光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響及對(duì)策

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摘要：結(jié)合光伏發(fā)電并網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中產(chǎn)生的幾個(gè)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(wèn)題，提出具體的解決措施，從而提高光伏發(fā)電并網(wǎng)在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的效率。

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

引言

我國(guó)的能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾使得能源問(wèn)題變得越來(lái)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?cè)谌粘Ｉ睢⒐ぷ髦械挠秒娏浚_保人們更好的從事各種活動(dòng)。

1光伏電源

光伏電源是通過(guò)使用可再生的太陽(yáng)能進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，使用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的一個(gè)裝置。光伏電源依托的是太陽(yáng)能的光生福特顯影，運(yùn)用太陽(yáng)能所發(fā)出的熱量，運(yùn)用太陽(yáng)能在電池板的作用之下，產(chǎn)生電能。其為人們工作、生活中提供了最為有效、最為充足的能源供給。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(yáng)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(chǔ)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(duì)于環(huán)境的危害，還可以取得更好的用電效果。對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們?cè)谑褂秒娔艿臅r(shí)候，光伏電源的靈活性，可以為其使用更好效果的電能。光伏發(fā)電在其使用的區(qū)域開(kāi)始使用之后，可以有多種選擇使用的方式，如圖1中所示。它們可以獨(dú)立使用，也可以與其他的配電網(wǎng)共同配電。如此強(qiáng)的適應(yīng)性，基本上可以滿足人們對(duì)于電能的需求量。但是由于季節(jié)的不同，光伏電源在進(jìn)行電能的轉(zhuǎn)換的過(guò)程中會(huì)受到影響，從而阻礙了電網(wǎng)的正常運(yùn)行。我國(guó)電網(wǎng)相關(guān)部門(mén)對(duì)光伏電源在并網(wǎng)工作的過(guò)程中國(guó)提出了規(guī)范性的要求，從而可以減少在這個(gè)電能轉(zhuǎn)換過(guò)程中造成的不良影響[1-3]。（1）我國(guó)相關(guān)部門(mén)要求采用并網(wǎng)發(fā)電，這樣可以減少在發(fā)電過(guò)程中造成的不良影響。（2）在光伏電源的運(yùn)行過(guò)程中，不能接入太多的數(shù)量，因?yàn)樘鄶?shù)量的光伏電源會(huì)造成電網(wǎng)的壓力增大，從而使得電網(wǎng)的壓力變大。（3）光伏電源在電網(wǎng)中電壓需要在8kV以下。這些規(guī)范工作要求相關(guān)部門(mén)進(jìn)行自我監(jiān)督，從而可以使得光伏電源更好地在電網(wǎng)中運(yùn)用，從而提高光伏電源在運(yùn)用過(guò)程中的可靠性。

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

2.1電網(wǎng)運(yùn)行控制不佳

光伏電源的有效使用對(duì)于人們生活水平、工作質(zhì)量的增加具有重要意義，這也充分體現(xiàn)出了光伏電源在電能有效使用過(guò)程中的重要性。光伏發(fā)電并網(wǎng)的使用可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的有效利用。但是伴隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)使用規(guī)模的增大之后，一旦供電環(huán)境變得惡劣，供電站的相關(guān)工作人員對(duì)于變化的電網(wǎng)功率不能得到準(zhǔn)確的把握；對(duì)于在大規(guī)模使用之后的電能的負(fù)荷增長(zhǎng)也是無(wú)法做出準(zhǔn)確的判斷。這兩方面的不可把握性就造成相關(guān)工作人員在進(jìn)行電能的調(diào)度過(guò)程中出現(xiàn)困難。除了大規(guī)模使用之外，工作人員無(wú)法對(duì)負(fù)荷以及電網(wǎng)功率做出準(zhǔn)確把握之外，太陽(yáng)能發(fā)電的過(guò)程中也存在著許多其他不可控因素。例如太陽(yáng)能發(fā)電的過(guò)程中受到一些不穩(wěn)定因素的影響的時(shí)候，在這些不穩(wěn)定的因素之下，有時(shí)會(huì)發(fā)生較大的問(wèn)題，這樣就會(huì)造成嚴(yán)重的問(wèn)題。在這種情況之下，光伏發(fā)電并網(wǎng)就不再適用，相關(guān)工作人員就需要采用傳統(tǒng)的手段進(jìn)行發(fā)電，這樣電能的重新調(diào)度，就無(wú)法滿足人們對(duì)于電量的正常需求，無(wú)法保證人們的正常用電。光伏發(fā)電并網(wǎng)之后，電網(wǎng)中的接入光伏電源就會(huì)增多，光伏電源數(shù)量的增加就會(huì)增加電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的壓力，使得電能的調(diào)度過(guò)程中受到明顯的影響。同時(shí)在公共電網(wǎng)中，接入光伏電源，會(huì)讓光伏電源的數(shù)量以及應(yīng)用的區(qū)域變大。在這種情況下，如果電力系統(tǒng)不能夠?qū)λ泄夥娫催M(jìn)行控制，那么就會(huì)使得電力系統(tǒng)的供電設(shè)備、電壓值等出現(xiàn)問(wèn)題，從而造成控制效果比較差，造成整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的安全事故。

2.2電能質(zhì)量受損

光伏電源在并網(wǎng)之后，其運(yùn)行需要在高頻調(diào)制之下，進(jìn)行逆變器的運(yùn)轉(zhuǎn)工作，但是在這種方式的運(yùn)行之下，是比較容易出現(xiàn)諧波的，諧波會(huì)讓電能的質(zhì)量受到損傷。如果在諧波放大之后，那么對(duì)于原本電網(wǎng)而言其、輸出功率也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化。變化之后的輸出功率對(duì)于工作人員而言，更不容易調(diào)控，所以就容易導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)的電壓不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致安全事故。同時(shí)，我國(guó)傳統(tǒng)的電網(wǎng)帶那個(gè)供應(yīng)模式是單一供應(yīng)，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(wǎng)之后，其相應(yīng)接入點(diǎn)的電壓是不相同的，因此就需要對(duì)接入光伏電源之后的電網(wǎng)進(jìn)行管理，這樣就會(huì)造成其中需要對(duì)此進(jìn)行管理的環(huán)節(jié)比較多。在以上幾種情況之下，在出現(xiàn)諧波，電壓、輸出功率的不穩(wěn)定性、工作環(huán)節(jié)的增多都會(huì)造成電能質(zhì)量受損。

2.3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(yùn)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(guò)程當(dāng)中，光伏電源還在正常的進(jìn)行供電。如果在出現(xiàn)故障的時(shí)候，不能進(jìn)行及時(shí)的維修與檢修，光伏發(fā)電還在正在進(jìn)行，就會(huì)使得很多處于孤島地區(qū)的人們不能得到及時(shí)的電能供應(yīng)，從而形成了孤島效應(yīng)。與此同時(shí)，如果維修人員直接進(jìn)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(shí)，則會(huì)造成供電的不充足，影響人們的正常生活與工作。

3光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行影響的改進(jìn)策略

3.1提高電網(wǎng)的控制

針對(duì)電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中控制不佳這種情況，供電相關(guān)單位可以運(yùn)用光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)光伏電源并入電網(wǎng)之后的輸出功率進(jìn)行檢測(cè)，使得光伏電源以及其他電源可以在自動(dòng)化的情況下實(shí)現(xiàn)輸出功率以及電壓的監(jiān)管，從而實(shí)現(xiàn)供電調(diào)度的合理性。為實(shí)現(xiàn)供電調(diào)度分配的合理性，供電站要做到以下幾點(diǎn)。（1）因?yàn)楣夥娫词艿捷椛涠?、光照等的影響還是比較大的。所以針對(duì)這一情況，相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)光伏電源接入電網(wǎng)之后所在區(qū)域的光照強(qiáng)度、輻射度、云層量進(jìn)行調(diào)查，再利用相關(guān)技術(shù)構(gòu)建光伏發(fā)電功率的模型。通過(guò)相關(guān)自然條件與光伏發(fā)電功率相結(jié)合，找到存在的規(guī)律，從而為后期的實(shí)際運(yùn)用提供相關(guān)數(shù)據(jù)的支持。（2）通過(guò)相關(guān)的數(shù)據(jù)來(lái)找到安裝光伏電源的最佳位置，減少外來(lái)因素對(duì)于光伏電源的影響，提高光伏電源在應(yīng)用過(guò)程中的穩(wěn)定性。（3）需要進(jìn)行電能的儲(chǔ)備。對(duì)于電源發(fā)電的過(guò)程中，肯定會(huì)出現(xiàn)電能不穩(wěn)的情況，所以在這種情況之下，需要運(yùn)用儲(chǔ)備好的電能進(jìn)行補(bǔ)給，從而實(shí)現(xiàn)電能的穩(wěn)定運(yùn)行，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率。

3.2提高電能質(zhì)量

供電單位要想提高電能的質(zhì)量，必須要提高電能的監(jiān)管工作。相關(guān)人員可以在并網(wǎng)之前，對(duì)每一個(gè)光伏電源的接入點(diǎn)都進(jìn)行電能質(zhì)量的綜合性管理。通過(guò)對(duì)接入點(diǎn)都進(jìn)行電能質(zhì)量的綜合性管理實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的檢測(cè)。在檢測(cè)的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)諧波或者是電壓波動(dòng)，相關(guān)的技術(shù)人員可以迅速采取措施，從而加強(qiáng)對(duì)電能質(zhì)量的控制。

3.3改善孤島效應(yīng)

改善孤島效應(yīng)的方法可以通過(guò)檢修手段對(duì)孤島效應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)電網(wǎng)在斷電之后，可以使用被動(dòng)式檢測(cè)法對(duì)逆變器的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，從而找到存在的問(wèn)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(dòng)式檢測(cè)或者是主動(dòng)式與被動(dòng)式檢測(cè)相結(jié)合的手段，找到其存在的問(wèn)題。解決孤島效應(yīng)需要相關(guān)人員對(duì)常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行反復(fù)的研究，找到其問(wèn)題存在的共性，從而可以有效預(yù)防問(wèn)題的產(chǎn)生，減少孤島效應(yīng)的發(fā)生。

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作者：楊曉凱 單位：湖北省電力有限公司谷城縣供電公司