光伏發電與風力發電的并網問題研究

經秋霞

摘 要：隨著目前社會上對于電力能源需求量的不斷增加，對于電力供應及發電效率的要求也越來越高，在這種情況下解決發電問題已經成為必要的社會性任務。就目前的發電情況來看，由于光電發電與風力發電的環保性特點，已經成為越來越重要的發電形式，但在與電網并網中仍舊存在一定問題。基于此，本文主要針對光伏發電與風力發電的并網問題進行研究，以實現光伏發電與風力發電的融合，實現更好的電能供應。

關鍵詞：光伏發電;風力發電;并網

光伏發電與風力發電屬于目前常用的兩種發電方式，并且在電力工程中都發揮著重要的作用，相比于傳統發電方式也都有著明顯的優勢。在當前光伏發電與風力發電的實際應用來看，為能夠得到比較滿意的成果，需要促使光伏發電與風力發電的并網問題進行研究，從而使發電效率及有效性可以提升，更好進行電力供應，使社會上各個方面的用電需求得到滿足，因而需要相關人員注重這一方面的研究。

1 光伏發電與風力發電并網特點及發展現狀

（1）并網光伏發電的特點及現狀。所謂并網光伏發電所指的就是使太陽能光伏發電與電力系統之間實現連接，組合形成并網型發電系統，從而將無功功率及有功功率提供給電力系統，促使光能轉變成為電能，并且利用電壓器轉變成為與電網相同的電壓，確保電網系統中電能的正常有效傳送。由于在光伏發電中不必使用蓄電池，可以使資源消耗及對環境所造成的污染得以減少，并且可以實現實時供電，在實際運行中也更加具有安全性及環保性，同時操作也相對簡單，經濟效益及社會效益都比較高。但是，光伏發電受環境及技術因素影響比較大，仍需進一步進行研究。

（2）并網風力發電的特點及現狀。對于并網型風力發電，其所指的就是使風力發電系統與電網進行并網，在通過電網進行發電的基礎上，利用風能實現電力系統供電中的補充。由于風力能源屬于清潔能源，可以減少環境污染，并且可以進行循環利用，實現資源利用率的有效提升，減少對不可再生資源的消耗。然而，風力發電并網后由于風力資源特點的影響，在實際的發電中可能會存在一定的問題。比如，由于風能具有波動性的特點，風電較光伏更難以準確預測，因此會增大對電網的擾動，增加電力負荷平衡難度。

2 光伏發電與風力發電并網中存在的問題

（1）并網中產生孤島效應。就當前光伏發電與風力發電并網實際情況來看，在電網系統維修及發生故障的情況下，很容易導致孤島效應出現，這種情況下光伏發電系統及風力發電系統及其所帶的用電負荷會脫離電網，形成孤島。在主電網與部分電網斷開的情況下，對于孤島部分的供電，需要完全由光伏發電系統或者風力發電系統供給，導致用戶在用電時出現不穩定情況，還會對人們的生命安全產生威脅。在電網實際運行過程中，孤島效應的產生很容易對供電線路造成損害，對于配電系統內部的保護開關也會產生影響，對電力系統設備運行安全會產生威脅。同時，由于孤島區域內電流頻率及電壓波動性，對電力系統設備也很容易造成損壞。

（2）光伏發電與風力發電的可靠性缺乏。就目前光伏發電與風力發電的實際運行情況來看，其可靠性并不是特別理想，具體來說體現在以下三個方面的內容。首先，在電力系統的實際運行過程中，在供電發生中斷的情況下，光伏發電及風力發電也會停止工作，致使供電無法順利進行，在供電方面的可靠性比較缺乏。其次，在實際供電過程中，電力企業在對光伏發電與風力發電進行應用時，并未能夠有效進行繼電保護，在繼電保護方面很容易有誤動狀況發生。第三，在電力設備安裝過程中，電力企業所選擇的有關連接方式及安裝地點，與風力發電及光伏發電實際需求并不符合，這種情況下也會導致供電缺乏可靠性。但是，與以上三個方面相比較而言，在光伏發電及風力發電這種影響更為嚴重的因素就是不同天氣條件下的不穩定的風速及光照，這兩個方面都會導致實際發電過程中電壓發生明顯變化，對發電效率產生不利影響。

（3）并網中的效益問題。在對光伏發電及風力發電實行并網處理方面，配網中的一些老舊電力系統設備會由此轉變成為備用設備。比如，在光伏發電及風力發電的實際運行中，對于實現與配電系統相連接的有關電纜線路及配電變壓器，會由于自身的負載太小而導致輕載狀況產生，在這種情況下這些配電設備也就成為備用設備，有些成為閑置設備，這種情況下配網的實際運行成本會有所增加，導致電網整體效益受到不利影響，致使電力企業所得到的市場效益降低，也會影響到其社會效益，不利于電力企業的發展[2-3]。

3 光伏發電與電力發電中并網問題的解決途徑及策略

針對上述光伏發電與風力發電并網中存在的問題，需要電力工作人員探索解決這些問題的有效途徑及方式，以實現更理想的并網，主要就是需要從以下幾點入手。

（1）加強孤島效應的檢測。在目前的光伏發電及風力發電的并網過程中，由于逆變器負載所產生的影響，在實際并網時可能會有斷電發生時電壓頻率反向輸出的狀況出現，在這種情況下，逆變器運行過程中的輸出功率會有很大誤差，會有孤島效應產生。基于這種情況，電力企業需要將逆變器輸出功率作為基礎，通過檢測設備的利用對頻率偏移情況進行檢測，對于得到的檢測結果需要向值班人員及時發送，以便及時進行有效處理。同時，在電網系統的實際運行過程中，需要將并網中逆變器所具備的作用充分發揮出來，從而使公共電網與并網系統在輸出電流頻率方面保證一致性。但是，在實際運行中需要注意的一點就是在有比較大的相位差出現時，需要及時檢測兩者之間存在的差距，對于電流電壓變化情況需要及時充分掌握，對并網系統中孤島效應的存在狀況進行分析，對于這種檢測方式而言，其優點就是操作比較簡單，并且可以對存在的各種問題更直觀地進行了解，有利于并網中孤島效應問題的有效解決，使光伏發電與風力發電并網更好實現。此外，在孤島效應的檢測方面，應當進一步研究相關的檢測方式及方法，探索更加科學合理的現代化檢測方式，通過對科學合理的檢測方式進行應用，及時發現孤島效應，也就可以對孤島效應的發生及時進行處理，減少孤島效應所產生的影響，為光伏發電與風力發電并網的更好實現提供更理想的支持及依據，確保并網系統的更合理運行。

（2）進一步完善光伏發電及風力發電系統。在光伏發電系統及風力發電系統并網后，電力系統運行特點發生改變，在實際運行過程中很容易導致一些問題的產生，并且這些問題中的大多數都是電氣量方面存在故障。然而，由于光伏發電系統及風力發電系統自身存在比較明顯的不可控性及不確定性，導致這些故障的復雜程度增加，并且也更加具有多變性，這對電網運行產生一定的不良影響，而導致電力系統的穩定運行受到影響。針對這種情況，電力企業應當與電網實際運行情況相結合，對于有關的并網系統保護方式進行深入研究，并且需要利用現代科學技術進一步完善光伏發電系統及電力發電系統。應當注意風力發電項目需要設置在具有豐富的風力資源的相關區域，但是這些區域通常與電負荷中心之間的距離比較遠，需要建設比較長的輸電線路，并且通道斷面會對其產生影響及限制，因而需要對整體的電力系統進行重新科學合理規劃，從而使風力發電并網中的次同步振蕩情況可以減少，有效防止損壞風力發電機組設備，確保整體電力系統運行的穩定性及有效性，使風力發電系統的并網可以更好實現。而對于光伏發電系統，需要建設在比較空曠的區域，以保證充足的光照，使整個系統可以獲得充足的光照資源，實現更理想的光伏發電，進而實現更有效的并網。

（3）新型配電系統的研究。在目前光伏發電與風力發電的并網過程中，需要以光伏發電與風力發電并網后的實際運行特點為基礎，對更加有效的新型配電系統實行探究。在實際研究過程中，不但需要研究配電系統理論，對于優化的光伏發電電源及風力發電電源具體位置，同樣需要進行考察，對于接入位置、容量比較以及并網方式進行深入研究，對于并網系統需要盡可能減少對電壓波動及諧波所產生的影響。在今后的發展規劃過程中，對于電網合理運行中的主要影響因素需要充分考慮，應當以客觀角度開展評價，確保光伏發電及風力發電并網之后的系統具有較強的安全性，促使經濟與環保之間可以實現有效統一，在此基礎上保證并網可以得到滿意的效果[3-4]。

4 結語

在當前的電力企業進行電力供應方面，實現光伏發電與風力發電的并網應成為必然的要求，同時也是必然的發展趨勢，在提升發電效率方面有著重要的價值及意義，也就需要有效實現光伏發電與風力發電并網。作為電力行業的相關人員，對于風力發電與光伏發電需要加強認知，清楚認識兩者在并網方面存在的問題，并且針對這些問題采取有效方式及措施將問題解決，確保光伏發電與風力發電并網的更好實現，實現并網系統的有效運行，在此基礎上實現更加有效的電力供應。

參考文獻：

[1]張小雷.風力發電和光伏發電并網問題研究[J].中國設備工程，2021（01）：206-208.

[2]譚志杰.風力發電和光伏發電并網問題分析[J].通信電源技術，2020，37（09）：271-273.

[3]王可舜.關于風力發電與光伏發電并網問題的探討[J].自動化應用，2016（05）：75-76.

[4]苗蒙.風力發電和光伏發電并網問題的探究[J].東北電力技術，2016，37（03）：45-47.