【摘要】:结合光伏发电并网后对电网运行中产生的几个不利影响,包括电网运行控制、电能质量、孤岛效应等问题.提出具体的解决措施.从而提高光伏发电接入配电网的可靠性。
【关键词】:光伏发电;接入配电网;可靠性
引言
我国的能源与经济发展之间的矛盾使得能源问题变得越来越紧张,光伏发电能够一定程度上缓解这些能源压力。目前先进的分布式光伏发电技术,从而可以满足人们在日常生活、工作之中的用电量,确保人们更好的从事各种活动。
1.光伏发电并网对电网运行的影响
1.1电网运行控制不佳
光伏电源的有效使用对于人们生活水平、工作质量的增加具有重要意义,这也充分体现出了光伏电源在电能有效使用过程中的重要性。光伏发电并网的使用可以实现太阳能转换为电能的有效利用。但是伴随着光伏发电并网使用规模的增大之后,一旦供电环境变得恶劣,供电站的相关工作人员对于变化的电网功率不能得到准确的把握;对于在大规模使用之后的电能的负荷增长也是无法做出准确的判断。这两方面的不可把握性就造成相关工作人员在进行电能的调度过程中出现困难。
除了大规模使用之外,工作人员无法对负荷以及电网功率做出准确把握之外,太阳能发电的过程中也存在着许多其他不可控因素。例如太阳能发电的过程中受到一些不稳定因素的影响的时候,在这些不稳定的因素之下,有时会发生较大的问题,这样就会造成严重的问题。在这种情况之下,光伏发电并网就不再适用,相关工作人员就需要采用传统的手段进行发电,这样电能的重新调度,就无法满
足人们对于电量的正常需求,无法保证人们的正常用电。
光伏发电并网之后,电网中的接入光伏电源就会增多,光伏电源数量的增加就会增加电网调峰、调频的压力,使得电能的调度过程中受到明显的影响。同时在公共电网中,接入光伏电源,会让光伏电源的数量以及应用的区域变大。在这种情况下,如果电力系统不能够对所有光伏电源进行控制,那么就会使得电力系统的供电设备、电压值等出现问题,从而造成控制效果比较差,造成整个电网运行过程中的安全事故。
1.2电能质量受损
光伏电源在并网之后,其运行需要在高频调制之下,进行逆变器的运转工作,但是在这种方式的运行之下,是比较容易出现谐波的,谐波会让电能的质量受到损伤。如果在谐波放大之后,那么对于原本电网而言其、输出功率也会相应发生变化。变化之后的输出功率对于工作人员而言,更不容易调控,所以就容易导致整个电网的电压不稳定,从而导致安全事故。同时,我国传统的电网带那个供应模式是单一供应,但是这是不符合光伏电源接入之后的情况的。在光伏电源接入到电网之后,其相应接入点的电压是不相同的,因此就需要对接入光伏电源之后的电网进行管理,这样就会造成其中需要对此进行管理的环节比较多。在以上儿种情况之下,在出现谐波,电压、输出功率的不稳定性、工作环节的增多都会造成电能质量受损。
1.3孤岛效应
孤岛效应往往多发生于光伏电源与公共网络并网之后。在电网的运行当中,如果公共电网中出现故障,那么公共电网就不能为人们提供正常的供电,但是在这一过程当中,光伏电源还在正常的进行供电。如果在出现故障的时候,不能进行及时的维修与检修,光伏发电还在正在进行,就会使得很多处于孤岛地区的人们不能得到及时的电能供应,从而形成了孤岛效应。与此同时,如果维修人员直接进行故障的检查与维修,很容易发生安全事故,如果维修不及时,则会造成供电的不充足,影响人们的正常生活与工作。
2.提高光伏发电接入配电网可靠性的手段
2.1储能技术的应用
太阳能作为自然界的巨大能源之一,具有极高的清洁型,可利用性极高。但是,由于地球运动,会出现昼夜交替、季节变动等自然现象,导致使用太陽能的时间受到了极大的限制,所以,如何克服太阳能的时间限制,保持太阳能的稳定持续的收集、供应,是世界各国亟需解决的问题。现阶段,光伏发电储能技术主要有四种,即蓄电池储能、超级电容器储能、飞轮储能和超导储能,上述储能技术不仅是当前保护系统可靠性的重要手段,而且也是预防配单网中出现瞬时供电中断、涌流、电压脉冲等问题的有效方法。其中蓄电池作为模块化、可靠性较高的一种储蓄技术手段,在供电负荷高、质量要求高的区域被广泛应用。常见的蓄电池有锂离子电池、液流电池、铅酸蓄电池等。超级电容器是指一种使用特殊材料制作出的多孔介质,它比普通的电容器的介电常数高,所以具有更强的容量和耐压能力,但却保持了普通电容器能量释放快的特点。经过相关的研究,人们发现将超级电容器与蓄电池并联,能够延长放点时间、降低内部损耗,有助于改善供电系统的可靠性和经济性。此外,飞轮储能和超导储能技术,在优化供电系统稳定性、可靠性上都有重要的作用。
2.2无功补偿装置的应用
无功补偿装置是一种安装在电力系统中关键位置,用来提高电网功率因数、降低线路和变压器损耗、提高供电效率的装置,它能够优化光伏发电的供电条件,使其具备更高的稳定性和可靠性。21世纪以来,世界各国的科学技术水平都得到了极大的进步,为配电网设备的更新提供了技术支持,减少了光伏发电的不可控性,其中无功补偿装置发挥了重要的作用。早期的无功补偿装置成本较低,实际应用难度较低,但是采用FC+MCR的整体运行效率较为缓慢。近几年由于科学技术的快速发展,采用了SVG无功补偿,相较于旧有的装置,SVG虽然成本有所提升,但是整体性能更好,反应更快,且更为稳定。但是SVG无功补偿装置应对大功率情况较差,所以当下电力供应系统采用35kv直挂式SVG无功补偿装置。虽然有效地弥补了SVG无功补偿装置的不足,但是其结构更为复杂,导致设备维修护理难度较大,且成本更高。所以,保证光伏发电的稳定性,还需对电力供应系统的无功补偿装置进行进一步研发,才能保证光伏发电的可靠性。
2.3动态孤岛与符合划分原则的共同应用
由于光伏发电的不稳定性和间歇性,需要电力供应系统提前设置好应急处理系统,解决光伏发电实际使用过程中可能发生的断电、电能供应断续、设备短路等问题。动态孤岛正是用于解决这一问题而设置的,能够有效地解决光伏发电不稳定导致的设备问题。在光伏发电正常使用时,动态孤岛系统处于封闭状态,不参与电力供应系统的运行。当光伏发电电力供应出现异常时,动态孤岛系统自动运行,将对应设备的开关进行自主断开,形成电路孤岛,避免电力短路出现的安全事故。同时,也有利于电力维修人员快速排查故障线路,对问题及时消除,保证光伏发电系统的可靠性、稳定性,使其能够持续地进行电力供给。
结语
总而言之,光伏发电作为太阳能能源种类之一,能够保证能源供应的充足且环保,研究光伏发电接入配电网可靠性,能够帮助我国新能源行业探索能源发展新方向,增加我国能源种类,提高光伏发电在实际应用中的安全性,使其能够充分地发挥新能源高环保、强供应、低消耗的优势,为我国发展提供坚实动力。
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