光伏发电系统对电力调控的影响刘文静

光伏发电系统对电力调控的影响刘文静

刘文静

国网湖北省电力有限公司鄂州供电公司湖北鄂州436000

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，本文立足于光伏发电的自身特点，通过对这一发电系统的研究来阐述光伏发电对电力调控的主要影响，并针对其中存在的问题展开深入的分析和探讨，从而得到有改善作用的研究成果，以提高电网运行的安全。

关键词：光伏发电；电力调控；存在问题；方案

引言

光伏发电作为新能源和清洁能源，是国家出于社会环保清洁考虑而在未来将要主力推行的能源产业。目前的光伏发电因自身工作原理、系统结构等问题，在具体的使用投入中还没法做到十全十美。

1光伏发电系统的现状

中国属于具备高太阳能资源的国家，这使得国内具备了大力发展光伏发电系统的基础条件。就目前而言，随着国家在2018~2019年持续出台对环境治理及维护的相关政策，环境整治将是未来社会发展中政府着重注意和出力的区域，此外在2018年全国用电量已突破两万亿千瓦大关，同比增长了9.3%。环境整治战略加强，政策实施加快，同时电器行业迅速发展，社会用电量激增，这两个社会因素的共同发力促使大众对发电系统提出了更高的要求。这种情况下，资源广泛、没有污染的光伏发电崛起并成为社会主流发电系统已经成为一种不可逆的趋势。2018年6月国家能源局发布《关于2018年光伏发电有关事项的通知》，先后提到十八大和十九大中的能源新战略问题，强调“清洁能源产业”将是未来的战略发展方向。而在清洁能源产业中应用度最广、代表性最强的光伏发电成为《通知》着重提及的产业发展对象。

2光伏发电技术的概述及对电力调控的影响

2.1影响无功电压的特性

光伏发电系统本身是依靠太阳能资源产生电能，日照越充足产生的电能才越多，基于这一运行特点，国内很多光伏发电系统在建立之时都会选择海拔高、日光足的地方，比如像戈壁滩或者沙漠等处，或是其他人烟稀少的“无人区”。这些地段由于位置偏僻，电能的需求量少，相应的电系统负荷也不需要太高，因此也使得国内的光伏发电系统存在一个常见现象，就是以光伏发电系统供电的电网其短路容量很低。因为光伏发电系统需要日光充足的地方，而其产生的电能都需要用远距离高压输送到千家万户，在这一运输过程中，电能就可能发生随机波动，对于电网运行的无功平衡影响很大，因为随机波动的有功出力会穿越近区电网和长距离的输电通道，从而对无功平衡产生冲击，使得电网的整体平衡性都受到影响。

2.2影响电站的发电计划

国家此前的主力发电方式是火电，也就是煤炭等燃烧物发电，火电因污染等问题在未来的发电系统中正逐渐被边缘化，但光伏发电要想完全取代火力发电还存在很大的缺陷。火电虽然对环境的污染巨大，但在其功率的输出上具有光伏发电所不具备的稳定性和可预测性。相较之下，光伏发电依赖光照，因此季节、空气温湿度、天气等环境因素都会对其产能带来影响，所以光伏发电充满很强的随机性和不可控性。也正是这层不可控性，使得光伏发电系统的运行稳定性受到了极大的阻碍，这也增加了以光伏发电系统发电的电站在制定发电计划以及实施时的难度。在国家能源局的《2018年光伏发电通知》公布之后，未来的光伏发电应用数量和应用范围还会持续增高，而这样一来，供电公司的电力调控难度还会走向越来越困难的状态。

2.3影响继电保护

光伏发电并网运行系统让光伏电网的潮流具有了双向性，而随之而来的是电网故障时短路电流的改变，不管是大小、方向还是分布，这些因素都成为了不确定性。也因此装设继电保护装置成为光伏发电系统中一道必不可少的工序，这是为防止出现电网故障后整个电网系统出现失稳和反送电的情况。通常而言，继电保护装置对于整个电站具有非常大的保护作用，可以很好的保护电网避免故障冲击。然而，在光伏发电并网运行系统中，已并网的发电系统向大电网进行功率输入工作时，就会造成原继电保护装置的保护区域缩减，即继电保护装置无法在做到有效的保护电网避免故障冲击，这样一来继电保护装置工作的灵敏性与可靠性就会大打折扣。

2.4孤岛效应的引发

孤岛效应是指在电路上，某个区域明明有电流通路但实际却没有电流通过的现象，具体表现为电网已经失压，但发电系统仍就对电网中的邻近部分线路进行供电。这就是电流系统中所谓的孤岛效应。在当前，国家的光伏发电应用正在逐渐扩大，并网光伏电站的数量正在增加。孤岛效应发生的概率也在随着电站的增多而增多。其不仅会对光伏发电站本身的设备带来极大的损害，同时也会让大电网的损害进一步扩大为灾害事故。比如，处于孤岛效应的电流通路虽然没有电流通过，但本身还处于供电状态，因此会对供电公司的现场检修人员造成极大人身安全隐患，极容易引发人身财产损失。

3对于光伏发电未来发展的预估和相关建议

3.1电网结构上的技术增强和优化

光伏发电的优势在于其作为清洁能源的独特性，而缺点则是受环境、天气等因素影响而带来的巨大的不稳定性与不确定性。要解决这一问题，电网机构的科学合理与否很关键。电网结构是否符合当前能源发展的需要决定了光伏能源与电网之间的兼容状况，因为在能源技术中，电网是其介入的基础，电网的坚强程度会和能源技术的介入状况产生最直接的关联。所以加强电力调控很重要的一个因素便是本地光伏发电的规模与分布情况的掌握，如果调控部门能够合理的调整电网运行方式，让继电保护可以展开合适的配合，那么对于电网运行就能起到一定程度的改进作用，从而在运行上让光伏发电系统产生更好的供电能力，让电力企业做好更好的供电服务。

3.2强化调控制度

光伏电网中存在很大的不可控性，在调控难度上要比普通的火电或水电高许多，因此在具体供电工作中，加强调控规划和人员安排，增强调控制度，可以增强光伏发电的管理力度。同时建立起对应的维修系统，制定和光伏发电系统的工作原理相关的维修、维护措施，也能让检修人员有效应对诸如孤岛效应等在光伏发电中较为常见的问题，保障供电的稳定。

3.3增强电网结构分布和调研

科学规划应是在光伏发电被大力推行和发展的同时并行做好的工作之一，光伏发电系统因为自身原因在电能质量方面有很大的负面影响。而如果能就电网负荷、容量及结构部分做好充分调研，就能在有效提升电能质量等方面的可承受范围，在一定程度上缓解因为“系统容量过大”等问题带来的影响。供电公司如能确定科学化的光伏发电装机容量，做到统一调度、分级管理，相关人员严格按照电网调控原则进行系统操作，加强人为可控因素，落实各级调度关系，降低非故障情况下发生非计划性并、解列的行为，那么在很大程度上能够降低谐波问题，会对光伏变电站的电力调控产生维稳的效用。

结语

在清洁能源受到重视的当下，光伏发电系统也存在着极大的发展空间。在发电系统逐渐进步的将来，其自身的电力调控问题一定能被有效解决，让供电产能有效提升，在电力时代中发挥出更大的作用。

参考文献

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