光伏发电并网对电网运行的影响及解决策略王丽娟

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月3期   作者:王丽娟
[导读] 作为清洁能源的一个重要发展方向,光伏发电技术近年来取得了持续快速发展,
        摘要:作为清洁能源的一个重要发展方向,光伏发电技术近年来取得了持续快速发展,光伏并网已经成为太阳能资源的主要利用形式。积极发展光伏发电并网技术,是我国应对环境压力,推动绿色、可持续经济发展模式的重要切入点。本文对目前国内外光伏发电并网技术的发展现状及趋势进行了梳理与分析,并提出了我国未来发展的重点及对策建议。
        关键词:光伏发电并网;电网运行;影响;解决策略
        引言
        社会经济与科学技术的飞速发展,给光伏制造业提供了良好的发展契机,使得光伏发电技术获得了广泛的推广与应用。同时,在国际市场需求不断增大以及国家政策的影响下,大众对光伏发电与并网技术的重视程度逐渐提高。所以,加强对光伏发电与并网技术的分析和研究迫在眉睫。
        1发展光伏发电的前提及光伏发电并网简介
        环境污染是由于人类不恰当的行为引发的各种使人们生活受到严重影响的行为,环境污染严重破坏了人类的生产生活条件。如今,由于环境污染越来越严重,人类赖以生存的环境被破坏程度越来越高,不得不使人类将环境治理与解决能源需求的问题提上日程,并成为人类生产生活中必不可少的一项工作。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。
        2关于光伏发电并网技术
        2.1光伏并网逆变技术
        并网逆变器是实现光伏并网的重要组成部分,主要作用是将光伏电池产生的直流电能转化为交流电能,并实现与电网电压的同相同频,从而实现与电网电能的交互。目前光伏发电系统中常用的逆变器包括集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器三类,不同类型逆变器技术特点不同,适用于不同的光伏发电系统。
        2.2光伏并网监控技术
        为了保证光伏发电可靠、高效的并网运行,电站监控系统是其中的关键环节。目前大型电站大多配有监控系统,除了具备常规的数据采集和保护功能外,往往还能够对光伏系统进行能量管理,针对不同的应用场合,对光伏发电功率进行控制,提高系统运行安全可靠性和经济效益,有些还具有远程控制和云数据功能。
        2.3孤岛效应检测技术
        孤岛效应,主要是指当电网系统出现故障时,供电会中断,但是,光伏并网发电系统却在运行,并且是以负载电压的模式进行供电,从而形成了自给自足的孤岛模式。如果不加强对孤岛效应的监测,会使得供电系统中的电压与电频无法控制,直接损坏用户的相关设备,并且威胁工作人员的生命安全。
        2.4太阳能光伏发电并网电流控制技术
        逆变器在并网技术中主要起控制作用,在逆变器的作用下,直流电能科学转为交流电。设置逆变器,根本目标是对电力谐波进行科学的降低,从而确保电压供应的效率明显地提高,由此保障电流输入环节与输出环节的科学性与稳定性。光伏发电并网电流控制技术,主要应用目标是对电力总谐波的失真率进行科学控制与有效减少,而电流控制策略的好坏直接影响着变换器控制系统的实际运转情况。


        2.5光伏发电与并网施工技术
        首先,准备工作,主要是开展定位放线工作,对支架的基础构建进行科学的焊接,同时,安装电池板的支架以及太阳能电池板等设备,再安装电器工程并进行调试并网操作等。其次,在开展全面施工前要对光伏屋面进行彻底的清理,保障施工现场用电的安全性,同时,按照安装图纸的要求进行安装操作,确保施工的安全性与规范性。另外,安装太阳能电池板之前要对其进行严格的检验,确定太阳能电池板无质量问题,并准确测量开路电压。进行汇流箱安装时,安装操作前要进行严格的检查。在安装过程中,要充分保障安装的稳定性与电缆之间距离的安全性。在桥架安装方面,要先对桥架的外形进行检查,保障其符合设计要求,并且用螺栓进行连接固定。最后,调试并网操作,要先对系统的性能进行检测和调整,确保各个设备都能正常启动与运转,并且光伏发电系统的各项参数都能得到监控软件的全面监控,待调试运行合格后,才能进行并网操作。
        3光伏发电与并网技术的应用要点
        3.1谐波方面
        利用光伏发电与并网技术,能将太阳能资源转变为电能,并且还能在电网中进行电能接入。但是,在实际的并网过程中,并网系统中的电流、频率以及相位都要与电网系统具有一致性。然而,在并网与电网相互作用的影响下,会产生不同程度的谐波污染问题。我国现阶段针对谐波有着明确的规定,所以在光伏电网并网技术中,要根据国家相关部门对谐波的具体数据要求开展谐波危害评估工作。在进行正式并网之前,要确保谐波电流检测的合格性,如果明显存在谐波干扰问题,则要结合实际干扰程度,及时安装滤波器等设备对谐波干扰问题进行科学的消除。
        3.2电压波动方面
        在光伏系统中,光照强度对输出功率有着十分重要的影响。光照条件强烈,光伏系统的输出功率则较大,而光照较弱,输出功率则较小,甚至会出现无输出功率的情况。所以,设备故障问题、天气的问题以及光照强度等方面的因素都会对光伏系统的输出功率造成不同程度的影响。对光伏系统中突然切机过程中的电压影响计算工作,不仅要确保计算的精准性与全面性,还要对电压的波动做好清晰详细的记录,在补偿处理中,要充分结合电压波动的具体情况,确保电压波动值不高于1%。
        3.3无功平衡方面
        如果光伏系统中的功率因素超过0.98,这时光伏系统则是纯有功输出状态,而光伏系统中分层分区就地平衡原则要求,光伏系统必须保证具有无功补偿,由此才能确保光伏系统符合公共电网的各项要求,降低线损,提高电能供应的实际质量。所以,在实际的工程中,要在充分考虑公共电压的具体情况以及各项用电负荷情况的基础上开展无功平衡设计工作,提供无功平衡的合理性。
        结语
        光伏发电与并网技术,不仅能实现对太阳能资源的科学转换,降低对不可再生资料的消耗,同时,还能降低对自然环境的污染与破坏,同传统类型的能源开发技术相比,具有明显的应用优势。所以,加强对光伏发电与并网技术的研究与应用,可以为社会经济的可持续发展提供有力的保障。
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