光伏发电对电网运行的干扰及应对分析

光伏发电对电网运行的干扰及应对分析

于胜斌

中国启源工程设计研究院有限公司陕西省西安市710018

摘要：在当前电力发展格局中，新能源发展是最为重要的高新技术之一，为电力系统的不断发展提供了切实可行的方向。随着我国对于能源使用效益的重视程度不断增加，将新能源接入电网系统是我国电力系统的发展趋势。然而，由于新能源自身的特性和随机性，容易受到环境或气候的影响，新能源接入电网必定会对电力系统的继电保护、安全稳定控制、电能质量以及运行等方面造成一定的影响。

关键词：新能源；电网运行；光伏并网

前言：电力工业是人类文明进步的结果，同时也在其自身的发展过程中极大的促进了人类社会的进步和经济发展。随着社会和经济的快速发展，尤其是21世纪到来之后，由原来的经济发展模式所带来的环境恶化以及资源短缺方面的问题给电力工业的发展带来了新的挑战。智能电网建设是时代发展对电力工业提出的必然要求，也是其自身可持续发展的一大重要途径和必然趋势。

一、概述

新能源又称非常规能源，是区别于传统的能源的一种环保型的能源，是指传统能源之外的各种能源形式。新能源是在技术发展的基础上，研究出的能够再生的能源，目前我国正在大力推广和发展的新能源为太阳能、风能、生物质能和核聚变能等。而传统能源主要是指化石能源，与传统的化石能源相比，可再生性和可循环性以及储量大、污染少是新能源所具备的明显的特征。除此之外，新能源分布上的分散性、时间上的间歇性以及不稳定性也是新能源的特征。

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

二、光伏发电对电网运行的影响

1.光伏并网发电系统对电网电压及其稳定性的影响。光伏并网发电系统的发电量，在电网内总发电量占比相对较大，在一定程度上影响电网电压的控制，并且对电网电压的稳定性造成影响。例如：某大区域内电网重负荷内安装大量光伏发电系统，当其所有日照性质基本相同的情况下，如果该地区的日照出现重大的变化，以及该区域太阳功率大幅度降低，将造成该地区功率出现缺额的现象。一旦该地区出现功率缺额现象较大，则会严重影响该地区的电压质量，甚至会降低该地区电压的稳定性。在此情况下，需要适当调整光伏发电系统的占用比例。

2.光伏并网发电系统对电网频率的影响。当光伏并网发电系统发电总量占据电网总发电量比例增加时，由于光伏发电具备一定的随机性，在一定程度上会促使电网内的频率发生波动。如若光伏发电系统内的一次调频机组大多采用火电机组，将会严重降低汽轮机叶片的使用周期。此外，电力企业为了实现对大容量光伏发电系统发出的电能接纳，针对光伏发电并网系统的时变性，则需要电力企业必须在电网内部设置足够的调峰电源。同时，电力企业要重新审视传统的电网调峰容量配置，确保电网调峰容量配置的科学性与合理性。

3.光伏并网发电系统对电能质量的影响。光伏并网发电系统对电网电压质量、电压控制等会造成严重的影响。在光伏并网发电系统运行中，会受到日照的影响较为明显，而发电量由于受到诸多不稳定因素影响，经常会出现变化。然而，在电网中，除了利用投切电容器、电抗器对电网电压进行调节外，通常情况下很少存在其他动态无功调节设备。若此类发电量占较大比例，则其易变性会导致配电线路上的负荷潮流发生极大的波动,并且在一定程度上加大了电网运行时的电压调整难度。若不能保障其调节的合理性，则会造成严重的超标现象。相对于系统电压的影响程度而言，主要与其系统容量的大小及系统的安装位置存在一定的联系。如果光伏并网发电系统处于较大规模，会导致系统出现电源减少等情况。如果当地变压器为系统提供此部分功率，则此类系统会对整个电网电压造成重要的影响。

三、光伏发电对电网运行影响的应对

1.将电网工程建设提升为国家工程。在电网的实际运行当中，需要加强电网工程提升，并且加大投入。同时，电网公司要设定合理的建设目标，不但需要考虑实际投入，还需要从技术方面进行论证。新能源的发展需要得到国家电网的支持，由于新能源具有一定的随机性，因此新能源不能够进行商业化的储存，致使其更需要采用分散式。配备侧职能化改造，不但具备投资小见效快的特点，而且还能够有效解决光伏并网存在的难题。此外，需要加强对智能电网的改造升级，第一，在电源侧配备可支持不同电源的设备，以此来保障各类电网的并入；第二，在电网侧，加强完善电网系统，结合电网的实际需要，建立完善的智能化、数字化、可视化的集成系统；第三，在用户侧安装智能电表，实现与用户之间的双向通信。结合实际情况进行分析，合理计费。

2.汲取国外先进的经验。在新能源发展的过程当中，电力企业需要积极汲取国外的先进成熟经验，结合光伏发电系统的实际运营情况，制定科学合理的入网标准，提升检测能力，及时消除电网运行的隐患。制定规范的光伏并网电站技术标准。排除危害市场企业，避免其对市场运行造成不稳定影响。提升光伏发电的质量与水平，保障电网运行安全。

4.加强资源勘测评估。电力企业需要加强对资源勘测评估，太阳能系统受到外界因素干扰较为明显，尤其是天气因素的影响极为明显。因此，电力企业需要结合当地的实际情况，加强对气象及地理条件的监测，及时对光伏并网发电系统进行优化配置。合理优化资源，才能实现系统运行的可靠性，发挥光伏发电的优势。满足资源输出区的发展要求。我国主要产煤地区的发展相对落后，煤炭成为当地主要的能源和财政收入来源。在产煤区建设发电基地，改输煤为输电，增加税收和解决就业，增加投资、创造就业，减少收入差距。特高压的发展带来先进的技术，能改善产煤区贫困人口的生活条件。

结束语：近年来，随着我国新能源战略持续推进，我国新能源装机容量不断攀升，取得了巨大成绩。在肯定成绩的同时也存在着一些问题，面临着前所未有的挑战。基于此背景，本文全面系统地分析，以期对新能源从业者提供参考。因此，电力企业要针对光伏发电所带来的影响进行精准分析，并及时采取有效措施应对，确保电网运行得到安全可靠保障。

参考文献：

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