泉州供电服务有限公司 福建泉州 362000
摘要:在能源形势严峻的背景下,光伏发电作为一种新能源发电形式,能够合理优化可再生资源,具有良好的发展前景。从电网的角度来看,光伏并网发电的特点与其他发电方式有明显的不同,给光伏并网发电系统带来一定的困难。本文主要探讨了光伏发电对电网运行的影响,并分析了相应的对策。
关键词:新能源;光伏发电;电网运行;影响;应对思考
一、新能源发展现状及未来方向
1、太阳能
太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的可再生能源,与人类和地球万物的发展一直息息相关。其能量巨大而且源源不绝,对人类来说,其开发价值巨大。
我国对太阳能开发较为重视,先后采取了一系列有力措施来支持太阳的开发。2006年开始出台了诸多政策和法规,以鼓励和支持太阳能发电的相关科学研究和技术突破,规范太阳能发电领域的行业准则。2015年,我国政府在光伏产业领域做了进一步的详细规划,对未来光伏产业发展方向和发展深度做出了明确指示,提出光伏发电的装机总量要在三年内达到超过三千五百万千瓦的战略规划目标。其后,我国光伏产业一路发展迅猛,仅安徽省内已建和在建的光伏电站,就超过了16座,总装机量也超过了30万kW。其中,安徽省光伏产业代表性工程“金太阳示范工程”总装机量就超越了15万kW。太阳能发电量在全省的发电比重也在逐年升高。其他省份也逐渐在政策指引下大力发展太阳能产业,不断升级太阳能发电理论和技术,研究生产新的太阳能发电设备。鉴于太阳能巨大的应用价值,我国未来对太阳能发电领域的政策支持和资源投入将进一步加大。
2、风能
相对于传统能源来说,风能的储量也非常可观。我国地域辽阔,生态多样,风能资源丰富。面对煤炭等传统资源储量不断消耗缩减、经济发展对能源需求进一步扩大的严峻形势,积极探寻和补充新能源刻不容缓。仅仅依靠太阳能显然是不够的,风能的开发和应用正合时宜。对于地理位置偏远的地区来说,用传统供电铺设工程提供电能难度较大,成本较高,而运用风力发电则具有较大优势。
当前,我国对风力发电领域的投入呈现出逐年增加的趋势。仅2013年,我国国家电网公司在并网风力发电方面的装机总量就已经达到了6426万kW,同比增长21.5%。2006年至2018年,国家电网公司在风力发电方面的总体调度年装机量总量增长率基本保持在平均76%的水平,年发电总量的年均增长率更是达到了85%。从全世界来看,我国在国家电网接入风力发电方面,无论是装机规模还是风力发电量,都达到了增速第一。
由此可见,我国对风力发电领域的重视程度和扶持力度之大。风力发电作为一项新能源,不但开发方便,而且分布广泛,是续太阳能之后的又一个重要的发电能源渠道,对传统发电能源进行了有效补充。未来我国在风力发电领域的支持力度势必会更加深入。
二、新能源并网对电网运行的影响分析
1、光伏并网发电系统对电网电压及其稳定性的影响
光伏并网发电系统的发电量,在电网内总发电量比例相对较大,在一定程度上影响着电网内的电压控制,并且对电网电压的稳定性造成影响。例如,某大区域内电网重负荷内安装了诸多光伏发电系统,基于此地区的光照条件而言,当其所有日照性质基本相同的情况下。如果该地区的日照出现重大的变化,再加上该区域太阳功率大幅度降低,则变会造成该地区功率出现缺额的现象。一旦该地区出现功率缺额现象较大,则会对严重影响着该地区的电压质量,甚至会降低该地区电压的稳定性。在此种情况下,则需要适当的调整光伏发电系统的占用比例。
2、光伏并网发电系统对电网频率的影响
当光伏并网发电系统发电总量占据电网总发电量比例增加时,由于光伏发电具备一定的随机性,在一定程度上会促使电网内的频率发生波动。如若光伏发电系统内的一次调频机组大多采用火电机组,将会严重降低汽轮机叶片的使用周期。此外,电力企业为了实现对大容量光伏发电系统发出的电能接纳,针对光伏发电并网系统的时变性,则需要电力企业必须在电网内部设置足够的调峰电源。同时,电力企业要重新审视传统的电网调峰容量配置,确保电网调峰容量配置的科学性与合理性。
3、光伏并网发电系统对电能质量的影响
光伏并网发电系统对电网电压质量,电压控制等会造成严重的影响。在光伏并网发电系统实际的运行当中,通常会受到日照的影响较为明显,而发电量由于受到诸多不稳定因素影响,经常会出现变化。然而,在电网当中,除了利用投切电容电抗器对电网电压进行调节外,通常情况下很少存在其他动态无功调节设备。如若此类发电量占较大比例,则其易变性会促使配电线路上的负荷潮流发生极大的波动,并且在一定程度上增加了电网运行时的电压调整难度。如若不能保障其调节的合理性,则必然会造成严重的超标现象。相对于系统电压的影响程度而言,主要与其系统容量的大小、以及系统的安装位置存在一定的联系。如果光伏并网发电系统处于较大规模时,会导致该系统出现电源减少等情况。通常情况下,如果当地变压器为系统提供此部分功率,则此类系统会对整个电网电压造成重要的影响。
三、新能源发电对电网运行影响的应对措施
1、将电网工程建设提升为国家工程
在电网的实际运行当中,需要加强电网工程提升为国家工程,并且加大对对投入。同时,电网公司要设定合理的建设目标,不但需要考虑到其实际投入,还需要从技术方面进行出发。新能源的发展需要得到国家职能电网的支持,由于新能源具有一定的随机性,因此新能源不能够进行商业化的储存,致使其更需要采用分散式。配备侧职能化改造,不但具备投资小见效快的特点,而且还能够有效解决光伏并网存在的难题。此外,还需要加强对智能电网的改造升级,第一,在电源侧,配备可支持不同电源的设备,以此来保障各类电网的并入;第二,在电网侧,加强完善电网系统,结合电网的实际需要,建立完善的智能化、数字化、可视化的集成系统;第三,在用户侧,安装智能电表,实现与用户之间的双向通信。与此同时,需要结合实际情况进行分析,合理计费。
2、汲取国外先进的经验
在新能源发展的过程当中,电力企业需要积极汲取国外丰富的经验,结合光伏发电系统的实际运营情况,制定科学合理的入网标准,提升国内太阳能产品的检测能力,同时及时消除可能会为电网运行的隐患。制定规范的光伏并网电站技术标准,使其达到相关技术标准,及时排除危害市场企业,避免其对市场运行造成不稳定影响。进而提升光伏发电的质量与水平,使电网运行得到安全保障。
3、加强资源勘测评估
电力企业需要加强对资源勘测评估,由于太阳能系统受到外界因素相对较为明显,尤其天气因素的影响极为明显。因此,电力企业需要结合当地的实际情况,加强对气象及地理条件管理,然后对光伏并网发电系统进行优化配置。只有做到合理优化资源,才能够实现其系统运行的可靠性,发挥光伏发电的优势。
结束语
综上所述,新能源发电对电网运行造成了各种影响,在一定程度上阻碍了新能源的发展。光伏发电作为新能源的一种形式,具有良好的发展前景。但在光伏并网发电的实际过程中,存在一定的缺陷和不足,会对电网电压、电网频率、电能质量等产生严重影响,导致不稳定因素增多,严重影响电网运行的安全稳定。因此,电力企业应分析光伏发电的影响,积极采取有效措施进行应对,确保电网安全可靠运行。
参考文献:
[1]胡海安,张纳川,陈兆骅.分布式电源并网对电网运行和管理制度的影响及思考[J].电力与能源,2013,34(6):661-664+668.
[2]蒋翔,滕其泽,刘峻何.新能源接入对电网运行影响[J].云南电力技术,2015,43(3):65-67+74.