解析光伏发电并网大电网面临的问题与对策李奔

解析光伏发电并网大电网面临的问题与对策李奔

李奔

（中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司江苏南京210002）

摘要：能源短缺是当前世界范围内的普遍问题，这一局面促使人们去寻找高效的清洁能源满足发展的需求。太阳能是一种可再生的清洁能源，利用光伏发电系统并网使用能够更加凸显太阳能的效果。并网光伏发电系统是一种新的技术，电网是电能分配以及输送的重要环节，对于供电系统有着重要的影响。

关键词：光伏发电；并网大电网；问题；对策

伴随着我国经济的持续、稳定增长，以及城市化进程的不断迈进，我国对于能源的需求量逐渐增加。近年来，我国的不可再生资源出现了储存量明显降低的状况，且化石能源在实际的应用过程中，排放出大量的有毒气体，最终导致环境污染、温室效应等状况出现。在这样的背景之下，清洁能源的开发，成为了一个热点。事实上，以太阳能资源为基础的光伏发电系统，因具备低碳、清洁的优势，而逐渐获得了有关部门的青睐，并在实际运用过程中，对我国的电网发展产生了一定的影响。

一、光伏发电并网简述

光伏并网发电系统是电力领域应用新能源进行发电的主要体现。按照其发电方式的不同，可以分为集中式与分布式光伏并网发电系统两种。前者又称光伏并网电站系统，在这一发电方式下，在天阳能转化为电能之后，所产生的电能会直接输送到电网之中，以实现电力供给。该种供电方法的优势在于不存在中间环节，因此供电效率较高，但需要认识到的是，该方法无法完全发挥太阳能分布广泛的特点。后者又称户用型光伏并网系统，指的是将发电系统与建筑物相结合，所形成的一种发电系统。

二、光伏系统并入电网的特点

光伏发电系统是在太阳光的作用下，电池两端产生了电动势，这样就能够将光能转化为相应的电能。通常光伏发电系统由以下几部分组成，即蓄电池，控制系统，逆变器、电池方阵和配电柜等。其中电池方阵和逆变器是光伏发电系统最为重要的两个器件。电池方阵是通过对电池组件的有效串联和并联组成的，使其输入端的电压能够满足系统电压的要求，通过光伏系统的相关组件将太阳能直接转换为直流的动力，然后再将其汇聚至逆变器中，这样就能够将直流的动力变换为电能。对光伏发电系统进行并网所必须的条件是，要确保逆变器所输出的电流相位及频率与整个电网电压的相位及频率相同。光伏发电系统通常有两种并网形式：即分散式的光伏发电系统并网形式和集中式的光伏发电系统并网形式。集中式的光伏发电系统并网形式：集中式的光伏发电系统并网形式的主要优点是能够直接将电能传送到大电网中，并可依据大电网的调度对电能进行传输和使用。集中式的光伏发电与大电网之间所进行的电能传输是单方向的，其是将逆变器的380V交流电连接到升压之前的母线上，然后再进行升压入电网，整个系统的升压比为0.4/10.5kV，这种光伏发电系统通常应用在大型的电站并网上，所并网的光伏系统距离负荷点较远。

三、光伏发电并网大电网面临的问题

3.1对大电网运行的影响

光伏发电系统与传统的发电方式不同，光伏发电系统具有自身独特的特点，所以在对大电网运行上所产生的影响应该更加深入的研究和探讨。由于两者之间的相互作用十分复杂，相互作用方式规律不是很轻松的研究透彻，所以进而就会对大电网的正常运行造成影响。如果光伏发电系统接入点属于大规模发电，就要考虑两者相互作用的影响，不能够对大电网运行造成影响，所以解决这种复杂的接入方式很重要。在单个接入点上的功率较小时，这些接入点还具有一定的特点，如多且存在一定的分散性。

3.2光伏并网发电系统对效益的影响

光伏并网发电系统同样会对电网效益产生影响。根据现代社会的发展特点以及人民的作息规律，电网通常包括早高峰与晚高峰两大高峰时段，在上述两个时段内，电网的负荷较大，如不采取措施对其进行调节，会直接影响用电安全，同时影响电网效益。光伏电网发电系统不具有上述调节功能，因此，面对上述高峰时期，必须以发电机组作为支撑，实现供电，这会造成极大的成本浪费。

3.3雷击的影响

当有雷雨天气发生，位于室外的光伏发电系统很容易受到雷击的影响，主要是因为在云层表面的负电荷与电网电线之间产生感应，进而产生高电压，当到闪电穿过这个空间之后，就会因为电磁作用产生感应电流，从而对光伏发电系统造成很大的破坏，甚至对整个输电网造成破坏。同时瞬时间增加的电流对电网上的用户造成很大的影响，甚至给大电网造成很大的破坏，影响了居民企业的正常用电，有时甚至会给企业带来很大的经济损失。当然没有避雷设施的光伏发电系统，在雷雨天发生事故的可能性远大于有避雷设施的。

四、光伏发电并网大电网的有效对策

4.1加强光伏发电并网对大电网相关研究

光伏发电系统接入大电网时，会与后者发生相互作用，从而对电网运行产生影响。这种影响的存在，不仅可能会降低电网的运行性能，也可能引起安全问题。而减小这种影响的有效方法，就是能够提前预测和判断，准确分析光伏发电系统或者配电系统存在的安全问题。所以，需要进一步加强光伏发电并网对大电网相关研究，弄清楚光伏发电系统与大电网之间的相互作用的本质，掌握光伏发电系统并入大电网时对电网的影响情况，可以为光伏发电系统并入大电网和配电系统工作提供更多的理论指导。

4.2对新型光伏配电系统进行科学规划

在对新型光伏配电系统进行规划时，需要以含分布式电源配电网规划以及微网规划的研究理论成果作为基础和前提，同时明确光伏发电并网的特点。了解光伏发电电源的配置情况，比如地址的选择、容量大小，对光伏发电输出的控制方法、并网的形式以及接入的点等进行研究，明确其影响电网谐波、电压波动等的情况。规划过程中，需要先明确光伏发电这些可再生能源之所以能够电源，其合理性是什么，知道光伏发电的可靠性，对比分析传统电网升级和分布式电源供电的多种电网扩充策略的优势与不足，保证配电网在规划过程中就能够实现其经济性、环保性以及安全性等。

4.3加强配电系统的控制能力

光伏发电的不确定性，很容易导致电网性能的波动，从而给用户用电带来不利影响。所以，提高配电系统的控制能力对保障电网运行安全和性能很重要。配电系统控制能力的提升，不仅能够解决光伏发电不稳定问题，也会对电能输送的安全提供更多保障。在光伏发电系统和配电系统工作中，可以加强电能质量、谐波影响等问题的研究，进一步优化配电系统，提高其控制能力。

4.4安装必要的防雷系统

为了防止光伏发电系统遭到雷击，因此，应该安装必要的防雷措施。主要从两个方面进行考虑：外部防雷保护和内部防雷保护。在外部防雷保护系统可以从以下几个方面考虑：如安装引地线、接地装置与接闪器。在内部防雷保护可以采取安装等电位系统、涌浪保护等，提高综合防雷效果。

结语

综上所述，伴随着光伏发电技术的出现，极大地促进了发电技术的改革。光伏发电技术作为一种新兴的发电技术，具备高效、无污染的特性，但是，在实际应用过程中，该技术的复杂性以及稳定性并未被很多企业所了解，严重阻碍了光伏发电技术的发展，因此，应该有针对性地提出合理科学的解决措施，不断促进光伏发电技术的发展。

参考文献

[1]肖大鹏，光伏发电并网大电网面临的问题与对策[J].通信世界，2014（01）：39-40.

[2]姚致清，于飞，赵倩，张群，基于模块化多电平换流器的大型光伏并网系统仿真研究[J].中国电机工程学报，2013（36）：27-33+6.

[3]侯玉强，李威，大规模光伏接纳对电网安全稳定的影响及相关制约因素分析[J].电网与清洁能源，2013（04）：73-77+84.