光伏发电并网对电网运行的影响与对策

光伏发电并网对电网运行的影响与对策

陈振宁

中广核新能源控股有限公司新疆分公司 新疆省乌鲁木齐市 830011

摘要：当前我国电力事业发展迅速，随着光伏发电并网的融入，我国电力服务水平不断提高，在我国电力新能源技术推广创新的各方面都发挥了重要影响。对此文章对光伏发电并网对电网运行的影响进行分析，并结合实际运行情况探讨提高光伏发电并网下电网运行的改善措施。

关键词：光伏发电；发电并网；电网运行；发电运行

引言

随着经济的不断增长，资源以及能源不断的消耗，作为清洁能源的光伏能源的开发以及应用就显得越来越重要。我国太阳能资源非常丰富，在我国境内，除了西南以及黑龙江边境地区以外，其他地区均为高太阳能辐射区，太阳能资源特别丰富，在这些地区发展光伏发电，无论是地理位置还是光照条件方面都极其有利。然而，在实际的光伏发电在我们国家的发展却依然存在有许多的问题，例如，光伏发电的功率不够稳定、调度性不强、随机波动变化较大、间歇性发电等等特征。上述的这些原因都对于电力的调控产生了很大程度上的影响，对于电力调控以及管理工作而言，都将是一个巨大的挑战。

1发展光伏发电的前提及光伏发电并网简介

以往人类在生产生活中大规模生产和广泛利用的能源是常规能源、也叫传统能源,如煤、石油、天然气等,这些能源都是一次性非再生能源,是在地壳运动中经千百万年形成的,在短时间内不会再生。大量传统能源的消耗引起了人们的危机感并且带来了严重的环境污染,产生了酸雨、霾、温室效应等一系列严重的环境问题。环境污染既损害人体健康又影响动植物的生长,破坏经济资源,损害建筑物,严重时可以改变大气的性质,使生态受到破坏,如果不加以控制和改变,长此以往人类将自食其果,毁灭于环境污染中。迫于这种压力,人类开始提出可持续发展理念,关注环境、注重环境保护,开发利用新能源。新能源是指在新技术基础上加以开发利用的的可再生能源,特点是取之不尽、周而复始,从而取代资源有限、对环境污染严重的化石能源。新能源包括太阳能、风能、地热能、潮汐能等。光伏发电是将太阳能转换成电能的发电系统。光伏发电装置主要由三部分构成:太阳能电池板、控制器、逆变器。太阳能电池板是由一块块能接收太阳能的电池串联组合而成,再连接控制器就形成了光伏发电装置。光伏发电主要原理是利用光电效应使半导体与金属结合的部位之间产生电位差的现象,其次是形成电压过程。光伏发电装置所产生的电为直流电,需通过逆变器转化为交流电才能供给电网使用。将光伏装置产生的电并入公共电网供其使用就叫做光伏发电并网。

2光伏发电并网对电网运行的影响

2.1电网运行控制不佳

伴随着光伏发电并网使用规模的增大之后,一旦供电环境变得恶劣,供电站的相关工作人员对于变化的电网功率不能得到准确的把握;对于在大规模使用之后的电能的负荷增长也是无法做出准确的判断。这两方面的不可把握性就造成相关工作人员在进行电能的调度过程中出现困难。例如太阳能发电的过程中受到一些不稳定因素的影响，比如雷雨天气、大风等等，在这些不稳定的因素之下,太阳能发电设备容易受到损坏，同时也不利于太阳能能源的储备。在这种情况之下,光伏发电并网就不再适用,相关工作人员就需要采用传统的手段进行发电,这样电能的重新调度,就无法满足人们对于电量的正常需求,无法保证人们的正常用电。光伏发电并网之后,电网中的接入光伏电源就会增多,光伏电源数量的增加就会增加电网调峰、调频的压力,使得电能的调度过程中受到明显的影响。

2.2谐波污染明显

现阶段，光伏发电接入到智能配电网后，系统的发电量占比显著增大。对此，有关部门需采取针对性措施治理谐波污染。如无法保证管理的有效性，出现谐波能量叠加问题，则谐波污染就会超出可控的范围，若供电系统中出现若干谐波源，则并电系统内可能会产生其他谐波，进一步影响供电的质量。另外,由于光伏发电系统所发出的电为直流电,在经逆变器转变进入电网时肯定会产生谐波,对电网造成影响。

2.3对电压和电能质量的影响

在光伏发电装置产生的电能没接入电网前,电网的电流形式单一且电流平稳易于掌控。而当光伏发电装置产生的电能接入电网后使得电网的电流形式多样化,并且光伏发电装置产生的电能本身会受天气等的影响造成发电量不稳定,这种影响会延续到并入电网后,对电网的电流产生影响,导致电网的电流不稳定且变得不易掌控。大型光伏发电系统发电量高、对电网影响大,然而如果大型光伏发电系统受天气影响势必会造成电压的波动。

3光伏发电并网对电网运行影响的改进策略

3.1提高电网的控制

1. 因为光伏电源受到辐射度、光照等的影响还是比较大的。所以针对这一情况,相关技术人员要对光伏电源接入电网之后所在区域的光照强度、辐射度、云层量进行调查,再利用相关技术构建光伏发电功率的模型。通过相关自然条件与光伏发电功率相结合,找到存在的规律,从而为后期的实际运用提供相关数据的支持。第二，通过相关的数据来找到安装光伏电源的最佳位置,减少外来因素对于光伏电源的影响,提高光伏电源在应用过程中的稳定性。第三，需要进行电能的储备。储能技术主要有以下几方面：首先，磷酸铁锂电池储能技术。在我国电能储存技术中，锂电池的应用较为普遍，当前很多电子设备都是用锂电池进行储能与供能。其次，钒电池。通常，钒电池也被叫做氧化还原液流电池，是一种当前研发力度较大且容量较大的电化学储能电池。它不同于其他电池的特点是正负极处都使用了钒盐溶液，作为当前很多储能领域的首选，钒电池的优势也是非常明显的：其系统运行安全性较高。另外，飞轮储能技术。这种技术在当前的应用范围相对广泛，就是利用飞轮动能储存的形式进行电能转化及储存，也是一种较为新颖的分布式光伏系统储能技术。由于飞轮储能技术在实际应用中能量密度较大，并且为纯物理方式储能，因此在稳定性方面表现较好，并且对于环境本身的稳定性要求也最低，不过它的造价也相对更高。当前应用较为普遍的飞轮储能技术就是单冲程柴油机飞轮储能。

3.2预测输出功率

预测光伏发电输出功率能够更好地把控光伏发电运行概况，同时也可积极协调电网电流分布、负荷分布的关系。光伏发电有效输出功率预测的研究十分有限，且研究缺乏深度。预测中，工作人员需结合系统实际完成光伏发电配网建模，并依据电站位置的光照敷设至模拟光伏发电功率，借助专业的计算公式预测输出功率。但是，很多因素均会影响光伏电源的输出功率，且其极易发生较大的变化。因此，在未来的发展中依然需要加大研究力度，开发更为合理和完善的预测方法。

3.3改善孤岛效应

光伏发电系统并网之前要制定完善的政策和相关标准,规范其运行,将对并网之后的影响降到最低;其次,对接入电网的光伏发电站必须要求配备“孤岛效应”检测技术装备,防止“孤岛”现象发生,保护电网电流的稳定性和工作人员的安全。孤岛检测技术有主动式检测和被动式检测两种方式,主动式检测是指主动制造扰动,当发生故障时扰动快速增加并被检测出来,而被动式检测技术是指只在产生故障时检测波动。

3.4提高电能质量

供电单位要想提高电能的质量,必须要提高电能的监管工作。相关人员可以在并网之前,对每一个光伏电源的接入点都进行电能质量的综合性管理。通过对接入点都进行电能质量的综合性管理实现电能质量的检测。在检测的过程中,如果发现谐波或者是电压波动,相关的技术人员可以迅速采取措施,从而加强对电能质量的控制。

结语

光伏发电并入配电网后，直接影响着配电系统的运行质量，无法满足电力事业的发展需求。对此，有必要结合实际采取有效的解决措施，合理设计配电系统，完善智能配电网供电机制，以此促进供电系统的稳定运行。

参考文献

参考文献

[1]康红玉.光伏发电接入对郓城电网的影响分析[D].山东:山东大学,2018.

[2]张一飞.光伏发电并网对接入电网稳定性影响的研究[D].天津:天津大学,2018.

[3]李少华.新能源发展对电网运行的影响及应对思考[J].南方农机,2019,50(02):214.