浅谈光伏发电并网大电网面临的问题与对策

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:杜晓宇
[导读] 摘要:随着经济快速发展,能源紧张问题越来越突出,为了有效缓解,要寻求环保、可再生能源,满足实际所需。
        (国家电投集团西藏能源有限公司  西藏自治区拉萨市  850030)
        摘要:随着经济快速发展,能源紧张问题越来越突出,为了有效缓解,要寻求环保、可再生能源,满足实际所需。光伏发电是一项新技术,可以生产出电力资源,目前光伏发电并网大电网面临着一些问题,要加强研究并解决。文章先分析光伏发电并网大电网面基本现状,再提出有效发展对策,从而促进电力事业更好发展。
        关键词:光伏发电;并网;大电网;问题与对策
        引言:
        目前光伏发电已经被推广使用,具有无污染、可再生的特点,可以生产出电力资源,从而满足实际所需。光伏发电不仅减少了能源消耗,而且促进了发电技术创新,对于企业发展具有重要意义。但是并网中遇到问题,对实际应用会产生影响,为了改善面临情况,要有效解决问题,不断提升光伏发电效率和质量。
        一、光伏发电系统
        光伏发电原理是太阳照射到光伏元件上,在光生伏特发电效应的作用下,会发生电荷聚集,产生电动势,实现了光能向电能的转变。光伏发电系统构成比较复杂,设备包括太阳能电池方阵、逆变器等。光伏发电系统稳定性较好,当光照、温度发生变化时不会对系统运行产生影响。受到天气因素影响,太阳光照射强度会发生变化,因此转化的电能电压也会出现波动,为了保证电压的稳定性,要在光电转换器外部加设整流器,保证电压的稳定性。光伏逆变器只能实现单向调控,原因是电流输入侧采用的是能源功率装置,所以不能进行人为调控[1]。
        二、光伏发电系统并网方式
        集中式并网。采用大功率光电转换设备,发电量比较大,可以将电量输送到大电网,大电网对电能进行集中调配,经过有效处理后,将电力资源输送给用户。分散式并网。最大优势在于将光伏电网的电能直接转换到用电负载上,避免了电力传输中的损耗。另外这种方式还可以平衡发电量。
        三、光伏发电并网大电网面临的问题
        (一)雷害
        为了充足接受太阳照射,光伏发电系统一般设置在户外,当遇到雷雨天气时很有可能会遭受雷击。在雷云表面有很多负电荷,会和电缆及支架之间发生感应,产生了高电压,如果出现闪电就会在电磁作用下产生很高的感应电流。部分企业在建设光伏发电系统时没有安装避雷设施,无法抵御雷电的损害,对大电网会造成破坏,影响到正常输电,给企业带来经济损失。
        (二)电网运行控制方式改变
        光伏发电会受到太阳照照射的影响,即使在一天内也会发生变化,对于无法预测大电网的负荷,增加了运行管理工作的难度。光伏发电系统接入公共电网,大电网中电源点数量变得更多,使得电网协调控制面临问题,传统控制模式将很难适应,会产生不利影响。因此当光伏发电系统接入公共电网后,传统控制模式作用会降低,对于大电网安全运行会构成威胁。
        (三)相关研究不足
        目前关于光伏发电并网大电网的研究不够深入,和一般发电方式不同,光伏发电具有特殊性,所以并网大电网相互之间很有可能会产生影响。如果光伏发电系统接入点是大规模发电,就要进行慎重考虑,对接入方式有效处理,保证满足实际需求。单个接入点功率比较小时,会有数量多、分散性等特点[2]。
        (四)规划新型配电系统
        光伏发电系统并网大电网后,对配电系统会产生影响,除了电能分配外,还要进行收集、运输等,是一种综合的电力交换装置。为了保证光伏发电系统并网大电网的有效性,需要进行新型配电系统的规划,要进行全面考虑,保证系统可以正常运行。
        (五)电网监测、保护与控制设备问题
        光伏发电系统接入大电网主要采用中低压配网的方式,在这种情况下,大电网运行实时监测范围会变得更大。光伏发电是一种新模式,所以传统实时监测方法已经无法满足发展需求,对运行设备提出了更高的要求。电力电子装置的应用让接入光伏发电设备的微网和常规配电系统有着本质性区别。微网并网运行时需要切换两种不同的模式,增加了控制的难度,需要对传统控制方式创新才可以。光伏发电并网大电网会产生一系列问题,所以要引入新理念、新技术才能适应发展需求。


        (六)技术标准和规范问题
        相比较于西方国家,光伏发电技术在我国发展时间较短,仍处于起步阶段,很多技术还不是很成熟。目前关于设计与公共电网接入的标准还存在很大缺陷,对相关工作开展产生了限制。现有的技术规范主要是针对并网发电设备,关于光伏发电并网大电网还没有具体规范。为了促进光伏发电事业的健康发展,展现出太阳能发电的优势,要加快光伏发电并网大电网的技术规范与标准建设,可以发挥出正确指导作用。
        四、光伏发电并网大电网应对策略
        (一)防雷保护
        光伏发电系统处于自然环境中,所以开展防雷保护是很有必要的。一方面是外部避雷措施,最直接方法就是安装避雷针,另外安装引地线、接地装置等也是很好的方法,可以起到防雷的作用。另一方面是内部防雷措施。常见方法是安装等电位系统、涌浪保护等,有助于改善防雷效果。特别是容易遭受雷击的地方,一定要做好防雷措施,保证系统安全运行。
        (二)提升发电系统电网运行安全性
        对光伏发电的分布式电源特点分析时,要采用潮流计算及动态仿真的方式,建立起相应模型,研究在不同运行状态下带来的影响。由于电力需求量增加,光伏发电规模在不断扩大,并网大电网将会对电压、频率等带来影响,因此要开展全面分析,采用无功调度和控制电压的方法,提升光伏发电功率预测的准确性,为发电系统稳定运行提供可靠的保障。
        (三)加强光伏发电系统和大电网相互作用的研究
        光伏发电采用微网形式接入大电网,相互之间作用是非常复杂的,对大电网稳定运行会产生影响。为了有更加深入的了解,要不断加深研究,提升光伏发电系统并网大电网的水平。
        (四)科学规划光伏发电配电系统
        加强对分布式电源配电网规划及微网规划的理论研究,了解光伏发电并网特点,对配电系统进行科学规划。掌握光伏发电实际情况,对发电电源配置情况分析,总结出影响电网谐波、电压波动等状况的程度,通过规划保证配电网安全、稳定的运行[3]。
        (五)加强电网监测、保护与控制设备研究
        光伏发电具有不确定特点,功率输出波动比较大,对用户用电会产生一定影响。为了解决面临问题,要加强新技术研究, 配电系统的实时监视、控制和调节。以往由供电部门来负责配电系统的实时监控、控制、和调节,但是接入光伏发电系统后工作流程会变得更加复杂,监测范围变得更大,要增加协调控制对象。分布式发电系统并入电网后,部分配电网区域内潮流流向是双向的,为了有效适应,要采用双向计量模式。考虑到光伏发电系统运行成本较高,怎样在计量系统中将电价差别反映出来,也是需要解决的一个问题。树立起创新意识,加强技术研究,提升新技术应用水平,保证电力系统稳定运行。
        (六)完善技术标准和规范
        研究并网光伏发电系统的技术参数和控制特性及承受大电网扰动能力的技术要求和标准,对光伏发电系统并网规模、接入电压等级等技术标准进行研究,明确大电网接纳光伏发电系统具备的条件等技术标准与规范。结合实际发展情况,对技术标准和规范进行完善,为光伏发电并网大电网提供支持,保证电网高效、稳定的运行。技术标准和规范可以起到正确指导作用,为光伏发电并网大电网提供参考依据,可以实现科学化、规范化发展。由于电力事业发展速度较快,过程中会产生一系列变化,所以对于技术标准和规范要及时调整,确保与之相适应,发挥出有效作用。
        五、结语
        综上所述,现阶段光伏发电并网大电网在持续推进,可以有效满足用户用电需求,推动国民经济的发展。光伏发电具有特殊性,所以并网大电网会出现很多问题,要进行深入分析,准确了解实际情况,并采取有效应对策略。在实际工作中要总结经验,通过技术整合,为光伏发电系统并网大电网提供有力支持。
        参考文献:
        [1]贾静.光伏发电并网大电网面临的问题与对策[J].百科论坛电子杂志,2019,(20):644.
        [2]高洪喜.光伏发电并网大电网问题分析与对策探讨[J].建筑工程技术与设计,2018,(33):3143.
        [3]马晶晶.浅谈光伏发电并网大电网面临的问题与对策[J].大科技,2019,(4):53-54.
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