光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響與對(duì)策①

孫永勝

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展建設(shè)，能源問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)峻。因此，通過(guò)利用光伏發(fā)電可以優(yōu)化我國(guó)電力能源結(jié)構(gòu)。特別是利用分布式光伏發(fā)電技術(shù)，可以增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，為社會(huì)日常生產(chǎn)生活提供充足而穩(wěn)定的電力能源。本文對(duì)光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響與對(duì)策進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電;電網(wǎng)運(yùn)行;孤島效應(yīng);解決措施

1 光伏電源

1.1 光伏電源簡(jiǎn)介

光伏電源主要是通過(guò)利用太陽(yáng)能電池將可再生的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能， 光伏發(fā)電原理是利用太陽(yáng)能的光生伏特效應(yīng)，在太陽(yáng)能電池板的作用下， 將太陽(yáng)所發(fā)出的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。光伏電源是由太陽(yáng)能電池板、控制器以及逆變器三部分組成，在這三部分共同工作下，使得太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為電力用戶提供充足的清潔能源。通過(guò)大規(guī)模使用光伏電源，可以提高清潔能源在電力能源中的比重，大大降低傳統(tǒng)能源對(duì)于環(huán)境的影響，有利于環(huán)境保護(hù)和電力能源可持續(xù)發(fā)展。另一方面，對(duì)于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們來(lái)說(shuō)，通過(guò)利用光伏電源可以為人們提供充足的電能，光伏電源裝置的使用靈活性較高，可以在多地區(qū)進(jìn)行單獨(dú)使用，另外也可以配合電網(wǎng)或電力儲(chǔ)能裝置來(lái)進(jìn)行使用，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，可以滿足大部分地區(qū)的電能需求。但是光伏電源在使用過(guò)程中會(huì)受到環(huán)境因素的影響，光輻照強(qiáng)度、氣溫等都有可能導(dǎo)致光伏電源的使用效率下降。

1.2 光伏電源并網(wǎng)的具體要求

隨著我國(guó)目前電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)于光伏電源的全面應(yīng)用，為降低光伏電源并網(wǎng)對(duì)于電網(wǎng)正常運(yùn)行的影響，國(guó)家對(duì)于光伏電源并網(wǎng)工作提出了具體要求：第一，在使用電網(wǎng)發(fā)電過(guò)程中，可以通過(guò)并網(wǎng)發(fā)電來(lái)降低相應(yīng)的影響。第二，在光伏電源運(yùn)行過(guò)程中，為配合電網(wǎng)的承載能力，要嚴(yán)格控制光伏電源的裝機(jī)容量。第三，在光伏電源的并網(wǎng)過(guò)程中，要求使用電壓要在8kV以下。相關(guān)的能源監(jiān)督部門不斷加強(qiáng)對(duì)于光伏電源并網(wǎng)工作的管理力度，提升光伏電源的應(yīng)用效果，為人們輸送安全可靠的電力資源。

2 光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響

2.1 影響電網(wǎng)運(yùn)行的控制效果

通過(guò)使用光伏電源，大大降低了傳統(tǒng)能源對(duì)于環(huán)境的不利影響，為人們提供了安全可靠的電力資源，但隨著其規(guī)模越來(lái)越大，也相應(yīng)給電網(wǎng)帶來(lái)了不利影響。如果電網(wǎng)的供電環(huán)境較差，大規(guī)模的光伏發(fā)電并網(wǎng)會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)潮流改變，電網(wǎng)設(shè)備過(guò)載，使電網(wǎng)的供電無(wú)法正常進(jìn)行。由于大規(guī)模的光伏發(fā)電并網(wǎng)，導(dǎo)致工作人員無(wú)法對(duì)電網(wǎng)功率以及供電的負(fù)荷有一個(gè)準(zhǔn)確的判斷，再加上太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化電能過(guò)程不穩(wěn)定，會(huì)嚴(yán)重影響電網(wǎng)的正常供電工作。因此對(duì)于這種情況，電網(wǎng)調(diào)度人員不能再通過(guò)光伏發(fā)電并網(wǎng)來(lái)進(jìn)行供電，需使用傳統(tǒng)電源重新調(diào)度電能。同時(shí)，光伏電源的大規(guī)模接入， 也將導(dǎo)致電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻壓力較大，也會(huì)影響電能的正常調(diào)度。如果相應(yīng)的工作人員不能夠有效把控光伏電源的正常工作會(huì)導(dǎo)致整個(gè)區(qū)域的電力系統(tǒng)受到影響，相應(yīng)的電能控制效果較差，容易引發(fā)電網(wǎng)運(yùn)行的安全事故。

2.2 影響電能的質(zhì)量

在進(jìn)行光伏電源并網(wǎng)工程后，相應(yīng)的發(fā)電工作需要在高頻調(diào)制下進(jìn)行，并且通過(guò)使用逆變器來(lái)進(jìn)行正常工作，但是在這樣的運(yùn)行情況下，會(huì)容易出現(xiàn)影響電能質(zhì)量的諧波，特別是如果諧波被放大后，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電能的質(zhì)量較差，電網(wǎng)調(diào)度人員無(wú)法準(zhǔn)確把控供電系統(tǒng)的輸出功率，整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)供電系統(tǒng)的安全事故。而且對(duì)于我國(guó)傳統(tǒng)的電網(wǎng)供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其供電模式都是屬于單一電源的開式網(wǎng)絡(luò)，加入光伏電源之后，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)的供電電壓出現(xiàn)變化，使原本“首端高于末端”的電壓特點(diǎn)變?yōu)椤澳┒烁哂谑锥恕被螂妷弘S光伏并網(wǎng)點(diǎn)變化的特點(diǎn)， 不利于電壓調(diào)整。因此需要加強(qiáng)對(duì)于光伏電源并網(wǎng)的管理工作，特別是對(duì)于供電過(guò)程中諧波、電壓、無(wú)功消耗的監(jiān)督管理，保障電能質(zhì)量。

2.3 孤島效應(yīng)

在光伏電源與并網(wǎng)后，很容易發(fā)生相應(yīng)的孤島效應(yīng)，其中如果公共電網(wǎng)出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)切除故障點(diǎn)后，而光伏電源依然正常工作的時(shí)候， 就會(huì)導(dǎo)致孤島效應(yīng)。一方面，如果在電網(wǎng)事故處理時(shí)未發(fā)現(xiàn)孤島內(nèi)電網(wǎng)小網(wǎng)運(yùn)行，有可能導(dǎo)致非同期并網(wǎng)，造成電網(wǎng)震蕩，危及電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。另一方面，如果出現(xiàn)相應(yīng)的孤島效應(yīng)，電力維修人員在進(jìn)行電網(wǎng)故障檢查過(guò)程中，很容易發(fā)生安全事故，而且如果不能夠及時(shí)維修會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的供電工作受到嚴(yán)重影響，使電力系統(tǒng)故障進(jìn)一步擴(kuò)大，影響人們正常的生產(chǎn)生活。

3 降低光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行影響的具體措施

3.1 加強(qiáng)對(duì)于電網(wǎng)的控制力度

在光伏電源并網(wǎng)后，如果電網(wǎng)的運(yùn)行控制效果較差，電網(wǎng)調(diào)度人員或光伏電站運(yùn)維人員可以通過(guò)使用光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)，對(duì)光伏電源的輸出功率進(jìn)行及時(shí)檢查，在確保其他電源的正常運(yùn)行的前提下，加強(qiáng)對(duì)于光伏電源輸出功率的監(jiān)管力度，保障電網(wǎng)供電的安全質(zhì)量。因此，可以通過(guò)以下幾方面來(lái)加強(qiáng)對(duì)于電網(wǎng)的控制：一是在光伏電源并網(wǎng)后，由于光伏電源容易受到光輻照強(qiáng)度等因素的影響，光伏電站運(yùn)維管理人員應(yīng)加強(qiáng)本站所在區(qū)域的光輻照強(qiáng)度等歷史資源收集，利用計(jì)算機(jī)軟件建立一個(gè)光伏發(fā)電功率數(shù)學(xué)模型，結(jié)合相應(yīng)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)，掌握?qǐng)稣具\(yùn)行發(fā)電規(guī)律特征， 提高光功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。二是通過(guò)加強(qiáng)對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的研究分析，找出最合適的光伏電源安裝位置，降低外界因素對(duì)于光伏電源的影響提升光伏電源并網(wǎng)后的穩(wěn)定性。三是在進(jìn)行光伏電源發(fā)電應(yīng)與區(qū)域內(nèi)可控出力的電源（如火電、水電等）配合，如果出現(xiàn)電能供電不穩(wěn)定的狀況，及時(shí)調(diào)峰調(diào)頻，確保電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2 提升電能質(zhì)量

在光伏電源并網(wǎng)發(fā)電過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)于電能質(zhì)量的監(jiān)督管理工作， 在進(jìn)行光伏電源并網(wǎng)操作之前，相應(yīng)的工作人員要加強(qiáng)對(duì)光伏電源并網(wǎng)接入點(diǎn)的電能質(zhì)量監(jiān)管工作，如果出現(xiàn)電壓波動(dòng)或者諧波，相應(yīng)的技術(shù)人員要及時(shí)解決處理，采用投退無(wú)功補(bǔ)償裝置、主變檔位調(diào)節(jié)、投入消諧裝置等方式，確保電能質(zhì)量，為人們提供安全可靠的電力能源。

3.3 改善孤島效應(yīng)

可以通過(guò)改善孤島效應(yīng)來(lái)提升光伏電源并網(wǎng)的穩(wěn)定性，相應(yīng)的技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)于孤島效應(yīng)的檢測(cè)工作，在公共電網(wǎng)斷電之后，可以通過(guò)使用被動(dòng)檢測(cè)方法來(lái)對(duì)光伏電源的逆變器進(jìn)行檢測(cè)，分析相應(yīng)的數(shù)據(jù)，結(jié)合光伏電源工作的實(shí)際狀況確定出現(xiàn)問(wèn)題的位置。如果電網(wǎng)輸出功率與負(fù)載功率存在較大的差異，那么這種情況，一定會(huì)存在孤島效應(yīng)，因此相應(yīng)的工作人員可以通過(guò)采用主動(dòng)檢測(cè)與被動(dòng)檢測(cè)方式的結(jié)合，及時(shí)確定電網(wǎng)工作系統(tǒng)中存在的問(wèn)題。另一方面，相應(yīng)的工作人員要加強(qiáng)對(duì)于孤島效應(yīng)的研究工作，通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)來(lái)降低孤島效應(yīng)的影響，對(duì)于電網(wǎng)工作系統(tǒng)的影響，確保電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文通過(guò)對(duì)目前光伏電源并網(wǎng)實(shí)際狀況的研究分析，對(duì)光伏電源并網(wǎng)后所產(chǎn)生的各類影響進(jìn)行了介紹，并針對(duì)各類影響提出了相關(guān)的控制電網(wǎng)運(yùn)行的具體措施，為我國(guó)光伏電源并網(wǎng)提供一定的參考。

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