光伏发电并网关键技术及对电网的影响

光伏发电并网关键技术及对电网的影响

畅欢欢

国网山西省电力公司大同供电公司山西大同037008

摘要：随着我国社会经济的不断进步，人们对电力能源的需求量越来越大，这就为光伏发电并网技术的运用提供了契机，然而在其运用过程中，电网会受到一定的影响，因此必须对此予以重视。本文对太阳能光伏发电系统进行详细介绍，并对光伏发电并网对电网调峰的影响进行分析，针对提高电网质量的对策提出几点建议，以供参考。

关键词：光伏发电；并网；影响

1太阳能光伏发电系统概述

太阳能光伏发电系统是通过太阳电池的光生伏打效应，实现太阳光辐射能向电能转换的发电系统。一般光伏发电系统的构成部分有太阳电池组件、充放电控制器、逆变器以及蓄电池等等。在太阳能光伏发电系统中，太阳电池是最为核心的部分，其作用就是进行太阳能向电能的转换，其功率最高可以达到几百瓦，能够单独作为电源使用。充放电控制器是为了使蓄电池的充电电流与电压保持最佳状态，并为蓄电池充电提供的稳定性与高效性提供保障，能够使蓄电池损耗得到控制，使其使用寿命得以延长。此外，充放电控制器还能够使过充电与过放电的问题得以避免。逆变器在光伏太阳能发电系统中则是使直流电向交流电转变的一个设备，在系统中发挥的作用也是不可或缺的。蓄电池则是存储太阳电池发出的直流电，并为负载提供电能。

太阳能光伏发电系统具体分为三种，即独立光伏发电系统、并网光伏发电系统以及混合型光伏发电系统。三种发电系统的使用应充分考虑实际场合，使其价值得到充分发挥。如图1、图2、图3所示分别为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统以及混合型光伏发电系统等三种太阳能光伏发电系统的结构图。

图3混合型光伏发电系统

目前，光伏发电系统在我国的应用主要是用户用光伏发电系统以及小型光伏电站建设，这一应用是针对一些偏远地区无电村与无电户的供电问题，这些偏远地区农牧民享受到基本生活用电的户数达到了200万。此外，通过对国外先进屋顶光伏发电系统的借鉴与学习，一些中大型城市也有光伏发电系统的使用，这些城市经济发达，具有较高的现代化水平，在公益性建筑与其他建筑建设中需要大量公共设施照明系统，而光伏电源的推广则很大程度的提高了用电效率，其中屋顶光伏发电系统的应用最为广泛。此外，为了减少光伏发电成本，我国还准备进行大型并网光伏发电系统的建设，并着力于大型并网光伏系统的大规模推广与使用。

2光伏发电并网对电网调峰的影响

光伏发电的特点在于随机性、周期性以及间歇性。现阶段，对光伏发电的预测我国还没有达到十分准确的水平。在电力平衡进入发电计划的安排中还不能纳入光伏发电电力。只可以根据《可再生能源法》的要求来消纳光伏发电电力，在并网后由电网公司全额收购。对于白天发电而言，夜间为零辐照度，出力也为零；随着日出太阳辐射增强，到了中午达到高峰，光伏电站的出力也得以增加，中午时分达到最大出力值。当光伏电站有出力时，需要电网中其他电源对出力进行调整，为了向光伏发电提供点鞥，就要让出负荷；如果有云层飘过，就会迅速降低光伏发电站出力，相应的就要增加其他电源的出力，使光伏减少造成的电力缺额得到补充。

2.1光伏电站处理对负荷峰谷差的影响

光伏发电处理与天气状况有着很大的联系，其特点在于随机性、周期性以及间歇性，在光伏接入电网的研究中，光伏电站的负荷多被视作为负。如果能够有效预测光伏发电功率，那么就可以按照二者叠加后的负荷对其他电源的调度曲线进行安排，因此，对光伏电站接入系统等效负荷的特性的分析具有十分重要的意义，以此来进行电网调峰问题的研究。随着光伏发电的接入，系统负荷的峰谷差可能出现波动，如果峰谷差变大，那么系统的负荷特性将会得到改善，如果峰谷差变小，那么系统的负荷特性将会恶化。此外，光伏装机容量与负荷峰谷差的影响成正相关，随着光伏装机容量的增加，其产生的影响也会越大。随着峰谷差的增加，负荷波动范围将会变大，系统调峰难度也会增加。

2.2光伏出力波动对电网调峰的影响

在实际运行过程中，电网运行方式波动十分频繁，电网中符合也时刻发生变化，因此在光伏功率波动的电网调峰容量的平衡过程中也会存在波动。

由于开机方式、负荷水平的不同，基于联络线实现容量外送的条件，就可以进行用于平衡光伏波动电网调峰容量的计算。

2.3提高系统调峰能力的对策

影响电网调峰能力的因素主要有网内常规机组最小技术处理和系统备用容量等，此外，电网结构、负荷水平以及联络线输送能力也会影响到电网调峰能力。以西北地区某省电网为例，该省具有较大的水电比重以及较强的调峰能力，然而大规模风电发展规划有所缺失，如果只对省内电网进行考虑，那么对大规模光伏发展规划而言该省电源的调峰能力足以应对，然而该地区其他省份都对大规模风电发展进行了规划，对该省省内的水电有所需求，以此来实现风电处理波动的平衡，如果对整个地区风电发展规划进行考虑，那么基于风电所需调峰容量的满足下，还需要将整个系统的调峰能力予以提升，以此来实现对大规模风电、光伏发展的接纳。关于提高电网调峰能力的主要措施，具体有：第一，对电源结构予以优化，对电网内调节性能好的水电建设进行强化，并使煤电机组的调峰深度得到提升；第二，实现跨区联网的强化，使消纳范围得以扩大，使风电、光伏发电间歇性能源的跨区消纳得以实现；第三，强化风电场、光伏电站功率的预测，对电源开机方式进行合理安排。

3光伏电站接入系统对电能质量的影响

光伏发电接入电网后，会产生不同的干扰，对系统电能质量造成影响，其中电压闪烁、谐波、电压脉冲、浪涌、电压跌落、频率偏移以及瞬时供电中断等就是具体表现，因此必须对这些电能质量问题予以重视。在智能电网建设规划以及运行时，必须采用科学的电能质量监控技术以提供强有力的支撑，所以要对光伏发电接入电网后电能质量的监控体系进行研究与完善。受限于篇幅，本文对电压偏差、电压波动、谐波进行简单阐述。

首先是电压偏差，在大量光伏发电并网后，电力网络由放射状转变为一个电源与用户互联的有源网络，这就会造成馈线中有功无功数量的传输以及方向受到影响，进而使稳态电压分布受到限制。其次是电压波动，根据GB/T12325-2008《电能质量、电压波动与闪变》的规定，在电力系统公共连接点中，所有波动负荷的用户产生的电压变动，其限制主要受到电压变动频度、电压等级等的影响。对于光伏电站而言，应控制器每小时电压变动频度，具体应在10-100内。再者是谐波，光伏发电必须基于逆变装置的转变才能够使向公共电网的并入得以实现。但是，逆变装置会产生电力谐波并影响电网，进而造成功率因素受到影响，导致电压波形畸变，并使电磁干扰增加。所以对于光伏发电系统而言，必须测量好系统中的谐波，并对其进行细致分析，提出有效应对措施实现对其的抑制。

4结语

综上所述，随着我国社会经济与科学技术的不断发展，光伏发电并网技术得到了极大的提升，当然在电网运用过程中必然会受到其影响，因此必须对此予以高度重视，并展开深入研究，提出有效的改进技术，使光伏发电并入电网后对电网的影响得到有效控制，继而提高电网运行效率与质量，以满足我国日益增长的电力需求。

参考文献

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