光伏发电与风力发电的并网技术研究

光伏发电与风力发电的并网技术研究

宋志达

大庆油田设计院有限公司 黑龙江大庆163000

摘要：由于时代的发展，促使能源的使用方面也在不断进步，摆脱原有的只使用不可再生资源的状态。对现行的风力，水力以及太阳能的应用越来越广泛。而太阳能的能源较大，其能量的产生能够满足较大的能源需求，所以太阳能的使用已成为人们新的发展目标。对太阳能的有效利用，能够为人们创造出巨大的财富。光伏发电与风力发电是新能源的重要组成部分，主要是利用太阳能和风能，在光伏组件以及风力电站等设备的作用下完成电能转换。风电是一种利用自然风发电的方式，将能量转化为电能，而光电应用太阳能转化为电能，均具有清洁、环保、可再生特性，这对改善能源结构、减少能源对石油煤炭依赖、节能环保意义重大。基于此，本文根据光伏发电与风力发电的并网技术予以分析。

关键词：光伏发电；风力发电；并网技术

前言：在当前时代中，新能源技术发展迅猛，对能源结构产生巨大的影响，光伏发电与风力发电就是其中重要内容。作为新能源技术，光伏发电与风力发电具有环保、清洁、可持续等显著优势，具有极好的经济以及生态效益和价值。同时，也不可避免地存在一些漏洞。所以相关人员需要提高重视，利用科学的手段加强光伏发电与风力发电各个环节，让发电运行更加稳定，充分发挥光伏发电与风力发电的价值。

一、光伏发电与风力发电的并网技术意义

风力发电。并网风力发电规模大，由上百台大功率风电机组成，因而得到大电网的有效支持，能充分利用开发风力资源。风电并网发电通常是一个庞大的发电系统，数百台发电机可以协同工作，满足大量的电网，可以作为发电的基础，风能可以通过能源最大限度地利用我国丰富的风能资源，风力资源可再生、清洁、环保，并网风力发电最大优势是有效利用风力资源。

光伏发电。并网后光伏系统与电力系统有机集成，最终形成光伏系统。光伏系统并网后具有连续提供有功无功电能的功能，经电流源传至所需电力系统。变换器通过电网传输所需电能，光伏发电并网后无需蓄电池参与及协助，能减少运行成本。并且光伏发电并网后具有很高安全稳定性，具有零噪音、无害、安装简单、维护方便、兼容性好等优点。同时，国家充分意识到光伏市场发展的重要性，大力支持，加快了城市与沙漠光伏发电站研发速度及投入[1]。

二、风力发电和光伏发电并网存在的问题

（一）并网过程容易产生孤岛效应

孤岛效应是电网在铺设过程中没有电，电网电压不稳定或电网故障等孤岛效应的原因无法修复，如果电网不中断光伏和风能从而形成电厂，孤岛的作用是用户终端的用电量与风电光伏发电不一致，风电发电由于孤岛上电压异常大导致发电损坏。为了防止这种情况，通常会设置孤岛效应，以防止检测电网中的电压频率设备增加峰值，重启电网的不稳定状态。

（二）自然环境影响并网的可靠性。

为了风力发电和光伏发电的可靠性就要从根本上发现问题，解决问题。影响并网可靠性的原因有很多，由于它们本身属于清洁能源，所以天气原因决定风力发电和光伏发电的发电量。风的速度和光的照射属于不稳定因素，拥有不确定性，所以影响着并网的可靠性。比如光伏发电，光伏发电取决于日照的时间，强度，季节等，这些因素都会影响发电机组的发电量，这会导致电流不稳等因素。风力发电取决于风的速度，如果风速变换快会导致风力发电的频率变大从而影响电压电流的稳定，这些原因都会导致风力发电和光伏发电在并网后发电系统的配合，从而影响电力系统的安全运行。

（三）发电机组制作技术影响并网可靠性

由于风力发电和光伏发电等新能源技术都是从国外引进的，所以在利用这些技术方面不够完善。由于对这方面技术的认识不到位，导致风力发电机组和光伏发电机组的生产设计中的不明确，使得生产的设备有诸多不完善的地方，影响设备的发电量，发电质量和并网时的可靠性。因为生产的发电机组不完善，所以在风力发电和光伏发电并网之后，随着使用的时间，发电量的逐渐增加导致并网可靠性不能保证。虽然国家出台了相关方面的政策，但是发电机组的生产还是没有得到落实，发电机组的安全可靠性不能保证。有些企业只在乎从中谋利，从而不把精力放在发电机组的研究设计和生产中，发电机组影响并网问题没有得到解决，使风力发电和光伏发电的并网问题没有落实得到解决。为了解决这一难题，要落实风力发电机组和光伏发电机组的合理地设计生产再到应用。开发出适合我国的发电机组，加强对风力发电和光伏发电运行的监督[2]。

三、光伏发电与风力发电的并网技术

（一）最大功率点跟踪技术

最大功率点跟踪是指通过改变光伏阵列的工作状态，使其在输出功率最大的位置工作，以提高光伏电池的转化效率，实现最大功率输出。光伏发电并网系统一般采用两级式最大功率点跟踪控制策略，先将输入的直流电转换为交流电，再将其与电网进行连接。该技术在提升光伏发电并网系统工作效率、减少对电网的影响等方面具有重要作用。最大功率点跟踪技术是指通过调整逆变器输出电压的极性，使其与电网电压极性相反，从而实现系统输出电压与电网电压一致，达到稳定系统输出的目的。最大功率点跟踪控制技术主要分为三种：基于空间矢量调制技术的最大功率点跟踪、基于准谐振控制技术的最大功率点跟踪和基于准谐振控制技术的最大功率点跟踪

[3]。

（二）打造全新的配电系统

在风力发电和光伏发电并网过程中，应结合发电现状，打造全新的配电系统。在未来很长一段时间，风力发电和光伏发电都将会成为电力资源开发的重点内容。就配电系统的发展及完善而言，要从风力、光伏发电情况出发，依据二者并网后展现出的特征，打造出全新的配电系统。在打造配电系统过程中，相关工作人员要自觉主动地学习配电相关知识，掌握配电专业理论知识后，明确配电系统对风力和光伏发电并网的重要性。在此基础上，要积极开展配电的实地考察，通过实地调研的方式，对风力发电、光伏发电的位置进行探测，确定最佳的风力发电和光伏发电的并网建设方向。根据风力发电与光伏发电的并网方式、容量，制定科学的配电系统方案，从客观角度上对配电系统进行评价，有效实现对电压波动问题的解决。此外，电力工作人员要具体问题具体分析地规划并网电力系统，提高并网电力系统设计的科学性与合理性，使风力和光伏发电能够真正结合。

（三）提高发电质量

相关部门应明确界定风电、光电并网技术各项数据指标，并利用科学指标数据对并网技术合理控制。在风电与光电技术指标融合中，技术人员需控制技术指标，以完善并网发电系统，提高发电质量及并网技术应用效果。实践中，技术人员需建立合适的风电与光电网络，应用合适的网络系统控制不同类型发电性能，解决并网技术中的应用问题。另外，在应用并网风电与光电技术时，有关部门应减少电力系统操作步骤，简化管理流程，更好地控制工作步骤，全面提高并网系统发电质量[4]。

总结：综上所述，为保证光伏发电并网运行的可靠性和安全性，相关部门必须加强光伏发电与风力发电的并网技术研究和应用推广。风电与光电是确保电力行业良好发展、环境保护及能源的有效方式，要予以高度重视。当前，由于风力、光伏发电并网还存在许多问题，所以需加强其研究投入，利用新知识新技术解决这些问题，促进风电及光电发展。

参考文献：

[1]马建雄.光伏发电与风力发电的并网技术分析[J].光源与照明,2023,(09):141-143.

[2]施勇.光伏发电与风力发电的并网技术分析[J].科技经济市场,2023,(09):34-36.

[3]司惠中,侍相然.光伏发电与风力发电的并网技术分析[J].中国设备工程,2023,(03):224-226.

[4]李春奇.风力与光伏发电的并网技术分析[J].集成电路应用,2022,39(10):174-175.