光伏发电并网大电网面临的问题与对策何云

光伏发电并网大电网面临的问题与对策何云

何云

（国网山西省电力公司大同供电公司山西大同037008）

摘要：传统的发电方式存在很大的落后性，不仅造成了环境的污染，还会造成能源的浪费，而随着光伏发电技术的出现，有效地提高了发电技术。但是在光伏发电并网大电网中还存在很多的问题，因此，提出有效措施解决这些问题就十分必要，从而促进我国光伏发电系统的不断发展。本文主要分析现阶段光伏发电并网大电网所面临的问题，并针对性的提出了优化对策。

关键词：光伏发电；构成；问题；对策

太阳能是一种十分理想的可再生清洁能源,其中将光伏发电系统进行并网使用进一步使其发挥效力,是当前这一领域的研究热点。并网光伏发电系统作为一种新兴技术,其稳定性、复杂性并未被人们很好地了解,且电网作为输送和分配电能的中间环节,对供电系统来说至关重要。随着我国科技水平的不断提高，我国光伏发电技术取得了快速进步，同时在实际并网大电网中已经取得了很好的应用效果，但是在实际并网大电网过程中，还存在很多问题，笔者从光伏发电系统构成及并网方式分析入手，对如何提高光伏发电并网大电网效率提出了几点思考。

1光伏发电系统构成及并网方式

1.1光伏发电系统构成

光伏发电系统主要是由太阳电池方阵、控制器、蓄电池、直流配电箱、逆变器、和交流配电箱组成。其中不同组元发挥着不同的作用，在光伏发电系统中，逆变器和太阳能电池方阵是最主要的组成部分。太阳能电池方阵主要依靠串联的方式，将太阳能电池组件组成在一起，从而使得电压足够大，符合输出的要求。光伏发电系统工作原理是光伏原件受到太阳光的照射后，在元件上发生电荷一侧聚集，产生电动势，将光能转换为电能。光伏发电系统的特点是工作点变化快、输出直流电、功率有限、不能主动调控。

1.2光伏发电系统并网方式

目前光伏发电系统并网方式有两种，第一种是集中式并网又称为发电量全部上网。集中式并网就是将所发的电能直接输送至大电网，在经过大电网的调控，统一分配至用电用户，与大电网之间的电力是单向的。第二种是分散式入网又称为发电量自发自用余电上网，光伏系统所产生的电能直接供应给负载，不足或者多余再由大电网进行吸收或者补充。这两种并网方式的基本条件是，逆变器输出之正弦波电流的频率和相位与电网电压的频率和相位相同。在进行光伏发电系统并网过程中，即使达到了并网基本条件，也会在一定程度上对大电网造成影响。

2现阶段光伏发电并网大电网所面临的问题分析

2.1光伏发电的系统和大电网在运行过程中没有深入地研究

和以往的发电形式进行对比，光伏发电系统具有有所不同的特性，虽然单个并网光伏的发电系统在接入点上并未形成较大的上网功率，然而其接入点数量非常多，并且呈现分散式的布置，如果光伏发电在大电网中进行接入后，其就和大电网间产生比较大的效果，对大电网运行造成影响，这一特点在普通的发电系统并网中不存在。此外，还要对严重影响光伏发电系统运行的相关内容仔细分析，清楚地了解直接连接微网和大电网间的作用情况，只有这样，才能实现共同作用的效果。

2.2对电网控制以及保护设备造成的影响

如果是在光伏发电系统以及并网大电网当中，就会在一定程度上给配网控制与保护设备造成影响，就光伏发电而言，其是一种比较新的发现模式，运行原理和发电过程都和传统发电技术存在比较大的差异，所以，在实施并网大电网后，会出现一些问题，严重影响电网保护装置，对电力系统的运行稳定性造成影响。

2.3配电系统的规划面临新的挑战

当微网形式下的光伏接入到配电系统当中后，以往配电系统会产生很大的变化，不只是单纯性地分配电能，而是发展成为收集和传输与分配电能的交换系统。对于光伏发电系统的进一步运用，会在一定程度上对配网电能的质量产生影响，例如，发生谐波污染的现象，所以，需要在配电系统的规划过程中加强注意。不可以受到传统思路的束缚，而要不断创新，与此同时，分布式光伏发电的接入，还会对配电网短路电流和供电可靠与供电的经济性产生直接影响，因此，也需要在规划环节当中加强重视。

2.4传统监测和保护控制的措施的影响

对于发电系统的运行来说，电网调度是不可替代的，光伏发电系统对中低压配网和大电网连接进行运用，促进了大电网运行过程中监测范围的扩大。身为新型发电方式中一种，对光伏发电进行实时监测和传统的检测存在很大的差别，让保护和控制问题相对复杂化，需要对以往保护控制的措施加强科学化调整。

3提高光伏发电并网大电网效率对策

3.1研究光伏发电系统与大电网相互作用

当大量光伏发电以微网形式接入大电网后,微网与大电网间的相互作用将十分复杂,对大电网的运行特性产生重要影响,而对于这种影响的分析则需要以全新方法为基础。配电系统的安全稳定问题完全是由于微网的存在而提出的,其分析方法可能与高压电力系统截然不同。研究目的是要揭示出微网与大电网相互作用的本质,发展相关理论和方法,为含微网配电系统的稳定分析与控制奠定理论基础。

3.2合理规划新型光伏配电系统

在含分布式电源配电网规划理论与方法研究成果和微网研究成果的基础上,考虑光伏发电及并网的特点,研究新型配电系统的规划理论与方法。需要研究光伏发电电源的优化配置,包括选址和容量,研究光伏发电输出控制方式、接入位置和并网方式,研究其对电网谐波和电压波动与闪变的影响等。在规划中,优先考虑光伏发电等可再生能源作为电源的合理性,充分了解光伏发电对可靠性的影响,对采用传统的电网升级与分布式电源供电的多种电网扩充策略之问的优劣进行比较,从规划层面保证配电网经济性、安全性、环保性和电能质量的综合优化。

3.3提高光伏发电系统电网运行水平

含光伏发电系统的电网分析与运行控制技术。电力系统分析离不开潮流计算和动态仿真,建立恰当的模型是获得有效结果的保证。分析光伏电池等各种分布式电源的特性,建立相应的动态模型,并计及不同运行情况下的不确定性。随着光伏发电的广泛应用,光伏发电的大规模并网可能带来大系统电网功角、电压、频率稳定问题,研究典型光伏发电系统、光伏发电系统典型运行方式、典型并网方式、典型故障场景、典型控制条件、换流器的电压频率可控能力、接入功率对大系统的静态、暂态和动态稳定影响及其控制方法和控制策略,研究无功调度和电压控制的新策略。研究提高预测光伏发电功率准确性的方法,为在不确定性因素较多的情况下制定切实可行的发电和运行计划提供保障。

3.4研发孤岛控制与继电保护

并网运行的分布式电源在发生大电网故障等情况时,与大电网断开并继续向本地负荷供电、独立运行的情况称为孤岛运行。研究光伏发电系统孤岛检测方法,研究紧急状态下负荷切除和孤岛划分的优化选择技术,研究孤岛运行和联网运行的无缝切换控制技术。研究光伏发电对配电网中短路电流大小、流向及分布的影响,以及含光伏电源的配电网保护与控制技术,以保证故障的快速、可靠切除和及时智能地恢复供电。

3.5提高配电系统电能质量控制

光伏发电存在较大的不确定性,功率输出的波动,都可能给所接入系统的用户带来电能质量问题。逆变器可能产生的谐波也会使配电系统的谐波水平上升。光伏发电可能以单相电源的形式并网,也增加了配电系统的三相不平衡水平。因此需要研究含光伏发电的配电系统的电能质量相关的独特问题及其电能质量综合监控技术。

参考文献：

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