光伏发电并网大电网面临的问题与对策朱艳丽

光伏发电并网大电网面临的问题与对策朱艳丽

朱艳丽魏望来

(国网青海省电力公司海西供电公司青海格尔木816099)

摘要：光伏发电在世界范围能都有广泛的发展，它具有维护简单、功率灵活等特点，至2016年底，我国光伏发电新增装机容量3454万kW，累计装机容量7742万kW，新增和累计装机容量均为全球第一。其中，光伏电站累计装机容量6710万kW，分布式累计装机容量1032万kW。全年发电量662亿kW/h，占我国全年总发电量的1%。

关键词：光伏发电并网大电网问题策略

1.光伏发电系统的构成以及并网特点

1.1光伏发电系统的概述

光伏发电在原理上不同于其他的发电技术，该技术主要依靠太阳光照射光伏元件，进而在光生伏特效应作用下，使得电荷发生聚集现象，继而产生电动势，最终实现转换成电能的全过程。通常光伏系统主要有以下几个元素组成：太阳能电池方阵、控制器、直流配电柜、逆变器、交流配电柜等。其中不同的组成部分发挥的作用不尽相同，在光伏发电系统中，逆变器和太阳能电池方阵是最主要的组成部分。太阳能电池方阵主要依靠串联的方式，将太阳能电池组件组成在一起，从而使得电压足够大，符合输出的要求。光伏发电技术主要特点是变化较快，主要是由于容易受到温度及光照等因素的影响，如果外界的光照以及温度发生较大的变化，就会直接影响光伏发电的效率，同时，该技术输出的电是直流电，只有将直流电转变为交流电流才可以正常使用。

1.2并网技术

在进行光伏发电系统并网过程中，需要满足一些基本的条件，逆变器输出的电流频率与电网电压的频率相同，同时两者的相位也必须相同，只有这样才可以完成并网过程。现阶段，光伏发电系统的并网主要有两种形式：集中式和分布式。不同并网方式的原理以及特点不尽相同。其中集中式并网的特点：在电能产生时直接输送至大电网，进而在大电网中，根据实际的需求再进行合理分配，该并网的方式对电网条件有一定的要求，通常而言，主要用于高电压远距离的运输；分布式的并网技术主要的特点：在电能产生之后，可以直接将电能分配到用电负荷上，当电能过多或者电能不足时，可以依靠大电网进行直接调节，该并网方式主要适用于用于在负荷附近建设的光伏电站。

2光伏发电并网大电网面临的主要问题

2.1光伏发电系统对影响大电网运行特性的机理研究不够

由于光伏发电系统的特性不同于传统发电方式，光伏发电通过微网接入大电网，而微网的运行状态不是单一的，光伏发电以分散式并网工作的时候，功率流动可以双向，而当大电网出现故障时，微网可以和大电网解列形成孤岛运行，进行独立供电，在大电网故障解除后，微网可以再次并网运行。光伏发电系统并网的单个接入点上网功率较小，但是，接入点多且分散复杂，光伏发电规模化并入大电网时，会产生非常大的相互作用，这是普通发电系统没有的，将会影响大电网的运行特性，我们需要深入探究光伏发电对大电网运行特性的影响机理，研究微网与大电网之间的本质区别，从而使二者能够和谐共融。

2.2光伏发电系统对配电系统的要求缺少创新调整

光伏发电系统在以微网的形式接入配电系统后，使配电系统不再是简单的电能分配者，而是转变为集电能收集、电能输送、电能分配于一体的综合性系统，光伏发电的并网会给配电系统带来诸如谐波污染、电压波动和闪变等问题，这需要在项目设计时给予足够的重视，科学合理的规划设计能够有效提高新能源的利用效率，保证整个供电网络的安全、稳定、经济运转，如果不能将分布式供能系统的优势发挥出来，就可能对配电网运行产生副作用，凸显微网建设和运行的不确定性问题。

2.3光伏发电并网对大电网的安全运行产生影响

光伏发电并入大电网中，会使大电网的电源点增加，在电源的控制协调上也会产生问题，普通的解决方式并不能满足大电网运行控制的需求，因为会对到电压稳定、安全和电网峰值等方面产生影响。1.4光伏发电并网对传统电网监测、保护与控制装备提出了挑战光伏发电根据装机容量调整并入大电网的电压等级，目前，集中式光伏发电主要以35kV、110kV等电压等级接入，需要延伸大电网实时监测范围，而作为新的发电系统，其运行监测的类型与传统系统有所不同，这就对电网监测设备提出了新的挑战。另外，微网在并网运行和独立运行之间切换，产生了复杂的保护、控制难题，所以这都需要对传统手段做出改进。

4.5光伏发电装机容量占总装机容量越来越大，影响了电网的稳定

受国家政策的影响，光伏发电装机容量在总装机容量中的占比越来越大，由于受光照等自然条件的影响，它不如传统发电系统稳定，会造成输出电力的不稳，从而造成大电网电压的波动，影响用户用电稳定性。

3针对光伏发电并网大电网面临问题的解决策略

3.1加强光伏发电系统与大电网相互作用的机理研究

光伏发电系统通过微网的形式接入大电网，而微网会和大电网产生复杂的相互影响，从而导致大电网运行出现问题，面对新能源的新问题，我们就需要创新研究方法，深入研究微网和大电网影响的本质，为更好的解决问题提供理论支撑。

3.2加强光伏发电配电系统的科学规划

我们需要以分布式电源配电网规划及微网规划的理论研究做基础，明确光伏发电并网特点，对配电系统进行科学规划，创新调整。充分了解光伏发电的合理性、可靠性、优劣势，并通过对发电电源的配置情况分析，总结出其影响电网谐波、电压波动等状况的程度，通过对新型配电系统的理论和方法研究，在规划过程中确保配电网经济环保、安全稳定运行。

3.3加强发电系统电网安全运行的研究

借助潮流计算及动态仿真等手段，建立模型，针对光伏发电的分布式电源特点进行分析，论证不同运行状态下的不确定性影响。目前，光伏发电发展迅猛，如果大规模并网则会对大电网的电压、频率造成扰乱，所以要对发电系统、运行方式、并网模式、故障分析、控制手段、接入功率等方面进行专项分析，找到无功调度及控制电压的方法，提高光伏发电功率预测的准确度，从而保证发电系统能够按计划平稳运行。

3.4加强配电系统的电能质量管理

光伏发电受诸多因素影响较大，从而导致输出功率难以固定，在并网的过程中会给大电网带来波动，给用户用电产生麻烦。逆变器运行过程中产生的谐波及发电系统产生的谐波会造成系统不稳，提高配电系统的电能控制力，能够有效解决这个问题。

3.5控制光伏发电装机容量

在光伏发电并网大电网技术尚未完善之前，应该尽可能控制光伏发电装机容量，提高能源利用率，优化新能源比例，从而减少其对大电网的影响。

结论

综上所述，我国的光伏能源产业已经取得了突破性进展，怎样将清洁能源并入大电网是能源系统改革的关键。本文对光伏发电并网大电网面临的问题进行了分析，并简要做出了解决方案，希望对光伏发电并网大电网的工作提供参考。

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