光伏发电并网对电网运行的影响与对策

发表时间:2021/6/25   来源:《当代电力文化》2021年6期   作者:刘鑫
[导读] 我国能源问题变得越来越紧张

        刘鑫
        三峡新能源格尔木发电有限公司  青海格尔木  816000
        
        摘要:我国能源问题变得越来越紧张。为了有效缓解这一问题,解决经济发展与能源紧缺的问题,我国积极发展新能源的开发与探索,并通过光伏发电技术的应用和推广,为人们带来了更加充足的清洁能源,解决了经济发展与能源之间的矛盾,很大程度缓解了各类能源的压力。现阶段,我国广泛应用分布式光伏发电技术,为人们日常生产和生活中的电能供给提供优势,满足了人们对电能的大量需求。
        关键词:光伏发电;电网运行;清洁能源
        引言
        在可持续发展理念不断深化背景下,分布式光伏发电得到了迅猛发展,其能够将高效、清洁、可再生的太阳能转化为电能,减少电力生产中煤炭的使用。对比传统的发电模式,分布式光伏发电具备很大的优势,如就近发电、减少线损、灵活性强等。将分布式光伏发电系统并入到公用电网中,能够实现发电用电并存,在就地消纳电能的同时,可以将余量提供给其他用户使用,有助于促进公用电网运行效率的提高。
        1光伏发电系统的整体概况
        光伏发电控制系统主要依靠太阳能自身特性,利用伏特反应,把太阳能电池板中的电能转化成可以分配使用的电能,这一过程需要经过控制器转换、存储器存储以及电缆传输等诸多环节。而光伏发电系统被视为一种发电方式,通过太阳电池板将太阳能直接变为直流电能,可以说,光伏发电控制系统能够更直接的完成太阳能向电能的转换,是一种全新的发电系统。现阶段,光伏发电控制系统主要包括以下内容,即光伏电池板(光电转换器件)、控制器(电能转换)、储存器(存储多余能量)、上位机监控(控制显示面板)等。另外,并网形式的光伏发电控制系统是将电力系统与光伏发电系统组合成一个整体,将太阳辐射的直流电进行转换,成为可以使用的标准化网侧交流电,其原理是将光伏发电系统连接在并网逆变器上,科学分配系统生产的电量,不仅可以给本地负载提供电能,也可以实现相关的电力调峰等,此系统是电网的重要组成部分,为电力系统提供无功和有功功率。从太阳能光伏并网发电技术的应用成效来看,其发展前景非常乐观,目前已经成为全球光伏发电的潮流趋势,作为光伏发电的最佳选择,主要包括由以下部分组成:并网逆变器、太阳能电池板、直流变换器及锁相环与负载等等,这些组成部件中并网逆变器是极其重要的部件,很多生产企业都拥有各自的光伏逆变技术产品,每个产品各具特色,主要体现在电路拓扑和控制方法上。
        2光伏发电并网对电网运行的影响与对策
        2.1电网运行的控制
        通过光伏发电的全面推广,给人们的工作和生活增添了许多意义,这也充分发挥出了光伏发电的重要价值。在光伏发电并网的运行中,能够充分实现太阳能到电能的转化,但是随着光伏发电并网运行的规模不断扩大,如果遇到恶劣天气就会给电网运行造成巨大的困扰,另外,供电站工作人员也很难把握电网功率。其次,在光伏发电并网运行的负荷增加时,也无法做出准确的判断,从而对电网调度遇到巨大的困难。此外,除了光伏电网大规模使用以外,工作人员也无法对符合以外的功率进行准确的掌握,光伏发电存在许多不确定因素,比如发电过程中受到不稳定因素的干扰,就会造成巨大的影响。光伏发电并网无法满足实际电网运行需求,就需要采用传统发电模式进行电网调度。在完成光伏发电并网后,电网接入光伏电源不断增加,光伏电源数量的增加会为电网调频带来巨大的压力,从而影响电能调度。另外,公共电网运行中接入光伏电源,也会增加光伏电源数量,如果电力系统无法进行良好的控制,就会对电力系统的设备造成一定的影响,从而引发电网运行故障。


        2.2强调自动监管
        在推动分布式光伏并网发电应用发展的过程中,必须重视对于光伏供电的动态自动化监管。从电力技术人员的角度,可借助虚拟仿真软件,就分布式光伏并网发电的功率进行预测,配合智能控制技术来对光伏并网后的功率变化以及电源控制进行监控,在优化光伏系统供电协调性的同时,做好系统的动态化监管工作。在实际操作中,借助相关软件系统,建立起光伏发电功率预测模型,针对区域内的气候条件、云层厚度、光照强度和光照时间等数据信息进行收集和整理,通过数据对比找出规律所在,为光伏并网发电自动控制提供可靠支撑。对供电企业内的用电需求和光照条件进行综合考量,推动光伏电源控制参数的优化和调整,保证光伏电源的稳定可靠运行。切实做好光伏并网发电中储能设施的配置工作,将可能出现的供电功率不稳的情况考虑在内,借助储能装置的合理应用,实现有效供给,促进电网运行效率的提高。
        2.3最大功率点跟踪技术
        通过运用这一技术,可以确定光伏并网发电系统的应用环境,以此为根据,分析技术应用环境的温度、光照因素对并网的影响情况,还可以根据实际情况绘制完整的并网发电系统特性曲线,依据曲线的变化形势,实现对并网光伏发电最大功率点的跟踪。最大功率点跟踪技术的应用直接影响着电力系统的运行效率,其应用方法主要有两种:一是扰动观察法,将小型扰动设计运用在光伏并网发电中,通过比对扰动前后的并网工况,从而准确获取最大功率点位置,同时,利用这种扰动方式可以控制输出电压,依据电压差形成的扰动,完成功率状态的跟踪;二是电导增量法,运用这一方法时,瞬间电导数据以及变化量是两个重要的影响因素,起到决定性作用,通过全面分析光伏列阵曲线的实际变化获得曲线的单峰值,可以更好地掌握光伏并网的发电状态是否处于发电最大值。
        2.4孤岛效应
        在光伏发电并网中还会出现孤岛效应,一般常出现在公共网络并网中,在电网运行中,一旦公共网络故障,就无法提供正常的供电需求,但是光伏发电依然能够正常供电,在这个故障发生时,如果没有及时得到检查和维修,光伏发电就会产生无法及时进行电能供应问题,从而引发孤岛效应。此外,如果维修人员直接进行故障检修,又很容易引发安全事故,不及时维修又会出现供电不足,影响正常用电。
        3太阳能光伏并网系统的发展前景展望
        随着我国科学技术不断取得新突破,使各行各业的发展模式都发生了巨大的变化,同样在光伏并网发电系统方面发挥着重要作用,基于科学技术的发展,已经研制出一些新型技术,但是对于光伏发电并网系统的控制和切换方面仍然比较薄弱,需要继续深入研究,并且作为将来的重点研究方向,推动太阳能光伏并网系统的快速发展。从太阳能光伏并网系统的应用现状来看,若想提升整个系统的运行效率,全面控制光伏发电并网系统进行是首要任务,切实解决系统切换为题,使光伏发电并网得到普及运用,为普通用户提供优质服务。
        结语
        随着光伏发电技术的不断推广,对我国能源供给与社会经济发展起到了重要作用。但是现阶段光伏发电并网经常会存在电网运行不稳定现象,因此,积极探索电网不稳定运行因素,并提出光伏发电并网运行的解决措施,对我国新能源的开发与应用具有重要意义。
        参考文献
        [1]杨晓凯.光伏发电并网对电网运行的影响与对策[J].集成电路应用,2020,37(04):94-95.
        [2]荆盼盼.光伏并网发电系统对电网运行的影响及其应对策略研究[D].湖北:华中科技大学,2011.
        [3]陈浩,石辉,邓小亮.光伏大规模发电并网对湖南电网运行影响分析[J].湖南电力,2018,38(06):5-7.
        [4]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.
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