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摘要:太阳能发电是传统发电的有益补充,鉴于太阳能发电对环保与经济发展有重要意义,各个国家都在全力推动太阳能发电工作,光伏发电装置因为对环境要求低、易于操作、便于维护、发电量高等优点,被广泛应用,从长远来看可能在我国电力发展中占据主导地位。基于此,本文主要分析了光伏发电并网对电网运行的影响与对策。
关键词:光伏发电;电网运行;影响;解决措施
引言
因为光伏发电具有多重优势,所以从社会视角来说,光伏发电在全球可持续发展进程中将扮演不可替代的角色。这不仅是从环境的角度来考虑,更是从能源可持续和社会可持续的角度来思考。但是,应该对光伏发电行业的发展保持警醒,不断应用科技手段提升光伏发电的效率和性能,以更好的产业视角和商业洞察力降低产业成本,实现最终的能源结构改革,进而提升社会福祉。
1光伏发电并网对电网运行的影响
1.1影响电网运行的控制效果
光伏发电系统有集中式并网和分散式并网方式,集中式并网就是指将光伏发电所产生的电能直接输送到电网,供电网调度使用,这种并网方式主要适应于大型光伏电站并网,如大面积的公路光伏发电装置就是运用这种方式并网;分散式并网是指所发出的电能不直接供往电网,产生的电能存在某一负载中,电网需要的时候再调度使用,通常用于城区内、特别是于建筑结合的光伏系统,比如装置于屋顶上的光伏发电装置。再者光伏发电主要是利用太阳光进行发电,因而受天气影响较大,发电量存在不稳定性。光伏发电系统并网形式的不同和发电量的不稳定造成光伏发电装置所发的电量并入电网后电网中电源点数的增加,并且这些点数的分布和数量没有任何规律可循,所以对电源的控制和电网的运行都增加了一定的难度[1]。
1.2影响电压和电能质量
在光伏发电装置产生的电能没接入电网前,电网的电流形式单一且电流平稳易于掌控。而当光伏发电装置产生的电能接入电网后使得电网的电流形式多样化,并且光伏发电装置产生的电能本身会受天气等的影响造成发电量不稳定,这种影响会延续到并入电网后,对电网的电流产生影响,导致电网的电流不稳定且变得不易掌控。大型光伏发电系统发电量高、对电网影响大,然而如果大型光伏发电系统受天气影响势必会造成电压的波动。另外,由于光伏发电系统所发出的电为直流电,在经逆变器转变进入电网时肯定会产生谐波,对电网造成影响[2]。
1.3孤岛效应
两种发电方式在并网过程中由于电网系统维修或者在故障时很容易出现孤岛效应,会导致风力发电和光伏发电系统与整个电网呈脱离状态,形成一个自给供电的孤岛效应。当主电网与部分电网断开后,会导致孤岛部分的供电完全由风力发电或者光伏发电系统提供,其系统内部会出现某个区域有电流流通而实际中却没有电流通过的情况。此种情况主要是由于发电过程中总容量过大,会威胁人们的生命安全和用户用电出现不稳定状态。要想解决孤岛问题,必须人为手动或利用设备自动关合,使系统重新向孤岛区域供电。这种情况很容易出现不良反应,孤岛区域突然连通电路并流通电流会导致此部分电压短时间内快速升高,双重作用下对设备有很大的冲击,严重会损坏设备,不利于配电系统的保护装置正常作用。所以,需要在系统内部配备专门的设备来预防孤岛效应的出现。现阶段利用电力系统研制的逆变器可以有效预防孤岛效应,根据需要分为被动状态和主动状态。被动状态下实时探测电网电压、频率变化,而主动状态下的系统更加完善,拥有对电网频率的移位、相位跳跃、电流不稳的情况的实时监控。目前,我国大部分地区风力发电和光伏发电应用广泛,但是由此引发的孤岛效应危害随着增大,相关地区需要基于实际问题研究预防孤岛效应的技术[3]。
2降低光伏发电并网对电网运行影响的具体措施
对于以上光伏并网发电系统并网后对电网系统的影响,应提高光伏发电并网技术,稳定光伏发电装置发电量,控制光伏发电电能并网后的电流稳定性,尽可能的降低光伏发电对电网的影响,使之对电网产生有益的影响,消除安全隐患,真正为我们所用[4]。
2.1加强对于电网的控制力度
(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。
2.2提升电能质量
在光伏电源并网发电过程中,要加强对于电能质量的监督管理工作,在进行光伏电源并网操作之前,相应的工作人员要加强对光伏电源并网接入点的电能质量监管工作,如果出现电压波动或者谐波,相应的技术人员要及时解决处理,采用投退无功补偿装置、主变档位调节、投入消谐装置等方式,确保电能质量,为人们提供安全可靠的电力能源[5]。
2.3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。
2.4完善光伏与风力发电系统
使用光伏发电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[6]。
结束语
综上所述,本文通过对目前光伏电源并网实际状况的研究分析,对光伏电源并网后所产生的各类影响进行了介绍,并针对各类影响提出了相关的控制电网运行的具体措施,为我国光伏电源并网提供一定的参考。
参考文献:
[1]张一飞.光伏发电并网对接入电网稳定性影响的研究[D].天津:天津大学,2018.
[2]李少华.新能源发展对电网运行的影响及应对思考[J]. 南方机,2019,50(02):214.
[3]李少华. 新能源发展对电网运行的影响及应对思考[J]. 南方农机,2019,50(02).
[4]张雪珍.现代分布式光伏电站并网技术方案研究[J].自动化应用,2019(3):110-111,122.
[5]辛乳江, 魏勇. 光伏发电并网关键技术及对策探究[J]. 工业技术创新,2017,04(01):128-130+139.
[6]张兴文. 光伏发电并网关键技术及对策探究[J]. 电力系统装备,2018,000(012):65-66.