光伏并网对电网电能质量影响的分析研究

光伏并网对电网电能质量影响的分析研究

何华炜

广东岭南设计院有限公司  广东 广州 510630

摘要：我国现代化建设目前已经初步取得了成果，各种各样的先进技术如同雨后春笋般纷纷涌现，特别是涉及电力供应的技术探索，更是在世界范围内首屈一指，光伏发电技术的出现和应用，解决了传统电力生产中消耗过大的问题，保证了电力行业的环保效果。本文在对光伏发电与并网技术的概念和应用优势进行分析的基础上，探讨具体的光伏发电与并网技术要点。

关键词：电力供应；光伏发电；并网技术

引言

当前，在实现碳达峰、碳中和目标过程中，光伏发电等新能源发电系统成为关键。光伏发电系统因具有能量的无污染、可持续、可靠、获取方便等特点受到了重点关注，成为当代最具潜力的新能源之一。本文针对光伏发电并入电网系统进行仿真分析，介绍了光伏发电系统的原理，基于ETAP搭建了光伏发电并入电网系统的仿真模型，并针对标准工况进行仿真分析，为实际光伏发电系统并网参数分析提供仿真方法。

1光伏并网发电系统组成

光伏并网发电系统主要是由继电保护装置、光伏列阵、逆变器、储能装置以及最大功率点跟踪装置等组成的。为了能够保证电压和电流处于相同的频率，在整个光伏系统中最基础的环节就是光伏列阵，可以利用光伏列阵将太阳能转化为电能，然后再通过电池单体根据电压电流的实际需求，将其串并联安装在支架上。但是，光伏电池的列阵具备很强烈的非线性特征，主要是由于在电力输出过程中会受到负载光照以及温度等多种因素的影响。最大功率点跟踪装置能够保证电池列阵时刻保持最大的输出功率，确保能够真正实现光伏能源的高效利用。而储能装置主要就是对光伏系统中的电能进行调节和控制，在光照过程中将充足的电能进行储存，等需要的时候再将储存的电能释放出来，可以对供电平衡状态以及电源的输出状态进行有效的调节。逆变器主要是针对光伏发电系统以及电网进行有效的连接，通过逆变器和变压器能够将直流电转化为可以供人们利用的交流电，也是整个发电系统中的重要组成部分。光伏发电系统还有一些非常典型的特征，就是受到外界温度光照等因素的影响，会影响输出功率，导致发电功率不够稳定，不具备可控性，整个光伏系统的造价非常高。所以，最大限度地保证太阳能的吸收利用，控制运行成本是相关工作人员需要重点解决的问题。只有切实提高光伏发电系统的有功功率，从根本上提高太阳能的利用率，才能够确保系统的并网电压和并网电压相一致。

2光伏发电并网环境下的电能质量控制对策

2.1设置控制器

光伏发电所使用的风能是可再生的绿色资源，所以随着我国不断推进可持续发展理念，使得我国光伏发电已经成为国家目前最为重要的扶持项目之一；光伏发电厂在建设规模上得到了进一步的拓展，电力事业也凭借光伏发电厂的建设迎来了全新的发展格局，而对于光伏发电进行质量控制则需要根据风能的特殊性，坚持一切从实际出发的角度，采取有效的质量保障措施，既要保障光伏发电的稳定性，也要不断提高光伏发电的高效率性。在对光伏发电进行质量控制时，必须要使用到相应的控制器，主要针对电能质量进行控制与管理，同时也需要对电压进行适当的补偿，电流要根据实际情况制定出补偿预案。结合这些需求，在进行光伏发电场施工建设时，需要设计出综合型的补偿机制以及综合类型的运行管理设备。行业内最为典型的补偿性装置便是统一电能质量方面的设备，这一类装置能够对不同的串联或并联效果进行融合配置，因此便可以实现良好的补偿目的，满足用户不同的供电需求。另一方面，具有统一电能功能的控制器往往技术更为先进，能力更为突出，所以在使用的过程中，我们可以采取谐波补偿的方式，能够进一步提高光伏发电的质量。

2.2光伏发电与并网施工技术

①要保证施工前的准备工作，做好定位放线等一系列工作，确保光伏电力设备施工位置的合理性，同时做好支架的焊接等，在此基础上安装太阳能电池板等设备，保证光伏发电技术的正常应用。②要在正式进行光伏发电与并网施工之前，对光伏电池的安装位置进行清理，避免杂质在后续发电过程中成为安全隐患。③工作人员应该严格遵守相关的施工要求，保证每一个操作的合理性，以更加标准的操作降低质量风险。同时在安装电池板之前需要进行质量检查，确定没有质量问题才能进行安装，在此基础上测量开路电压，符合光伏电池额定电压的情况下进行安装。④保证汇流箱安装效果，要保证汇流箱能够稳定地安装到特定位置，另外要关注桥架安装问题，确定桥架是否有变形等，如果存在这类问题需要进行更换。⑤要对安装后的设备进行调试并使之完成并网，工作人员要对安装结束后的每个设备进行运行试验，确定其能够正常运行以后，建立光伏发电系统的参数控制，确保调试结果符合运行要求后，可进行并网操作。

2.3构建风力发电与光伏发电系统的验证环境

为了获得风力发电与光伏发电更好的并网效果，保证整个输配电网络的运行稳定性，首先要做的就是加强对新能源发电方式的特性研究，结合新能源发电方式的特性为其建立两种发电系统的动态与静态模型，进而加强对两种发电系统的优化改进。通过对风力发电与光伏发电系统的模型分析，为其设计出更加完善的控制系统，在设计中要利用电力软件对两种发电方式供电能力进行准确计算，这样才能为后续风力与光伏发电系统的测试与验证打下良好基础，提供更加详尽的数据资料。为了降低环境因素对风力与光伏发电系统造成的影响，还应该在发电系统的建模研究中加仿真实验，在设计中要结合以往风力与光伏发电系统的典型案例并对所设计的发电系统进行运行方式、故障场景的模拟，进而分析系统设计方案中存在的漏洞，针对相关风险因素制定更加完善的解决措施，提高发电系统的控制能力。在仿真实验中，要对新能源发电系统的运行进行仿真计算，为了更好地积累新能源发电的并网经验，我们要建立专门的数据库，将研究设计中的成功参数与有效控制措施记录备案，这样有利于为后续工作提供参考依据。风力与光伏发电系统的设计要注重加强其与电网共同作用的研究，当风力发电与光伏发电网络与输配电网路进行连接后，三者之间的作用情况较为复杂，如果不能准确掌握新能源发电系统的作用情况以及电网运行特性，就会影响整个电网的运行稳定性。因此，在风力与光伏发电的并网设计中要通过全新的方式对两种发电方式影响情况加以分析，在通过对设计方案的调整、改进来提升配电系统的稳定性，降低主网与微网之间的相互影响。设计人员必须找到主网与微网之间存在的本质区别，才能找到更适合的并网方式，让并网设计水平得到提升。

结语

在当前的物质生活水平状态下，人们对于电能的依赖性会越来越强，将导致用电量的需求不断增加。为了更好地迎合我国可持续发展战略要求，未来光伏发电规模会得到更进一步的推进，而这其中光伏发电并网技术所存在的各类问题将成为光伏发电规模扩大化进程中的绊脚石，值得业界人士给予充分的重视。要根据目前的技术水平以及问题原因，通过采取设置控制器进行谐波控制以及抑制电压波动与闪变等措施来保障风力发电的质量，推动光伏发电并网技术不断优化升级，为国家电力行业发展做出努力。

参考文献

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