微網(wǎng)管理技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，微網(wǎng)能夠有效管理配電系統(tǒng)內(nèi)部中小容量分布式電源，而且電源接入電網(wǎng)后也會影響微網(wǎng)的運行狀態(tài)。目前，我國智能配電網(wǎng)發(fā)展水平顯著提高，分布式電源在配電網(wǎng)中合并使用，已成為重要的發(fā)展趨勢。微網(wǎng)設(shè)計需充分滿足該技術(shù)的整體發(fā)展趨勢，改進配電網(wǎng)系統(tǒng)管理的整體質(zhì)量。在研究的過程中，還需全面考量微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、電源的容量、負(fù)荷分布以及電源接入的基本方法，分析分布式電源接入智能配電網(wǎng)后，微網(wǎng)可能發(fā)生的變化，以此為基礎(chǔ)完成微網(wǎng)建模。與此同時，仔細(xì)研究不同類型的擾動問題。在不同的接觸和控制方法下，研究微網(wǎng)的動態(tài)特點。

結(jié)語：

綜上所述，通過該文可以知道要想解決光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)對輸出功能、電壓等出現(xiàn)的問題，就要對電能進行優(yōu)化調(diào)度，提高系統(tǒng)運行的協(xié)調(diào)性，以保障智能配電網(wǎng)正常供電不會受到影響。另外，還要預(yù)測智能電網(wǎng)的輸出功率，優(yōu)化智能電網(wǎng)內(nèi)部電流輸出分布的合理性，以保證供電的效率能達到預(yù)期的目標(biāo)。

參考文獻：

[1]錢越.智能配電網(wǎng)動態(tài)特性優(yōu)化控制研究[D].華中科技大學(xué)，2018.

作者簡介：

朱興（1969-3）、男、漢、江蘇啟東、中級工程師、本科、研究方向：建筑管理。