摘要:太阳能是一种可再生能源,具有安全、清洁、分布广泛等特点,光伏发电能够有效利用太阳能实现电力能源的生产,符合现代化的节能环保理念。但是,光伏发电并网的电源容量的增加也会对配电网的运行控制产生不利影响,降低供电质量。
关键词:光伏发电;并网;电网运行;影响
一、光伏发电并网简介
光伏发电是指通过半导体界面的“光生伏特效应”将光能转换为电能的一种发电技术。光伏发电系统的实现需要太阳能电池、控制器和逆变器的配合使用,将多个太阳能电池板(组件)按照不同的排列形式(进行串联、并联)组成太阳能电池方阵,在接收太阳能之后电压逐渐升高,达到系统输入的标准之后就会经过光伏组件将其转化成为直流电,经过直流配电箱汇流到逆变器,将直流电转换为交流电之后再经过交流配电箱提供给电网或者相关负载。光伏发电系统并网方式主要有分布式和集中式。分布式是相对于集中式来说的,其容量相对较小,分布比较广泛,自身带有负载,例如居民太阳能发电;集中式就是指集中建立起容量较大的电站,可以直接向电网进行供电,自身并不具有负载。
二、光伏发电并网对电网运行的影响因素
2.1电压波动
基于光伏发电技术而产生的光伏并网发电系统具有较强的发电功能,但缺乏一定的调峰与调频能力,以至于电网的早晚峰负荷会受到冲击,进而导致电网电波出现波动。光伏并网发电系统的发电功能扔需要依靠传统的旋转机组来实现,而该机组的应用也是解决早晚峰负荷问题的有效方法,能够实现对发电系统早晚峰负荷的调频。同时,在光伏并网发电系统运行过程中,电力系统特别是配电系统运行的可靠性会受到影响,进而影响到电能输送。在太阳光照射强度较低的情况下,光伏并网发电系统会出现停电问题,而受该问题的影响,电能输送回出现问题,日常生活工作中对电力资源的需求也就无法得到满足。
2.2配电系统规划
当光伏发电系统并入电网后,整个电网系统都发生了改变,特别是配电系统。在光伏并网发电系统中,配电系统的功能不仅仅是分配电能,也具备收集、传输和分配电能等功能,逐渐成为了符合型系统。光伏并网发电系统的应用,会影响到配电系统的电能质量,导致配电系统出现谐波污染等问题。针对这种现象,在规划配电系统的时候,应改良传统规划思路,创新配电系统规划想法,以便确保光伏并网发电系统中的配电系统能够更好地发挥作用。此外,在传统电网系统中,分布式光伏发电的接入,会导致电网出现短路电流,也会降低供电可靠性,进而影响到供电经济性。因此,为了更好地解决上述问题,应重视配电系统的规划工作,以便从根源上解决这些问题,从而确保光伏发电系统的能量利用率能够得到有效地提升。
2.3微电网
光伏发电系统与传统电网的并网需要利用微电网来完成,而微电网的运行状态也包括多种。当分布式光伏发电系统并入电网后,电网功率的双向流动才能够真正实现。然而,在光伏并网发电系统的运行过程中,若电网出现故障,则需要依靠相应的装置去控制电网的运行,以便确保電网和微电网能够在此基础上实现独立运行,避免出现供电中断等问题。与传统发电系统相比,光伏发电系统有着明显的区别,比如电网功率。在并网过程中,若是并入单个光伏发电系统,则电网功率会很小;但若是光伏发电系统大规模的并入,则电网系统的运行及特性又会受到影响,而这也是光伏发电并网存在的一个重要问题。
三、加强电网安全运行对策分析
3.1加强科学规划管理
针对分布式光伏并网电力系统在运行过程中可能出现的一些问题,相关电力企业应该加强对电力系用的规划与管理工作,通过科学的规划管理确保电网的正常运行。由于分布式光伏接入配电网之后,会导致传统电源的比例降低,从而对配电网的控制方式与结构造成影响。因此可以看出,未来一段时间内低压配电网的应用会逐渐增多,电网电力电量多数都由低压配电网供应。为降低分布式光伏并网对电网可靠性与供电质量的影响力,电力企业应该加强对电网顶层设计,对电网设计进行规划。电力企业可以以电力电量平衡、电气仿真计算及负荷预测等方法为基础,对分布式光伏并网点网规划进行高渗透率与高密度的研究。从而对电网分布式电源并网进行合理规划,为后期电网的安全性与稳定性提供保障。电力企业在进行分布式光伏并网点网应用时,需要对并网运行流程进行规范管理。分布式光伏并网点网在运行过程中容易出现波动性或者间歇性等特点,从而对电网的正常运行造成不利影响。
3.2加强科技创新
随着分布式光伏并网电网规模的不断扩大,电力企业对电网的控制能力逐渐降低。电力企业应加强科技创新与应用,通过新型的科学技术对信息进行采集,不断丰富信息数据的类型与采集渠道。电力企业可以通过信息平台对分布式电源进行信息采集,从而达到对各分布式电网区域内信息的采集。随着技术的不断发展,一些新型管理装置已经出现在电力行业中,对电力企业加强电网运行管理具有一定的促进作用。比如主站平台、就地监控装置等。电力企业可以通过主站平台对数据进行发布、展示、调度控制、存储、收集、应用等,从而对分布式电网电源进行数据采集,对配电网各区域内电力系统正常运行进行数据采集。电力企业可以利用科学数据分析方法,对采集的数据进行分析,从而为电网检修、运维、调度等提供精准的数据参考。电力企业可以通过就地监控装置对数据进行采集与上送,并与主站平台调度控制指令进行响应,从而实现对分布式光伏并网电网的控制。随着分布式光伏并网电网规模的不断扩大,这种供电方式会成为未来电网发展中的一种主流模式。因此,相关电力企业应加强对科技的创新研究与应用,通过新型管理装置,不断提高对电网的控制能力。
3.3加强电网和分布式光伏的协调控制
由于分布式光伏并网发电主要是通过太阳能辐射转化成电能进行的,所以分布式光伏的发电量容易受到气候、光照强度等外界因素的影响,从而导致分布式光伏并网电网的运行的稳定性不足。虽然少量的分布式光伏小电源对整个电网的正常运行不会造成影响,但若是分布式光伏电网应用超出了一定的范围,就会对配电网的运行方式造成影响。比如电网的频率控制、电压形态、无功潮流、动态稳定、有功功率、谐波等。因此,电力企业在进行分布式光伏电网应用时,需要与配网进行一定的协调处理,从而降低分布式并网电源对电网造成的影响力。这需要相关电力企业加强对分布式光伏并网电网的研究,对如何协调分布式电源并网与配网进行深入研究。
结语:
光伏发电因为自身发电方式的特殊性以及发电设备的特殊性,在发电过程中有许多新型的,尚待解决的问题。因为问题的新颖,各种研究观察的核心也逐渐转移到优化方式上,如何更好的解决各种问题也成为社会关注的重点。各种可持续发展的贯彻理念以及国家政策的支持,为更好的解决相关问题提供了必要的基础,相信问题的解决也指日可待。
参考文献:
[1]贺眉眉,李华强,甘立勇,等.RLC负荷模型分布式发电孤岛检测方法研究[J].电力系统保护与控制,2017,39(6):7~11.
[2]杨成鹏.光伏分布式发电系统并网对农网馈线电压的影响及其保护研究[D].北京:华北电力大学,2017.
[3]赵平,严玉廷.并网光伏发电系统对电网影响的研究[J].电气技术,2017(03):18~19.