孙铭
国电奈曼风电有限公司 内蒙古通辽市奈曼旗 028300
摘要：太阳能取之不尽，用之不竭，清洁安全，对于缓解日趋严峻的能源与环境问题具有重大的战略意义。随着太阳能光伏发电行业的发展，大量逆变型分布式光伏电源接入电网，光伏发电系统并网潜藏的故障逐步暴露。本文分析了光伏发电系统的故障，然后提出了行之有效的纠正措施，解决了光伏发电系统并网故障，从而最大限度地节约维修费用和减少系统停机损失。
关键词：光伏发电；并网故障；故障；纠正措施
引言
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。
1光伏发电系统简介
光伏发电系统，是指利用安装的太阳能电池板将太阳能转化为电能并供给用户使用或输出并入电网的发电系统。光伏发电系统主要由太阳能电池板、逆变器、控制器、电缆、配电箱、负载等单元组成。太阳能电池板能吸收太阳能并通过光电反应将其转化为直流电能。常用的太阳能电池板有薄膜电池、多晶硅电池、单晶硅电池等。
2光伏发电质量管理的重要性
如果对光伏发缺乏管理，则不利于工程质量的提高，也会对光伏电站后续的运行产生较大的影响，故应加强工程项目的质量管理，保证光伏发电工程项目施工过程的顺利进行。其次，控制光伏发电工程项目施工质量可以保证工程项目在后续运行过程中的可靠性高，不易出现故障或其他缺陷。再次，对光伏发电工程项目施工质量进行控制，可以降低工程项目设备的运行和维护费用，从工程的整体来看，具有较高的经济效益。光伏发电工程项目的设计寿命一般较长，虽然个别光伏发电板在运行的过程中可能会出现问题，但整个光伏电站需要运行很多年，故加强对光伏发电工程项目的质量管控具有重要的意义[1]。
3并网型光伏发电的特点及现状
并网型光伏发电系统和电力系统相连接组成光伏发电系统。光伏发电系统的最大作用是为整个电力系统提供有功功率和无功功率。该过程是将光热源的方式转化成电能，然后将产生的电能利用变压器变换成同电网一致等级的电压，进而传输到电网中进行输送。所以，并网型光伏发电系统不需要使用电池。电池使用会增加大量的资金消耗，而且电池本身具有污染。光伏发电可以实时对整个系统供电，这种形式比传统的火力发电更加安全可靠，且不会产生噪音，有利于环保。在日常使用过程中，它不存在高难度操作，而且可以和环境协调共处。现阶段使用光伏发电的速度非常快，而且国家也在不断投入资金和人员进行研究。
4光伏发电并网过程中的问题
4.1自然因素影响并网可靠性
在风力发电过程中，风速具有不可控性和随机性。由于风电机组本身的运行特性，导致风力发电频率和输出功率波动较大，且导致电压频繁波动和闪变。风力发电引起的电压波动和闪变的根本原因是并网风电机组输出功率的不稳定性造成的，典型的切换操作包括风电机组启动、停止和发电机切换，其中发电机切换仅适用于多台发电机或多绕组发电机的风电机组。这些切换操作引起功率波动，并进一步引起风电机组端点及其他相邻节点的电压波动和闪变。此时，风力发电接入电力系统后，将严重影响整个系统运行电压和频率的稳定性、安全性和可靠性。风电系统与电力系统并网初期容易产生电压谐波，如果在并网时风速变化过快，在风电场和风机附近的电压可能发生闪络，严重影响并网后电力系统运行的可靠性和安全性。光伏发电是利用半导体界面的光伏效应将光能转换成电能，因为光强度受季节、湿度和天气等自然因素影响较大，导致光伏发电的功率稳定性较差，使得并网后很难相互融合，而电力系统继电保护装置也不能很好地适应新能源系统，会因为电压波动较大导致保护装置误动作，影响电网总体运行的可靠性和安全性[2]。
4.2增加企业经济负担
虽然风力发电和光伏发电在使用过程中可靠性较差，但是两种发电方式都与目前世界范围内追求绿色环保的理念相互契合，优点非常突出。所以，在未来发展中风力发电和光伏发电的并网前景非常好。但是，新能源的发展势必会影响到传统发电模式，导致火电厂的设备被闲置。所以，可以考虑当风力发电和光伏发电并网发电应用中出现故障时，利用传统火力发电也是一项备选方案。这种概率非常小，而且要保证原有设备能够正常使用需要定期进行设备的维修养护，这需要企业投入人力、物力和资金，无形中增加了电力企业发展的成本，影响企业的发展效益[3]。
5风力发电和光伏发电并网的解决措施
5.1完善光伏与风力发电系统使用
光伏发电（如图1所示）主要是通过微网进行传递，将特有的光伏发电网络融入整个电力企业，通过微网方式，有效解决电力系统在运行过程中出现的一系列故障。电力系统出现故障比较复杂，而且基于电气量故障自身多变的特点或增加电力系统检测的难度，对系统运行过程中电力系统的保护程序有一定的抑制影响，增加了相关人员的日常检修工作量，而且提出了更高的技术要求。面对此种发展现状，电力企业需立足实践，根据实际运行中的故障问题进行深入研究，分析具体的保护方式，实现技术上的创新。对于风力发电来说，要集中投产，不宜分散投产。风电项目多处于风力资源较为丰富的地区，离负荷中心较远，输电线路建设较为滞后，通道断面约束大，需要对其整个系统进行规划和设计，使风机并网过程减少产生次同步振荡的现象，进而避免损害风机和威胁电力系统稳定的情况发生。
图1光伏发电系统
5.2加大并网“孤岛效应”检测力度
并网“孤岛效应”可以分为两种检测方法：一种是主动检测方式，另一种是被动检测方式[4]。
5.2.1主动频率偏移法检测孤岛效应
所谓的主动频率偏移法检测孤岛效应，主要是以逆变器的输出频率为基础，在并网逆变器负载的影响下，当并网时可能出现断点发生的反向输出电压的频率。此种情形下，并网后逆变器的输出频率会出现误差，如果出现时间过长，就会引发“孤岛效应”。此时，检测装置将检测到的结果发送到运行值班处，通知相关人员进行处理。
5.2.2被动的相位偏移法检测孤岛效应
以电网正常运行为基础，在风力发电和光伏发电的并网过程中逆变器发挥有效作用，使得并网系统与公共电网输出电流的频率一致，但事实需要考虑公共电网出现故障的情况，此时会导致整个电网瘫痪。并网中逆变器电流的输出与公共电网出现较大的相位差时，需要及时对并网系统与公用电网电流输出的差距进行检测，了解其电压电流的变化，直接分析并网系统中是否存在孤岛效应。此种检测方式操作非常简便，并且可以直观了解实际情况，被广泛应用[5]。
结束语
本文在分析了光伏发电系统并网故障的基础上，提出了纠正措施，使光伏发电系统顺利并网发电。本文所给出的故障排除方法和纠正措施值得行业内工程技术人员借鉴，避免发生类似光伏发电并网故障。
参考文献：
[1]唐圣学,宋声远,姚芳.抑制漏电流的非隔离电流型光伏并网逆变器[J/OL].电测与表:1-9[2020-08-25].http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20200818.1530.018.html.
[2]周雯.分布式光伏发电并网的成本与效益分析[J].集成电路应用,2020,37(08):72-73.
[3]何有山.光伏发电系统并网故障分析及纠正措施[J].河南科技,2020(20):145-147.
[4]顾章平.大型太阳能光伏发电并网系统优化设计研究[J].电器工业,2020(07):70-75.
[5]纪燕男.光伏发电并网关键技术及对策探究[J].产业创新研究,2020(12):143-144.