(国家电投安徽分公司 安徽省合肥市 232007)
摘要:随着我国经济的高速发展建设,能源问题也越来越严峻。因此,通过利用光伏发电可以优化我国电力能源结构。特别是利用分布式光伏发电技术,可以增强电网运行的安全性和稳定性,为社会日常生产生活提供充足而稳定的电力能源。
关键词:光伏发电并网;电网运行;影响;对策
1导言
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。
2光伏电源
2.1光伏电源简介
光伏电源主要是通过利用太阳能电池将可再生的太阳能转化为电能,光伏发电原理是利用太阳能的光生伏特效应,在太阳能电池板的作用下,将太阳所发出的太阳能转化为电能。光伏电源是由太阳能电池板、控制器以及逆变器三部分组成,在这三部分共同工作下,使得太阳能转化为电能,为电力用户提供充足的清洁能源。通过大规模使用光伏电源,可以提高清洁能源在电力能源中的比重,大大降低传统能源对于环境的影响,有利于环境保护和电力能源可持续发展。另一方面,对于一些偏远地区的人们来说,通过利用光伏电源可以为人们提供充足的电能,光伏电源装置的使用灵活性较高,可以在多地区进行单独使用,另外也可以配合电网或电力储能装置来进行使用,具有较强的适应性,可以满足大部分地区的电能需求。但是光伏电源在使用过程中会受到环境因素的影响,光辐照强度、气温等都有可能导致光伏电源的使用效率下降。
2.2光伏电源并网的具体要求
随着我国目前电网系统对于光伏电源的全面应用,为降低光伏电源并网对于电网正常运行的影响,国家对于光伏电源并网工作提出了具体要求:第一,在光伏电源运行过程中,为配合电网的承载能力,要严格控制光伏电源的装机容量。第二,在光伏电源的并网过程中,要求使用电压要在8 kV 以下。相关的能源监督部门不断加强对于光伏电源并网工作的管理力度,提升光伏电源的应用效果,为人们输送安全可靠的电力资源。
3光伏发电并网对电网运行的影响
3.1影响电网运行的控制效果
通过使用光伏电源,大大降低了传统能源对于环境的不利影响,为人们提供了安全可靠的电力资源,但随着其规模越来越大,也相应给电网带来了不利影响。如果电网的供电环境较差,大规模的光伏发电并网会导致电网潮流改变,电网设备过载,使电网的供电无法正常进行。由于大规模的光伏发电并网,导致工作人员无法对电网功率以及供电的负荷有一个准确的判断,再加上太阳能转化电能过程不稳定,会严重影响电网的正常供电工作。因此对于这种情况,电网调度人员不能再通过光伏发电并网来进行供电,需使用传统电源重新调度电能。同时,光伏电源的大规模接入,也将导致电网的调峰调频压力较大,也会影响电能的正常调度。如果相应的工作人员不能够有效把控光伏电源的正常工作会导致整个区域的电力系统受到影响,相应的电能控制效果较差,容易引发电网运行的安全事故。
3.2影响电能的质量
在进行光伏电源并网工程后,相应的发电工作需要在高频调制下进行,并且通过使用逆变器来进行正常工作,但是在这样的运行情况下,会容易出现影响电能质量的谐波,特别是如果谐波被放大后,会导致整个电能的质量较差,电网调度人员无法准确把控供电系统的输出功率,整个电网系统的电压不稳定,容易出现供电系统的安全事故。而且对于我国传统的电网供电系统来说,其供电模式都是属于单一电源的开式网络,加入光伏电源之后,会导致电网系统的供电电压出现变化,使原本“首端高于末端”的电压特点变为“末端高于首端”或电压随光伏并网点变化的特点,不利于电压调整。
因此需要加强对于光伏电源并网的管理工作,特别是对于供电过程中谐波、电压、无功消耗的监督管理,保障电能质量。
3.3孤岛效应
在光伏电源与并网后,很容易发生相应的孤岛效应,其中如果公共电网出现故障,继电保护切除故障点后,而光伏电源依然正常工作的时候,就会导致孤岛效应。一方面,如果在电网事故处理时未发现孤岛内电网小网运行,有可能导致非同期并网,造成电网震荡,危及电力系统稳定运行。另一方面,如果出现相应的孤岛效应,电力维修人员在进行电网故障检查过程中,很容易发生安全事故,而且如果不能够及时维修会导致整个电网系统的供电工作受到严重影响,使电力系统故障进一步扩大,影响人们正常的生产生活。
4光伏发电并网对电网运行影响的改进策略
4.1 提高电网的控制
针对电网在运行过程中控制不佳这种情况,供电相关单位可以运用光伏发电功率预测技术来对光伏电源并入电网之后的输出功率进行检测,使得光伏电源以及其他电源可以在自动化的情况下实现输出功率以及电压的监管,从而实现供电调度的合理性。为实现供电调度分配的合理性,供电站要做到以下几点。(1)因为光伏电源受到辐射度、光照等的影响还是比较大的。所以针对这一情况,相关技术人员要对光伏电源接入电网之后所在区域的光照强度、辐射度、云层量进行调查,再利用相关技术构建光伏发电功率的模型。通过相关自然条件与光伏发电功率相结合,找到存在的规律,从而为后期的实际运用提供相关数据的支持。(2)通过相关的数据来找到安装光伏电源的最佳位置,减少外来因素对于光伏电源的影响,提高光伏电源在应用过程中的稳定性。(3)需要进行电能的储备。对于电源发电的过程中,肯定会出现电能不稳的情况,所以在这种情况之下,需要运用储备好的电能进行补给,从而实现电能的稳定运行,提高电网的运行效率。
4.2 提高电能质量
供电单位要想提高电能的质量,必须要提高电能的监管工作。相关人员可以在并网之前,对每一个光伏电源的接入点都进行电能质量的综合性管理。通过对接入点都进行电能质量的综合性管理实现电能质量的检测。在检测的过程中,如果发现谐波或者是电压波动,相关的技术人员可以迅速采取措施,从而加强对电能质量的控制。
4.3 改善孤岛效应
改善孤岛效应的方法可以通过检修手段对孤岛效应进行检测。当电网在断电之后,可以使用被动式检测法对逆变器的相关参数进行检测,从而找到存在的问题,如果在输出功率以及负载功率之间有较大的差距,那么就存在孤岛效应。相关人员也可以采取主动式检测或者是主动式与被动式检测相结合的手段,找到其存在的问题。解决孤岛效应需要相关人员对常见的问题进行反复的研究,找到其问题存在的共性,从而可以有效预防问题的产生,减少孤岛效应的发生。
5结语
随着我国新能源行业的不断发展,各类新能源逐渐被人们开发利用,人们对于清洁能源的应用重视程度越来越高,目前光伏发电已广泛应用于电力行业,通过应用光伏发电优化电力系统的能源结构,促进能源清洁化和可持续发展。但是光伏发电会对电力系统的稳定运行造成一定的影响,本文介绍了光伏发电的具体情况以及其在并网过程中对于电网运行的影响,并针对这些问题提出了降低光伏发电并网对电网运行影响的具体措施,为我国光伏发电并网提供一定的参考。
参考文献:
[1]许水源.光伏并网发电系统对电网的影响和对策研究[J].中国战略新兴产业,2017(48):226.
[2]冯雪梅. 分布式光伏发电并网对电网电压的影响及对策研究[D].燕山大学,2017.
[3]李建坤.光伏发电并网对电网运行的影响及解决策略[J].通讯世界,2017(13):122-123.
[4]张引.光伏并网发电对电网运行的影响[J].中国电力企业管理,2011(22):106-107.