光伏发电系统对电力调控的影响探讨

发表时间:2020/7/30   来源:《当代电力文化》2020年第7期   作者:刘志耀
[导读] 在电力调控中,重要参数为配电网的电压值,当发现电网线路的电力参数超出设定值时,需要采用合理的方法完成调控工作
        摘要:在电力调控中,重要参数为配电网的电压值,当发现电网线路的电力参数超出设定值时,需要采用合理的方法完成调控工作。当光伏发电系统接入电网中时,会对配电网产生两种影响:积极影响是,可以发挥稳压作用;负面影响是,光伏发电系统的相关运行参数会导致电网中电压的稳定性下降,降低了整个系统的运行质量。
关键词:光伏发电;电力调控;技术影响
中图分类号:TM73        文献标识码:A
1 光伏发电系统的简介
        我国光伏发电系统在光电效应的基础上,可以将太阳能资源转换为电力能源,并且将其用于人们的日常生产以及生活,这是因为太阳能电池板所发出的为直流电,可以经过转变成为交流电,接入国家电网系统。因此,光伏发电系统的环保性相对较高,不会像化石燃料燃烧那样产生空气污染。其中,主要的发电系统由以下几种:独立运行、并网型以及混合型。在上述几种光伏发电系统中,并网运行以及混合型系统的功率最大,会对电力调控带来一定的影响。
2我国光伏发电系统对于电力调控的具体影响
2.1 直接影响发电站的发电计划
         目前,我国主要采取发电方式是火力发电,即使用一些化石能源、煤炭以及其他的物体进行燃烧发电,所以,伴随着时间的发展,在未来发电技术的发展过程中,火力发电技术所造成的污染问题已经被逐渐的边缘化。然而,未来发电技术如果想替代火力发电技术,仍然还是有许多的问题。当前使用的火力发电虽然对于环境造成的污染比较大,但是其发电的功率却远远大于光伏发电,并且电力也具有一定的稳定性。与火力发电相比较,目前应用的光伏发电系统却仅仅依靠太阳光能。会受到季节、空气湿度等等环境因素的影响,对于光伏发电技术而言,具有不可控制的特点。因为光伏发电系统的这层特点,所以,直接影响了系统的安全稳定性,与此同时,也极大地增加了光伏发电计划的实施难度。依据《2018 年光伏发电通知》,可以得出,在未来,光伏发电系统的使用数量以及范畴还会继续增加,这样,电力企业的电力调控难度就会大大增加。
2.2 光伏发电站所引发的孤岛效应
         在电路上,存在某些区域已经存在电流通路,然而却没有实际的电流通过该区域,一般展现出电网失压的现象,对于光伏发电系统来说,仍然对电力网络中临近的线路实施供电,往往这就是电流系统中的孤岛效应。目前,我国不仅仅在大范围的推广光伏发电系统,同时,光伏发电站的数量也在不断增长。因此,伴随着光伏发电站的不断增多,电流系统中的孤岛效应也会越来越多。光伏发电站产生的孤岛效应,不仅直接影响发电站的有关发电设备性能,还会造成电网的损坏,从而引发更大的电力灾害。例如,如果电流通路中存在孤岛效应,那么在电流通路中就不会存在任何的电流,此时,电力系统处于正常供电,将会直接威胁到电力系统维修人员维修,造成极大的安全问题。因此,作为电力调控中心的操作人员而言,需要保证电力网络系统的安全稳定运行。
2.3 直接影响无功电压的特征
         在通常情况下,主要依靠太阳能光照进行发电的系统是光伏发电系统。因此,太阳光照越充足,光伏发电系统所产生的电能就越多,根据光伏发电系统的这一特点,我国大多数的光伏发电站都位于太阳能资源特别丰富的高海拔地区。比如,戈壁滩以及沙漠等地方,其他一些人烟相对稀少的地方也会建立光伏发电站。光伏发电站所处的位置相对偏僻,这些地区对于电能的需求较少,在电力资源的需求也相对较少。因此,导致光伏发电系统会存在一种普遍的现象,即电力网络的容量极低。由于光伏发电系统对于太阳能光照要求很高,且光伏发电系统产生的电能需要远距离高压传输到各个地区。所以,在电能的整个运输过程中,会产生相应的电能变化,直接影响电网的平稳运行,电能的变化也会直接影响电能的远距离传输,对于电网系统中的无功平衡产生很大的影响,从而对整个电网平衡性造成巨大的冲击。


3光伏发电系统对电力调控工作的负面影响消除方式
3.1 配网系统设计方面
         从上文分析可以发现,光伏发电系统的负荷会对电网的稳定性造成很大影响,所以在整个配网设计中,需要分析配电端的总负荷,在此基础上完成电力调控工作。在整个系统内的运行中,应用相关传感器获取电网的下游数据,借助通信系统将这类信息提交到电力调控系统的运行体系中,由该系统按照配电侧的负荷情况控制光伏发电系统的接入方式。该文提出的控制系统建设方法为:首先由电力工作人员按照当前的调查和分析结果,向控制系统中输入相关内容,在该数学模型的应用中,通过对相关内容的研究和学习,分析整个系统的运行状态,设置负荷上限参数,系统检测到负荷参数超出限定值时,通过线路调整,降低光伏发电系统的负荷。另外,在当前计算机网络技术中,通过对大数据技术和云计算技术的应用,能够在数据分析的基础上,建立负荷变化的数据库,实现对系统中数学模型的优化,提高电力调配精度。
3.2 光伏发电系统容量设计方面
        在光伏发电系统的容量设计中,其重要方法为通过对动作开关的控制,调整光伏发电系统向配电网中提供的容量,提高整个系统的运行稳定性。通过上文分析发现,光伏发电系统的容量上升时,会在很大程度上提高配电网的电压稳定性,但是超出标准值时,会出现逆电压问题,损坏整个配电网。针对这一问题,采用的方法为:通过对电力负荷的研究与分析,探究配电网中的容量变化情况。在传感器工作中,会分析整个系统的运行状态,出现配电网电压参数大幅变化时,将记录和分析到的数据传输到控制中枢中,分析需要向系统中接入的光伏发电系统容量,同时根据整个配电网网的运行方式,调整光伏发电系统的容量上限,提高电压的稳定性。
3.3 无功补偿系统设置方面
         虽然光伏发电系统能够在一定程度上提高配电网的电压稳定性,但是当该系统的整体容量不足,或者为了提高稳定控制的精度,需要在系统中设置无功补偿系统。通常情况下,无功补偿系统需要全时段、全天候运行,尤其是对于无光伏发电系统的区域,应用该系统可以降低电力系统运行中产生的线损。对于光伏补偿系统上设置的线损,需要应用调控系统,分析无功补偿系统是否投入调整过程,通过这种方法可以更好地分析整个系统的运行状态,以提高整个系统的运行质量。
3.4接入点设计方面
         接入点对配电网的稳定性影响很大,所以在整个系统的运行中,需要应用合理的方法完成对整个系统的分析。该文提出的方法为:在配电网上设置电压传感器,当发现配电网的电压变化幅度较大或持续升高时,调整光伏发电系统的接入点位置,提高整个系统的运行精度。设置的传感器为电网中的敏感接入点,对于光伏发电系统内的接入方法有两种,一种为单独光伏发电系统控制整个区域的配电网,另一种为建成光伏发电系统集群,控制整个配电网。无论是哪种方式,都需要通过继电器等设备,调整接入点位置。
结束语
        综上所述,在光伏发电系统接入电网中后,对电压调控系统产生的影响为,需要完成对整个系统的完善和优化工作,让该系统能够根据配电网网当前的运行状态,实现对整个系统的高效调整工作。在调控系统的设计中,需要能够控制光伏发电系统的接入容量、接入点位置,同时按照整个系统的运行状态合理控制运行负荷,并在配电网中设置无功补偿系统。
参考文献
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[2]    杨光,张智博,张壮.光伏发电系统对电力调控的影响[J].电工技术,2018(22):98-99,103.
[3]    黄伟,刘斯亮,王武,等.长时间尺度下计及光伏不确定性的配电网无功优化调度[J].电力系统自动化,2018,42(5):154-162.
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