光伏发电并网对电网运行的影响与对策

光伏发电并网对电网运行的影响与对策

史艳芳

中电投新疆能源化工集团吐鲁番有限公司 新疆维吾尔自治区吐鲁番市 838000

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

我国的能源与经济发展之间的矛盾使得能源问题变得越来越紧张，光伏发电能够一定程度上缓解这些能源压力。目前先进的分布式光伏发电技术，从而可以满足人们在日常生活、工作之中的用电量，确保人们更好的从事各种活动。

1光伏电源简介

光伏电源主要是通过利用太阳能电池将可再生的太阳能转化为电能，光伏发电原理是利用太阳能的光生伏特效应，在太阳能电池板的作用下，将太阳所发出的太阳能转化为电能。光伏电源是由太阳能电池板、控制器以及逆变器三部分组成，在这三部分共同工作下，使得太阳能转化为电能，为电力用户提供充足的清洁能源。通过大规模使用光伏电源，可以提高清洁能源在电力能源中的比重，大大降低传统能源对于环境的影响，有利于环境保护和电力能源可持续发展。另一方面，对于一些偏远地区的人们来说，通过利用光伏电源可以为人们提供充足的电能，光伏电源装置的使用灵活性较高，可以在多地区进行单独使用，另外也可以配合电网或电力储能装置来进行使用，具有较强的适应性，可以满足大部分地区的电能需求。但是光伏电源在使用过程中会受到环境因素的影响，光辐照强度、气温等都有可能导致光伏电源的使用效率下降。

2光伏发电并网对电网运行的影响与对策

2.1电能质量受损

应用光伏发电并网后，还需要高频调制的支持，通过逆变器进行运转，但是这种方式还会带来一定的负面影响，产生的谐波会影响电能质量。如果谐波放大还会对电网的输出功率产生一定的改变，改变后的输出功率更加难以控制，因此就会造成电网运行不稳定，引发电网事故。此外，我国传统的电网都是采用单一供应模式，如果不符合光伏发电并网接入的情况，在接入光伏电源后会造成电压差异，就需要对接入光伏电源进行管理，因此也增加了管理工作内容，影响电网可靠运行。

2.2电网运行控制不佳

光伏电源的有效使用对于人们生活水平、工作质量的增加具有重要意义，这也充分体现出了光伏电源在电能有效使用过程中的重要性。光伏发电并网的使用可以实现太阳能转换为电能的有效利用。但是伴随着光伏发电并网使用规模的增大之后，一旦供电环境变得恶劣，供电站的相关工作人员对于变化的电网功率不能得到准确的把握；对于在大规模使用之后的电能的负荷增长也是无法做出准确的判断。这两方面的不可把握性就造成相关工作人员在进行电能的调度过程中出现困难。除了大规模使用之外，工作人员无法对负荷以及电网功率做出准确把握之外，太阳能发电的过程中也存在着许多其他不可控因素。例如太阳能发电的过程中受到一些不稳定因素的影响的时候，在这些不稳定的因素之下，有时会发生较大的问题，这样就会造成严重的问题。在这种情况之下，光伏发电并网就不再适用，相关工作人员就需要采用传统的手段进行发电，这样电能的重新调度，就无法满足人们对于电量的正常需求，无法保证人们的正常用电。光伏发电并网之后，电网中的接入光伏电源就会增多，光伏电源数量的增加就会增加电网调峰、调频的压力，使得电能的调度过程中受到明显的影响。同时在公共电网中，接入光伏电源，会让光伏电源的数量以及应用的区域变大。在这种情况下，如果电力系统不能够对所有光伏电源进行控制，那么就会使得电力系统的供电设备、电压值等出现问题，从而造成控制效果比较差，造成整个电网运行过程中的安全事故。

2.3对电网运行统一性产生一定影响

由于光伏发电系统与传统发电行业发电形式不一样且发电所采用的能源不一样，所以发电停电的时间不能统一。在传统发电行业进行发电时光伏发电可能因为天气原因没有进行发电，也可能在传统发电行业因为某种原因停电时光伏发电正在发电，因而两者不具备统一性。如果在传统行业停电时而光伏发电系统正在发电供向电网，那么就会产生“孤岛效应”影响，即成为孤立电源对周围电网进行供电，一旦电网来电会产生较大的冲击电流，对电力设备设施造成损害和给可能正在维修电网的维修人员造成身体伤害或者生命伤害。

3解决策略

3.1“孤岛”检测问题

电力公司要求接入电网的光伏发电站必须配备防“孤岛”检测装置来防止对人身和设备的伤害，而逆变器的“孤岛”检测就是需要解决的一个核心问题。常用检测“孤岛”的方法主要有主动式检测法、被动式检测法和通讯式检测法。主动式检测方法是向是逆变器的输出加入一定规律的扰动信号，当电网正常供电时，电网的钳制作用使得扰动信号对电网无影响，一旦电网出现故障，扰动将快速累积并超出允许范围，便可检测“孤岛效应”；被动式检测方法是利用电网断电时逆变器输出的电压、频率、相位或谐波的变化进行孤岛效应检测；通讯式检测法是利用通讯手段检测断路器的开断状态或发出载波信号并根据信号的变化判断“孤岛效应”。主动式检测法的检测精度和准确率高、检测盲区小甚至无检测盲区，但会影响电能质量；被动式检测法不会影响电能质量，但存在较大的检测盲区；通讯式检测法实时性强，稳定性高，对电能无影响，但成本较高，操作复杂，经济利润低。

3.2提升电能质量

在光伏电源并网发电过程中，要加强对于电能质量的监督管理工作，在进行光伏电源并网操作之前，相应的工作人员要加强对光伏电源并网接入点的电能质量监管工作，如果出现电压波动或者谐波，相应的技术人员要及时解决处理，采用投退无功补偿装置、主变档位调节、投入消谐装置等方式，确保电能质量，为人们提供安全可靠的电力能源。

3.3加强电网控制水平

为了更好地实现光伏发电并网的电网稳定运行，应该及时提升电网的控制能力，使光伏发电和其他电源自动运行情况下进行严格的电压管理，强化供电调度的合理性，由于光伏发电受到光照和辐射等外界因素的干扰。因此，对于光伏电网接入后，要严格管理该区域的光照强度和辐射情况，充分结合相关科学技术构建完善的光伏发电模型，找到光伏发电功率与自然环境的规律，从而实现有效的管理与控制。其次，光伏发电并网运行还应该通过相关数据寻找最佳设置光伏电源的位置，以此来降低光伏电源受到外界因素的干扰，从而全面提升光伏发电并网中电网运行的可靠性。另外，还要进行合理的电能储备，对光伏发电过程中的电能进行合理储备，当光伏发电受到干扰时，可以先利用提前储备好的电能进行供电，以此来确保电网运行的稳定性。

结语

本文对当前光伏发电的形势和前景进行了分析，从“孤岛效应”、运行控制、功角稳定性、无功电压特性和电能质量方面简要分析了对电网运行的影响，结合电网运行分析和控制的经验对部分问题解决策略提出了自己看法和建议，希望对有关专家和学者进一步研究消除这些影响提供参考。

参考文献

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