淺析光伏發(fā)電并網(wǎng)產(chǎn)生的影響及解決方案

摘 ? ?要：結(jié)合光伏發(fā)電并網(wǎng)后對電網(wǎng)運(yùn)行中產(chǎn)生的幾個不利影響，包括電網(wǎng)運(yùn)行控制、電能質(zhì)量、孤島效應(yīng)等問題，提出具體的解決方案，從而提高光伏發(fā)電并網(wǎng)在電網(wǎng)運(yùn)行過程中的效率。

關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng); 電網(wǎng)工程; 孤島效應(yīng);

0 引言

我國的能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾使得能源問題變得越來越緊張，光伏發(fā)電能夠一定程度上緩解這些能源壓力。目前先進(jìn)的分布式光伏發(fā)電技術(shù)，從而可以滿足人們在日常生活、工作之中的用電量，確保人們更好的從事各種活動。

1 光伏電源

光伏電源是通過使用可再生的太陽能進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，使用太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的一個裝置。光伏電源依托的是太陽能的光生福特顯影，運(yùn)用太陽能所發(fā)出的熱量，運(yùn)用太陽能在電池板的作用之下，產(chǎn)生電能。光伏電源裝置主要是由三部分構(gòu)成的，這三部分分別是控制器、太陽能電池板、逆變器。光伏電源裝置是在這三部分的共同作用之下進(jìn)行電能的儲存以及轉(zhuǎn)換。光伏電源的使用具有很多好處，其使用不僅可以降低對于環(huán)境的危害，還可以取得更好的用電效果。

2 光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響

光伏發(fā)電作為新興發(fā)電形式，在并入電網(wǎng)過程中還是對電網(wǎng)運(yùn)行存在一定影響，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

對電網(wǎng)運(yùn)行控制有一定影響。光伏發(fā)電系統(tǒng)有集中式并網(wǎng)和分散式并網(wǎng)方式，集中式并網(wǎng)就是指將光伏發(fā)電所產(chǎn)生的電能直接輸送到電網(wǎng)，供電網(wǎng)調(diào)度使用，這種并網(wǎng)方式主要適應(yīng)于大型光伏電站并網(wǎng)，如大面積的公路光伏發(fā)電裝置就是運(yùn)用這種方式并網(wǎng);分散式并網(wǎng)是指所發(fā)出的電能不直接供往電網(wǎng)，產(chǎn)生的電能存在某一負(fù)載中，電網(wǎng)需要的時候再調(diào)度使用，通常用于城區(qū)內(nèi)、特別是于建筑結(jié)合的光伏系統(tǒng)，比如裝置于屋頂上的光伏發(fā)電裝置。再者光伏發(fā)電主要是利用太陽光進(jìn)行發(fā)電，因而受天氣影響較大，發(fā)電量存在不穩(wěn)定性。光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)形式的不同和發(fā)電量的不穩(wěn)定造成光伏發(fā)電裝置所發(fā)的電量并入電網(wǎng)后電網(wǎng)中電源點(diǎn)數(shù)的增加，并且這些點(diǎn)數(shù)的分布和數(shù)量沒有任何規(guī)律可循，所以對電源的控制和電網(wǎng)的運(yùn)行都增加了一定的難度。

對電網(wǎng)運(yùn)行統(tǒng)一性產(chǎn)生一定影響。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)發(fā)電形式不一樣且發(fā)電所采用的能源不一樣，所以發(fā)電停電的時間不能統(tǒng)一。在傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)進(jìn)行發(fā)電時光伏發(fā)電可能因?yàn)樘鞖庠驔]有進(jìn)行發(fā)電，也可能在傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)因?yàn)槟撤N原因停電時光伏發(fā)電正在發(fā)電，因而兩者不具備統(tǒng)一性。如果在傳統(tǒng)行業(yè)停電時而光伏發(fā)電系統(tǒng)正在發(fā)電供向電網(wǎng)，那么就會產(chǎn)生“孤島效應(yīng)”影響，即成為孤立電源對周圍電網(wǎng)進(jìn)行供電，一旦電網(wǎng)來電會產(chǎn)生較大的沖擊電流，對電力設(shè)備設(shè)施造成損害和給可能正在維修電網(wǎng)的維修人員造成身體傷害或者生命傷害。

對電網(wǎng)成本運(yùn)營的影響。光伏發(fā)電裝置接收太陽能產(chǎn)生電能后由逆變器接入國家電網(wǎng)，電網(wǎng)系統(tǒng)必須增加容納電量的容器和轉(zhuǎn)換電能的容器以便接納使用光伏電能，從這一方面說，光伏發(fā)電增加了電網(wǎng)的設(shè)備耗能，加大了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性。另外光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)也加大了電網(wǎng)的工作量，需要投入大量的技術(shù)人員去操作并網(wǎng)，這也增加了電網(wǎng)的運(yùn)行成本。

對電壓和電能質(zhì)量的影響。在光伏發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能沒接入電網(wǎng)前，電網(wǎng)的電流形式單一且電流平穩(wěn)易于掌控。而當(dāng)光伏發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能接入電網(wǎng)后使得電網(wǎng)的電流形式多樣化，并且光伏發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能本身會受天氣等的影響造成發(fā)電量不穩(wěn)定，這種影響會延續(xù)到并入電網(wǎng)后，對電網(wǎng)的電流產(chǎn)生影響，導(dǎo)致電網(wǎng)的電流不穩(wěn)定且變得不易掌控。大型光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量高、對電網(wǎng)影響大，然而如果大型光伏發(fā)電系統(tǒng)受天氣影響勢必會造成電壓的波動。另外，由于光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電為直流電，在經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)變進(jìn)入電網(wǎng)時肯定會產(chǎn)生諧波，對電網(wǎng)造成影響。

對運(yùn)行調(diào)度的影響。當(dāng)前光伏發(fā)電技術(shù)還不成熟，自動化功能還不完善，且光伏發(fā)電裝置的發(fā)電功率直接受天氣變化影響，所產(chǎn)生的電能是不可預(yù)測的，所以光伏發(fā)電裝置所產(chǎn)生的電能的可調(diào)度性也是不可控制的。在原有的調(diào)度下，電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)的變化可能導(dǎo)致電網(wǎng)的可用電量減少，從而導(dǎo)致電網(wǎng)對電量的控制度及調(diào)動難度加大。因此當(dāng)在電力系統(tǒng)中光伏發(fā)電裝置所產(chǎn)生的電能較多時，電網(wǎng)應(yīng)采取積極的措施應(yīng)對電量調(diào)度問題。

對電網(wǎng)后期發(fā)展的影響。隨著光伏發(fā)電的發(fā)展越來越成熟，建設(shè)面積越來越大，其負(fù)載及反送功率也會呈現(xiàn)一定的變化，進(jìn)而使得原有的電網(wǎng)難以滿足需求，需根據(jù)實(shí)際情況重新進(jìn)行規(guī)劃，重新審視調(diào)度電網(wǎng)的運(yùn)行方式，這在一定程度上增加了電網(wǎng)的資金投入，增加了相關(guān)人員的日常工作量，加大了運(yùn)營成本。

3 解決光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)影響的方案

對于以上光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后對電網(wǎng)系統(tǒng)的影響，應(yīng)提高光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，穩(wěn)定光伏發(fā)電裝置發(fā)電量，控制光伏發(fā)電電能并網(wǎng)后的電流穩(wěn)定性，盡可能的降低光伏發(fā)電對電網(wǎng)的影響，使之對電網(wǎng)產(chǎn)生有益的影響，消除安全隱患，真正為我們所用。

首先對光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)之前要制定完善的政策和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范其運(yùn)行，將對并網(wǎng)之后的影響降到最低;其次，對接入電網(wǎng)的光伏發(fā)電站必須要求配備“孤島效應(yīng)”檢測技術(shù)裝備，防止“孤島”現(xiàn)象發(fā)生，保護(hù)電網(wǎng)電流的穩(wěn)定性和工作人員的安全。孤島檢測技術(shù)有主動式檢測和被動式檢測兩種方式，主動式檢測是指主動制造擾動，當(dāng)發(fā)生故障時擾動快速增加并被檢測出來，而被動式檢測技術(shù)是指只在產(chǎn)生故障時檢測波動。

另外隨著信息化技術(shù)的發(fā)展能對電網(wǎng)進(jìn)行整體監(jiān)測并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對并入電網(wǎng)的光伏發(fā)電信息重點(diǎn)檢測，充分掌握其變化，以便及時發(fā)現(xiàn)問題解決問題。

4 結(jié)語

太陽能發(fā)電是傳統(tǒng)發(fā)電的有益補(bǔ)充，鑒于太陽能發(fā)電對環(huán)保與經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要意義，各個國家都在全力推動太陽能發(fā)電工作，光伏發(fā)電裝置因?yàn)閷Νh(huán)境要求低、易于操作、便于維護(hù)、發(fā)電量高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用，從長遠(yuǎn)來看可能在我國電力發(fā)展中占據(jù)主導(dǎo)地位。

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作者信息：楊婷婷，國網(wǎng)福建省電力有限公司安溪縣供電公司，工程師