李飞
普元电力发展有限公司 江苏省苏州市 215000
摘要;当前社会发展速度越来越快,人类对电力需求量不断增加,在电力需求快速增加的背景下对自然环境造成了非常严重污染。目前世界各国的环境污染、资源缺乏问题都受到了人们的重视。为解决资源能源缺乏,积极开发可再生能源,作为解决我国传统资源匮乏、环境恶化的重要途径。文章针对光伏发电并网进行分析。新能源发展能优化能源结构替代传统化化石燃料,减少有害气体排放促进光伏发电产业的快速发展。
关键词:分布式;光伏发电;并网;配电网
碳中和碳达峰成为我国“十四五”污染防治攻坚战主攻目标,这也是I我国首次将碳达峰与碳中和写入编制的经济与社会发展规划。在新能源快速发展的背景下新能源的发展能优化传统能源结构,替代传统化石的燃料降低有害气体的排放。基于国家对光伏发电等多种新能源发电项目的支持,最近几年来光伏产业快速发展,光伏发电产业在当前取得了历史性的突破和进步。为响应国家号召降低对传统化石能源的依赖,国家电网公司和国家财政部均颁布了诸多惠民政策,
1.分布式光伏发电系统发展的必要性
分布式光伏发电系统是一种混合型发电系统,由多种能量、能源组成,组件功率为60MW以下。和传统集中式发电系统相比分布式发电系统需要具备一定的兼容特征,和周围环境相关。国内外光伏发电系统均是依靠风力、天然气、生物质能、太阳能等能源组成,这些多种类能源造成分布式发电系统的容量和电压等级之间的差异。在科技支持下光伏发电在现阶段取得了较为瞩目的成就,光伏发电最主要的因素就是成本投入,和早年相比现阶段科学技术发展速度越来越快,成本大幅度下降。在新时期的发展内容中,我国坚持走可持续发展道路,第75届联合国的大会上习近平主席提出了应对气候变化新的国家自主贡献目标、长期愿景,表示我国将提高自主贡献力度,采取有效政策和措施降低碳排放量。碳峰值、碳中和工作的开展,必须紧紧抓住源头,做好源头部署工作促进产业结构的调整,强调能源资源保护工作的开展,做好污染防治攻坚工作。为调整煤炭产能,促进产业结构调整,推动煤炭消费,积极发展新能源。业内解读表示碳中和绝非能源结构的问题,碳中和与产业等有方方面面的联系,将深刻影响产业链结构的重构、重组。
2.分布式光伏发电并网对配电网的影响
2.1 对配电网安全性方面的影响
(1)影响:首先对配网安全造成影响,分布式光伏发电接入配电之后电流流向、分布特征都会发生改变,配电网也会从辐射性转变为多电源结构。如继电保护内,并网之后如果系统发生短路,主电源和各个分布式光伏发电向短路点位置注入电流,短时间内配电网电流瞬间增大。因此分布式光伏发电并网接入配电网之后会电流产生逆转,这样就会导致继电保护装置发生误动。如果电源不能和原油配电网保护装置相配合,在其他并联支路上发生误动就会扩大故障范围。而且在并网的时候通常会缩小原继电器的保护范围导致部分设备故障的时候出现保护拒动、保护切除故障的时间,保护动作失去选择性[1]。
(2)应对策略:如果注入电源容量较大源系统运行就会出现短暂影响,发生短路电源而导致电流的运行失去选择性和灵敏性,保护功能和拒动功能也无法体现出来。基于这种情况可以选择使用高阻抗电抗器,该元件的运用可以减少并网瞬间内发生的大量电流,实现对系统的保护,只需要通过串联即可实现。除了串联电抗器消除电源并网造成的故障影响之外,也有新的选择方案,如在电源上游安装并网电源线路,如果发生故障之后末端会反馈故障情况,并且选择保护动作,从而实现对全线的保护。
2.2 并网对配电网电压产生的影响
(1)影响:在原电网结构内并网接入的时候朝着电网内注入功能,馈线的传输概率随之减小,进而对馈线不同节点也产生影响,并网会电压会产生偏移、升高的情况,严重甚至超出正常参数范围造成故障。分布式光伏发电的来源主要是风能、日光、水能等,因此和环境有关系。以日光为例,如果光照充足,线路运行稳定,节点电压也会上升。但是如果在并网接入的时候接入末端,则节点电压幅值可能会超出正常参数范围。技术人员应做好全面管理,合理安排接入方式,保证接入电源的稳定性,这对电压稳定有重要作用。
(2)策略:①选择于分布式光伏电源接入点、线路末端加装电抗器补偿。接入并网的时候,分布式电源接入点、线路末端都存在明显的电压升高现象。如果在电压升高明显的部位加装电抗补偿器,补偿器就会根据高压的高低升降来进行调节,吸收多于功率调节和控制系统,保证接入并网的稳定性。②并网逆变器输出侧使用电压控制。在当前,并网接入的过程中对电压电源的控制主要使用逆变器来实现[2]。但是在实际调查中发现这种方式不能针对并网点位置进行控制,如果使用逆变器输出侧来控制和并网,可以根据并网点的电压实现调整,让 个阶段内的输出无功功率处于平稳状态,实现控制电压。③安装储能装置,因为分布式光伏发电与天气变化相关,如中午时分最大夜间最低。在太阳能充足的时间内充分使用储能装置吸收电能,在阴天和夜晚的时候释放电能就可以实现削峰填谷,也可以在太阳能不足的时候使用存储电能抑制电压的抬升。储能装置手段的运用不仅仅保证了供电的连续进行,同时也解决了电压升高、电源升高的问题。
2.3 对配电网谐波的影响
(1)影响:并网接入之后电流进入到逆变器内,在逆变器内实现电流、电压、频率幅度的控制与输出。并网接入之后电子器件、零部件等非线性设备会注入谐波,给电流的稳定传输带来影响。谐波在配电系统内流窜严重影响电网质量,在分布式光伏发电并网过程中存在谐波与并网的目的完全违背,并网的前提是为人们提供稳定高质量的电源,有谐波的并网导致电压和电流波差生形变,如果频率节点降低必然增加线路损耗,导致电网容量发生浪费。针对这种情况需要选择合理的方式来解决。
(2)策略:经调查分析,分布式光伏发电并网内产生谐波的主要部分是光伏逆变器的功率开关管。技术人员在选择光伏逆变器的时候要充分考虑谐波的存在,为降低谐波的存在规避谐波的共振,应选择合适的IGBT,吊证脉宽制动、调整相关参数与结构,如电感、电容等,做好参数控制,强调参数的精准控制而降低谐波量。这种方式对装置容量没有限制,可以减少谐波的含量[3]。因此技术人员可以根据实际需要来调整电网,针对电网内谐波产生的可能性,在并网的同时接入多个逆变器减小谐波对电源造成的影响。同时还可以使用原滤波器来控制配网内的谐波,和光伏并网协调运行,实现并网的无功补偿。
结束语:
综上,太阳能、风能、水能资源丰富,作为可再生能源在电网内运用能够节省大量不可再生资源,因此在积极开发的过程中被广泛利用,被大众所接受。随着时代发展人们对并网的研究会不断深入,在这个过程中光伏发电作为重要的电源,能够在新时期改善能源结构,促进煤炭资源调整,值得人们深入研究分析。
参考文献:
[1]李文才, 彭程, 王希平,等. 分布式光伏发电并网对配电网继电保护的影响研究[J]. 机电信息, 2019, 578(08):43+45.
[2]颜伟林, 钱慧. 分布式光伏并网发电对苏州市区配电网的影响与对策[J]. 电工电气, 2020, 000(003):62-65.
[3]拜鹏. 分布式光伏发电对配电网电压的影响及电压越限的解决方法[J]. 中国战略新兴产业, 2019, 000(040):200.