窦 威
信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司 江苏 无锡 214072
摘要：随着我国经济的高速发展，我国各行各业也呈现出良好的发展趋势。发展可再生新能源已经成为全社会共识，太阳能由于资源丰富、分布广泛、便于开发利用、清洁无污染逐渐被人类所接受和利用，光伏发电已成为当今最热门、发展速度最快的一种分布式电源，它对电力系统调峰、补充电源点不足、改善能源结构都有很大作用。但是在光伏发电并网时也会对电网的安全性、稳定性造成一定影响。本文主要阐述光伏发电并网对于电网运行的影响，同时提出相应的解决策略，希望能够对相关人士有所帮助。
关键词：光伏发电并网；电网运行；影响；对策
引言
集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还处于初期发展阶段。而分散式小型并网光伏，特别是光伏建筑一体化光伏发电，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是光伏发电并网的主流。在微网中运行，通过中低压配电网接入互联特/超高压大电网，是光伏发电系统并网的重要特点。
1发展光伏发电的前提及光伏发电并网简介
境污染是由于人类不恰当的行为引发的各种使人们生活受到严重影响的行为，环境污染严重破坏了人类的生产生活条件。如今，由于环境污染越来越严重，人类赖以生存的环境被破坏程度越来越高，不得不使人类将环境治理与解决能源需求的问题提上日程，并成为人类生产生活中必不可少的一项工作。以往人类在生产生活中大规模生产和广泛利用的能源是常规能源、也叫传统能源，如煤、石油、天然气等，这些能源都是一次性非再生能源，是在地壳运动中经千百万年形成的，在短时间内不会再生。大量传统能源的消耗引起了人们的危机感并且带来了严重的环境污染，产生了酸雨、霾、温室效应等一系列严重的环境问题。环境污染既损害人体健康又影响动植物的生长，破坏经济资源，损害建筑物，严重时可以改变大气的性质，使生态受到破坏，如果不加以控制和改变，长此以往人类将自食其果，毁灭于环境污染中。迫于这种压力，人类开始提出可持续发展理念，关注环境、注重环境保护，开发利用新能源。新能源是指在新技术基础上加以开发利用的的可再生能源，特点是取之不尽、周而复始，从而取代资源有限、对环境污染严重的化石能源。新能源包括太阳能、风能、地热能、潮汐能等。光伏发电是将太阳能转换成电能的发电系统。光伏发电装置主要由三部分构成：太阳能电池板、控制器、逆变器。太阳能电池板是由一块块能接收太阳能的电池串联组合而成，再连接控制器就形成了光伏发电装置。光伏发电主要原理是利用光电效应使半导体与金属结合的部位之间产生电位差的现象，其次是形成电压过程。光伏发电装置所产生的电为直流电，需通过逆变器转化为交流电才能供给电网使用。将光伏装置产生的电并入公共电网供其使用就叫做光伏发电并网。
2光伏发电并网对电网运行的影响
2.1孤岛效应的影响
孤岛效应是指电路的某个区域有电流通路而实际没有电流流过的现象。由于孤岛效应的潜在危险性与对设备的损害性，社会公共工程与发电设备行业长期以来都十分注重光伏并网逆变器的反孤岛效应控制。孤岛效应的产生可能会对配电系统造成以下不良影响：（1）危害电力维修人员的生命安全；（2）影响配电系统的保护开关动作程序；（3）供电电压与频率不稳定并造成设备破坏；（4）供电恢复时产生浪涌电流，造成再次跳闸，并破坏光伏系统、负载与供电系统；（5）单相供电造成系统三相负载的欠相供电问题。孤岛效应大多产生在配电侧，在周围负载形成电网难以控制的孤岛，导致用户负荷出现不稳定现象，出现电能闪电，供电恢复后又产生并网冲击。
2.2对电能质量的影响
光伏发电接入电网系统中，通常具有大量的整流与逆变装置，在这些大功率电子器件的作用下，能够产生直流逆变后的交流电大量高次谐波，对电网带来危害巨大的谐波污染，影响电网运行的安全、稳定，对用户用电带来巨大的困扰。而这种谐波的产生也相对较难滤除，会激发功率谐振，对电网系统的电能质量造成严重的影响。电流谐波危害对电网系统与用户的影响范围非常大，比如改变电压平均值、产生电压闪变、导致旋转电机与发电机的发热、变压器的发热以及磁通饱和，此外，还会对通信系统造成干扰，对变压器、断路器、电流型电压器以及计量仪表等造成严重的影响。
2.3对系统无功电压特性的影响
光伏发电由于受日照时间和光照强度的影响较大，站址通常选择在海拔较高、日照时间长的荒地、戈壁、沙漠等地区，但是这些地方往往存在人口数量少、负荷水平较低、电力的需求较低等问题，因此光伏发电大部分电能都是通过高压远距离输电输送到负荷中心。这样就会使有功出力随机波动影响电网的无功平衡特性，造成输送线路母线的沿线电压大幅度波动。此外，由于当前并入电网的大规模的光伏电源自身的无功电压支撑水平有限，使得电网的电压质量越限甚至失稳的风险进一步增大。
3解决光伏发电并网对电网影响的策略
3.1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。
3.2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。
3.3配置无功补偿装置
光伏发电系统的接入在能源方面具有波动性大的特征，长时间、长距离的外界输送下，可能会影响电网的无功平衡，逆变器并网的情况下可能会出现谐波污染，因此光伏发电的接入应当完善无功调节，配置相应的无功补偿装置，并装设高抗动态无功补偿装置与可控串联补偿装置。无功功率补偿装置的装设能够提高电网的功率因数，降低供电变压器与输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境，提高电网的安全运行质量。
结语
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。
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