光伏发电系统对电力调控的影响王东升

光伏发电系统对电力调控的影响王东升

王东升孙文慧

国网山西省电力公司新绛县供电公司山西省新绛县043100

摘要：现如今，随着我国经济的发展，能源与资源的消耗对环境的影响日益严重，光伏发电作为清洁能源其开发利用显得日益重要。光伏发电系统具有资源普遍、无污染，设备可靠，维护简单并受地域条件限制小的特点.并且，我国太阳能资源十分的丰富，排除西南以及黑龙江边境地区外均为高太阳能资源区，这对发展光伏发电系统十分有力。同时，光伏发电也存在着诸多问题，如功率输出不稳定，可调度性差，并具有间歇性发电和随机波动性变化的特点.这些都对电力调控造成一定影响，对电力调控工作的管理与操作提出了一定的挑战。因此，本文就光伏发电系统对电力调控的影响进行了分析与探讨。

关键词：光伏发电系统；电力调控；影响

近年来，我国已经相继出台了多项关于促进光伏产业发展的重要举措，为国内该产业的可持续发展和光能有效应用与完善，起到重要的推动作用，光伏发电对实现配电网飞速发展具有重要意义。

1光伏储能系统分类及应用分析

1.1并离网储能系统

并离网储能系统广泛应用于经常停电，或者光伏自发自用不能余量上网、自用电价比上网电价贵很多、波峰电价比波谷电价贵很多等应用场所。系统由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能并离网一体机、蓄电池组、负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电;在无光照时，由蓄电池给太阳能控制逆变一体机供电，再给交流负载供电。相对于并网发电系统，并离网系统增加了充放电控制器和蓄电池，系统成本增加了30%左右，但是应用范围更宽。

1.2离网储能系统

离网储能系统，不依赖电网而独立运行，应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等。系统由光伏方阵、太阳能控制器、逆变器、蓄电池组、负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电;在无光照时，由蓄电池通过逆变器给交流负载供电。离网储能系统是专门针对无电网地区或经常停电地区场所使用的，是刚性需求，该系统不依赖于电网，靠的是“边储边用”或者“先储后用”的工作模式，干的是“雪中送炭”的事情。对于无电网地区或经常停电地区家庭来说，离网储能系统具有很强的实用性。

1.3光伏并网储能系统

并网储能光伏发电系统，能够存储多余的发电量，提高自发自用比例，应用于光伏自发自用不能余量上网、自用电价比上网电价价格贵很多、波峰电价比波平电价贵很多等应用场所。系统由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能控制器、电池组、并网逆变器、电流检测装置、负载等构成。当太阳能功率小于负载功率时，系统由太阳能和电网一起供电，当太阳能功率大于负载功率时，太阳能一部分给负载供电，一部分通过控制器储存起来。当电流传感器检测到有电流流向电网时，并网储能机开始工作，把多余的电能储存到蓄电池中，如果蓄电池也充满了，还可以打开电热水器。家庭负载增加时，可以控制蓄电池通过逆变器向负载送电。

2光伏发电系统对电力调控的影响

2.1系统电能质量方面

第一，对电压偏差的影响。电力系统中配电线路存在一定的阻抗，当有电流流过时会在线路阻抗上形成电压降，各负荷节点电压逐渐降低。当分布式电源接入后，随着馈线中有功功率、无功功率发生变化，配电网中的潮流发生了变化，馈线可能会出现逆潮流。由于光伏并网后分布式电源输出的有功功率以及线路上传输功率的减小，各负荷节点的电压升高。当光伏接入容量较低时，光伏系统支撑该节点的电压。当光伏接入容量较大尤其光伏接入馈线末端时，可能会导致某些节点的电压超过允许值。第二，对谐波的影响。分布式光伏电源通过逆变器将直流电转换为交流电并入电网，逆变器中使用大量的电力电子开关器件，逆变器中开关器件连续的导通与关断会产生开关频率附近的谐波分量，对配电网造成谐波污染。光伏并网容量较小时，通过光伏中的滤波环节，可以将并入配电网的谐波控制在一定的范围内。但随着光伏发电技术的发展以及并网容量的不断增大，并入电网的谐波含量可能超过标准规定的允许值。

2.2对继电保护的影响

第二，我国的配电网大部分是星型结构，如果将光伏发电系统直接进行并网可能会使得电网的拓扑结构变化，继电保护出现故障，光伏发电对于继电保护的影响主要有以下三大方面：第一，使得三段式的过流保护不能有效的对于故障电流进行判断，使得馈线动作困难产生误动或者拒动的情况；第二，高压熔断器的保护会受到影响，高压熔断器只能对于单个电源系统进行工作，在发生故障的时候，由于光伏并网系统较为复杂，无法对于多个系统进行同时的保护；第三，可能会造成孤岛效应，在进行光伏电站并网之后，如果发生短路故障就可能会使得母线自动切断，使得其他负载会受到牵连的影响。

2.3孤岛效应

孤岛效应是指分布式光伏发电系统并网后出现的一种情况，由于该系统的作业与大电网是并立的（极少数可能存在紧密关联），当大电网出现故障时，可能停止供电，如果分布式光伏发电系统端没有了解该情况，以常规工作要求继续向电网供电，可能导致电能浪费，也可能导致从事电网检修、维护工作的人员受伤。与此同时，当分布式光伏发电系统一端出现故障，并在网运行的前提下，大电网中的电能也可能进入分布式光伏发电系统中（在电压相同的情况下），导致分布式光伏发电系统端工作异常，如果低压电网为单相分布式发电系统，会导致系统三相负荷欠相供电。本次研究所选的分布式光伏发电系统即为单相分布式发电系统，面临上述各类威胁。

3提高光伏发电，确保电网安全

3.1科学规划，加强管理

在大力支持光伏发电这种新能源技术发展的同时，也要做好科学的规划，做好自身电网负荷、容量及结构的充分调研，仿真实验自身在电能质量等方面可承受的范围，确定合理的光伏发电装机容量。同时依据统一调度，分级管理电网调控原则，加强日常管理与相关人员培训，按时修改与签订调度协议，落实各级调度关系。严审相关检修计划，杜绝非故障情况下的非计划性并、解列行为。

3.2优化电网结构与技术

光伏发电作为清洁能源具有巨大的优势，但其自身的不稳定性与不确定性也是其最大的弱点，而电网机构是否科学合理、是否符合当前能源发展的需要决定了新能源与大电网的兼容问题。毕竟一个坚强的电网才是新能源技术介入的基础。调控部门应根据本地光伏发电的规模与分布情况，合理调整电网运行方式，调整相应的继电保护配合，从而从运行上为光伏发电企业做好服务，保障国家发展新能源的正确理念。并应用直流输电以及柔性交流输电技术，改进优化能源存储技术，从短路功率与动态稳定方面着手，既维护光伏发电的健康发展，又保障电网本身的安全运行。

3.3落实无功补偿

光伏发电运行中并网大电网的运行，落实无功补偿对其供电质量的提升，以及供电稳定性的保障奠定良好的基础。其中具体落实无功补偿的依据为，光伏发电微网运行中与大电网运行中，两电网之间的运行功率存在一定的差异性，该类差异性的表现直接呈现为高线损，高故障率，供电不稳定等现象。因此针对低等级的光伏发电微网实施无功补偿，则可使其在接入大电网并网运行时，整体的微网电能传输供应较为稳定，波动现象较少，最终有效地提升了电网的运行质量，对于用电户的稳定用电保障，以及各类供电设备的稳定运行，奠定了良好的基础。综合分析有效地提升了电力企业的实际收益，并且对于光伏发电并网接入大电网的稳定运行及可持续发展，发挥了积极的作用。

4结语

总之，由于光伏发电自身的不稳定与不确定性，传统的工作方法必将无法满足新的工作要求。这就要求不断结合情况发展制定可行的办法，调整电网结构、科学规划，促进光伏发电新能源技术的发展。

参考文献

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