光伏發電并網對電網運行的影響與對策

吳奎猛 邸雷 霍瑞

摘要：闡述光伏發電的電力能源系統，可以為人們提供充足的清潔能源，分析光伏發電并網對電力系統運行的影響，并提出有效的解決措施，從而保障電網可靠運行。

關鍵詞：光伏發電，電網運行，清潔能源。

我國的能源與經濟發展之間的矛盾使得能源問題變得越來越緊張，光伏發電能夠一定程度上緩解這些能源壓力。目前先進的分布式光伏發電技術，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

1.1光伏電源簡介

光伏電源主要是通過利用太陽能電池將可再生的太陽能轉化為電能，光伏發電原理是利用太陽能的光生伏特效應，在太陽能電池板的作用下，將太陽所發出的太陽能轉化為電能。光伏電源是由太陽能電池板、控制器以及逆變器三部分組成，在這三部分共同工作下，使得太陽能轉化為電能，為電力用戶提供充足的清潔能源。通過大規模使用光伏電源，可以提高清潔能源在電力能源中的比重，大大降低傳統能源對于環境的影響，有利于環境保護和電力能源可持續發展。另一方面，對于一些偏遠地區的人們來說，通過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，可以在多地區進行單獨使用，另外也可以配合電網或電力儲能裝置來進行使用，具有較強的適應性，可以滿足大部分地區的電能需求。但是光伏電源在使用過程中會受到環境因素的影響，光輻照強度、氣溫等都有可能導致光伏電源的使用效率下降[1]。

1.2光伏電源并網的具體要求

隨著我國目前電網系統對于光伏電源的全面應用，為降低光伏電源并網對于電網正常運行的影響，國家對于光伏電源并網工作提出了具體要求：第一，在使用電網發電過程中，可以通過并網發電來降低相應的影響。第二，在光伏電源運行過程中，為配合電網的承載能力，要嚴格控制光伏電源的裝機容量。第三，在光伏電源的并網過程中，要求使用電壓要在8kV以下。相關的能源監督部門不斷加強對于光伏電源并網工作的管理力度，提升光伏電源的應用效果，為人們輸送安全可靠的電力資源[2]。

2光伏發電并網對電網運行的影響

2.1電網運行控制不佳

光伏電源的有效使用對于人們生活水平、工作質量的增加具有重要意義，這也充分體現出了光伏電源在電能有效使用過程中的重要性。光伏發電并網的使用可以實現太陽能轉換為電能的有效利用。但是伴隨著光伏發電并網使用規模的增大之后，一旦供電環境變得惡劣，供電站的相關工作人員對于變化的電網功率不能得到準確的把握;對于在大規模使用之后的電能的負荷增長也是無法做出準確的判斷。這兩方面的不可把握性就造成相關工作人員在進行電能的調度過程中出現困難。

除了大規模使用之外，工作人員無法對負荷以及電網功率做出準確把握之外，太陽能發電的過程中也存在著許多其他不可控因素。例如太陽能發電的過程中受到一些不穩定因素的影響的時候，在這些不穩定的因素之下，有時會發生較大的問題，這樣就會造成嚴重的問題。在這種情況之下，光伏發電并網就不再適用，相關工作人員就需要采用傳統的手段進行發電，這樣電能的重新調度，就無法滿足人們對于電量的正常需求，無法保證人們的正常用電[3]。

光伏發電并網之后，電網中的接入光伏電源就會增多，光伏電源數量的增加就會增加電網調峰、調頻的壓力，使得電能的調度過程中受到明顯的影響。同時在公共電網中，接入光伏電源，會讓光伏電源的數量以及應用的區域變大。在這種情況下，如果電力系統不能夠對所有光伏電源進行控制，那么就會使得電力系統的供電設備、電壓值等出現問題，從而造成控制效果比較差，造成整個電網運行過程中的安全事故。

2.2電能質量受損

光伏電源在并網之后，其運行需要在高頻調制之下，進行逆變器的運轉工作，但是在這種方式的運行之下，是比較容易出現諧波的，諧波會讓電能的質量受到損傷。如果在諧波放大之后，那么對于原本電網而言其、輸出功率也會相應發生變化。變化之后的輸出功率對于工作人員而言，更不容易調控，所以就容易導致整個電網的電壓不穩定，從而導致安全事故。同時，我國傳統的電網帶那個供應模式是單一供應，但是這是不符合光伏電源接入之后的情況的。在光伏電源接入到電網之后，其相應接入點的電壓是不相同的，因此就需要對接入光伏電源之后的電網進行管理，這樣就會造成其中需要對此進行管理的環節比較多。在以上幾種情況之下，在出現諧波，電壓、輸出功率的不穩定性、工作環節的增多都會造成電能質量受損。

2.3孤島效應

孤島效應往往多發生于光伏電源與公共網絡并網之后。在電網的運行當中，如果公共電網中出現故障，那么公共電網就不能為人們提供正常的供電，但是在這一過程當中，光伏電源還在正常的進行供電。如果在出現故障的時候，不能進行及時的維修與檢修，光伏發電還在正在進行，就會使得很多處于孤島地區的人們不能得到及時的電能供應，從而形成了孤島效應。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。

3光伏發電并網運行的應對措施

加強電網控制水平。為了更好地實現光伏發電并網的電網穩定運行，應該及時提升電網的控制能力，使光伏發電和其他電源自動運行情況下進行嚴格的電壓管理，強化供電調度的合理性，由于光伏發電受到光照和輻射等外界因素的干擾。因此，對于光伏電網接入后，要嚴格管理該區域的光照強度和輻射情況，充分結合相關科學技術構建完善的光伏發電模型，找到光伏發電功率與自然環境的規律，從而實現有效的管理與控制。其次，光伏發電并網運行還應該通過相關數據尋找最佳設置光伏電源的位置，以此來降低光伏電源受到外界因素的干擾，從而全面提升光伏發電并網中電網運行的可靠性。另外，還要進行合理的電能儲備，對光伏發電過程中的電能進行合理儲備，當光伏發電受到干擾時，可以先利用提前儲備好的電能進行供電，以此來確保電網運行的穩定性。

提高電能質量。電力企業還要全面提升電能質量，強化電能的監督與管理，工作人員在光電并網前，對每一個光伏電源的接入進行綜合管理，并加強電能質量檢測工作，如果出現諧波以及電壓不穩的情況，相關技術人員應該及時采取相應對策，提高電能質量，從而保障電網的可靠運行。

解決孤島效應。通過檢修的方式對孤島效應進行全面檢測，在電網出現斷電以后，采用被動檢測方式對逆變器的參數進行系統檢測，找出存在的問題，當輸出功率和負載功率之間存在著較大的差距，就說明出現孤島效應。工作人員也可以采取主動監測與被動監測協調運用的方式，解決孤島效應帶來的影響，找到問題的根源，做好提前預防工作，降低孤島效應的發展。

結束語：綜上所述，本文通過對目前光伏電源并網實際狀況的研究分析，對光伏電源并網后所產生的各類影響進行了介紹，并針對各類影響提出了相關的控制電網運行的具體措施，為我國電網的正常運行提供借鑒。

參考文獻

[1]康紅玉.光伏發電接入對鄆城電網的影響分析[D].山東：山東大學，2018.

[2]張一飛.光伏發電并網對接入電網穩定性影響的研究[D].天津：天津大學，2018.

[3]李少華.新能源發展對電網運行的影響及應對思考[J].南方機，2019，50（02）：214.

[4]楊衛東，薛峰，徐泰山，方勇杰，李碧君.光伏并網發電系統對電網的影響及相關需求分析[J].水電自動化與大壩監測，2009（04）：15～17.