光伏发电系统对电力调控的影响

光伏发电系统对电力调控的影响

张勇

身份证号： 32111119810103****

摘要：我国社会经济不断发展，人类社会不断进步，各种能耗大和污染大的能源造成了很严重的环境问题，为了减少对环境的污染，需要不断开发利用各种新的能源，改变传统的能源结构，从社会长远发展的现状来看，需要不断开发可再生资源和能源。我国的太阳能资源十分丰富，对于太阳能资源的开发和利用是我国当前的一项重要任务，其中可再生资源发展中，光伏发电的发展速度较快，太阳能光伏发电也是当前发展较大的一项产业，是我国当前开发的新能源的重要组成。

关键词：光伏发电系统；电力调控；影响

引言

　随着我国经济的发展，能源与资源的消耗对环境的影响日益严重，光伏发电作为清洁能源其开发利用显得日益重要。光伏发电系统具有资源普遍、无污染，设备可靠，维护简单并受地域条件限制小的特点。并且，我国太阳能资源十分的丰富，排除西南以及黑龙江边境地区外均为高太阳能资源区，这对发展光伏发电系统十分有力。同时，光伏发电也存在着诸多问题，如功率输出不稳定，可调度性差，并具有间歇性发电和随机波动性变化的特点。这些都对电力调控造成一定影响，对电力调控工作的管理与操作提出了一定的挑战。

1.光伏发电技术浅析

光伏发电在产销量、发展速度和发展前景等方面都优于光热发电。而通俗的“太阳能发电”指的就是光伏发电，全称为太阳能光伏发电。光伏发电是以半导体的光电效应为原理，形成电流，发出电能。硅原子有4个电子，如果在纯硅中掺入有5个电子的原子如磷原子，就成为带负电的N型半导体；若在纯硅中掺入有3个电子的原子如硼原子，形成带正电的P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由N极区往P极区移动，电子由P极区向N极区移动，产生电流，释放电能。光伏发电系统由三部分组成：太阳电池板（组件）、控制器和逆变器，它们均由电子元器件构成，无任何机械部件，因此，设备的可靠性和稳定性表现突出，使用寿命较长，安装维护也相对简单。光伏发电系统既可以独立使用，也可以并网发电，灵活的电力存储模式适应任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源都可以完美胜任。

2.光伏发电对电力调控的影响

　　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对电能质量的影响

　　电能质量是电力企业综合实力和社会信誉的重要标志，也是电力系统运行管理的关键，光伏发电系统的并入，扩大了系统的容量，由于所接入的发电机组和原来的数量与规模有很大区别，使继电系统的整体框架结构和原来有明显区别，电网的潮流分布更难控制，电压质量得不到良好的保障，影响用户的用电效果。同时，由于大规模光伏系统的介入，其中存有的大量的电力电子的作用，改变了既有电力系统原有的运行模式，不利于电能的质量的提高，逆变器开关的反应过慢，输出失真，进而产生谐波，简谐波的波动范围会随某一区域的光照变化的加快而增大，甚至出现波动叠加现象。相关研究证明，只存在一台并网逆变器时，输出的电流谐波较小，电路中同时并联多台并网逆变器时，输出较大的电流谐波，会超出规定的标准。影响电能质量的主要原因有逆变器并联系统中电网阻抗的耦合效应，滤波电容所引起的谐振动，放大了某些次谐波，由于直流介入产生电源波动等，另外，由于时代的发展，使用电子设备和用电器的电用户越来越多，功率消耗增大，用电消耗的持续时间较长，电能量消耗总量增加，电力系统的运行负担越来越重。

　　2.3分布式发电对继电保护的影响

　　绝大多数的配电系统均属于一种放射状结构，之所以采取这种结构七亩地也是为了能够维持运行的简单性及过电保护的经济性。当分布式电源接入后，系统原本的放射状网络也逐渐转变为全系的遍布电源和用户互联的网络，此时潮流也不再如之前一样单向的从变电站母线流向各负荷，进而也对系统的继电保护产生较大影响。首先，分布式电源在运行时可能会造成继电保护失效，其主要也是由于分布式电源所产生的故障电流引发经过馈线继电器的电流减小所致。其次，分布式电源接入后可能会造成继电保护发生误操作，相邻的馈线故障可能引发之前不存在故障的馈线发生跳闸。

　　2.4继电保护方面

光伏发电系统的并网使得电网中的潮流具有了双向性，并且电网故障时短路电流的大小、方向以及分布也会因此而有所改变。因此光伏发电系统与系统变电站均需要装设继电保护装置，防止故障后的系统失稳与对系统反送电，保护光伏发电站本身也保护系统不受到故障多次冲击。当已并网的光伏发电系统向大电网输入功率时，会使原继电保护装置的保护范围缩小，从而影响到继电保护装置工作的灵敏性与可靠性。

2.5强化反复性发电系统的电网运行

为深度分析电力系统，必须开展潮流计算，并且实施动态仿真，使用监理合理化模型，最大程度上保障结果。在进行光伏电池分布式系统的研究时，重点研究电源特征，构建动态化模型，掌握不同运行状态下系统的不确定性。目前，光伏发电技术已经被普遍应用。随着应用规模的不断扩大，极有可能会造成大系统电压以及频率等出现问题，比如稳定性不足，因此要深度研究光伏发电系统、系统运行方式、并网大电网形式等。提升光伏发电功能的预测精准度，使其及时受到不确定性因素的影响，还能够保障发电的可行性，顺利推进各项计划。提升技术水平，是推动光伏发电并网应用的重要手段和途径，必须要做好全面的分析和研究，最大程度上提高电网运行的水平。

2.6落实无功补偿

光伏发电运行中并网大电网的运行，落实无功补偿对其供电质量的提升，以及供电稳定性的保障奠定良好的基础。其中具体落实无功补偿的依据为，光伏发电微网运行中与大电网运行中，两电网之间的运行功率存在一定的差异性，该类差异性的表现直接呈现为高线损，高故障率，供电不稳定等现象。因此针对低等级的光伏发电微网实施无功补偿，则可使其在接入大电网并网运行时，整体的微网电能传输供应较为稳定，波动现象较少，最终有效地提升了电网的运行质量，对于用电户的稳定用电保障，以及各类供电设备的稳定运行，奠定了良好的基础。综合分析有效地提升了电力企业的实际收益，并且对于光伏发电并网接入大电网的稳定运行及可持续发展，发挥了积极的作用。

3.结束语

总之，由于光伏发电自身的不稳定与不确定性，传统的工作方法必将无法满足新的工作要求。这就要求不断结合情况发展制定可行的办法，调整电网结构、科学规划，促进光伏发电新能源技术的发展。

参考文献

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