光伏发电与风力发电的并网技术分析

光伏发电与风力发电的并网技术分析

庞龙龙何栋

五凌电力有限公司宁夏分公司  宁夏回族自治区银川市 750000

摘要：随着全球能源结构的持续优化，光伏发电与风力发电作为清洁、可再生能源的代表正日益受到广泛关注。并网技术作为将这两种发电方式有效接入电力系统的关键环节，其研究与应用对于提升可再生能源利用率、保障电力系统稳定运行具有重要意义。当前，光伏发电与风力发电的并网技术已成为新能源领域的研究热点，不仅涉及电力电子、自动控制等，更对电力系统的安全、稳定、经济运行产生深远影响。因此，深入探讨新时期光伏发电与风力发电的并网技术，对于推动我国能源结构转型、实现绿色低碳发展具有十分重要的理论价值和实践意义。

关键词：光伏发电；风力发电；并网技术

引言

在“双碳”目标的指引下，传统的化石能源存在诸多弊端，光伏发电具有分布广、无噪声、可再生、建设周期短、维护简单等优点，被广泛应用于新能源发电中。光伏发电运行的优势显著，近些年光伏发电并网技术在电力系统中的运用越来越常见，其可以有效应对谐波冲击，保证电力系统的稳定运行，同时也能够提高电能生产的质量。

1光伏发电并网技术

1.1强化无功补偿

在光伏发电并网技术的运用过程中，对无功补偿的强化是保障电力系统稳定的关键举措，其可以确保电能质量达到要求，也能够维持电压参数的平稳。光伏发电的逆变器装置、面板结构等部件的特性是经常会产生无功功率，为了对此进行平衡，电网系统要采用无功补偿技术，以避免电网的稳定性受到干扰，将其发电时的电压参数控制在规定范围之内。无功补偿的装置一般包括两种，一种是静止无功补偿器，另一种是动态无功补偿器，将其安装到电网系统中，可以基于实时无功功率的变化来灵活调整补偿，满足实时需求。此外，也可采取一些先进技术设备，如集成控制的无功补偿器，其可以在转换时对无功功率、有功功率同时进行调节，使电网的性能更优。在无功补偿方案的规划设计中，在采用补偿方法时需确保补偿装置的性能达标，要重点考虑装置与整个电力系统间的协调关系。比如，在安装无功补偿装置时，需合理选择布置位置，也要确定补偿装置数量，以保证补偿效果达到最佳状态。目前，光伏发电领域开始融合智能电网及分布式能源的相关技术，因此无功补偿的强化也开始借助智能系统对电网实现有效控制，如结合能量管理系统的集成功能来实现，其补偿的精确度会比较高，整体效率也会更高，在无功补偿的过程中，其还能基于电网的运行环境改变、具体发电状态等情况来作出响应，以保证无功补偿更加到位。在控制方面采用最新算法，可以对电力系统的数据进行实时精准分析，也能对电网未来一段时间内的无功补偿需求进行预测，再针对无功补偿装置灵活调整，以实现均衡的无功补偿。

1.2选择合适的电网接入方式

（1）并网接入可采用专线接入方式。专线接入方式是指在光伏电站接入之前，了解光伏电站运行基本参数，在获取光伏电站的相关参数后，始终明确电网建设要点，注意解决光伏电站的运行效率，继而保证光伏电站运行能够高效开展。在专线接入时，可采用整合方法将光伏电站电能直接接入变电站，并使开关柜等设备也能够直接接入配电网，使整条母线和接地线形成连接，如此一来，能够切实发挥接入后的整体优势，确保光伏电站接入后与配电网系统切实形成整体性，一体化发挥作用。为防止光伏电站专线并网接入对继电保护产生影响，要求获取气候环境类型资料，了解设备故障因素，针对性安装智能化光伏电站接入检测系统，检测系统能够在光伏电站接入后对电网运行稳定性进行检测，同时也能够对电路运行实施检测，发现问题立刻解决，实现电网综合监控管理，如发现接入后电网继电保护受到影响，则可采取针对性措施。专线接入方式具有高效性优势，适合在电网接入管理中应用。但实际上，在电网接入管理实施的过程中，已经开始融入多种接入措施，以保证接入高效开展。

（2）T端接入方式。光伏电站的末端接入方式主要涉及如何将光伏发电系统产生的电能有效并入电力系统，以供用户使用。T端接入方式是在现有线路上增设分支线的一种接入方式，该方式能够使光伏电站电能直接接入电网。该接入方式与专线接入相比可降低电网接入成本，缩短送出线路距离，并在接入过程中无须扩建新增间隔设备和二次保护设备，降低了继电保护的压力和对继电保护的影响，可保证光伏发电系统故障率降低，提升电网运行管理的工作效率。在选择接入方式时，应综合考虑光伏电站规模、地理位置、电网设施状况等影响因素，并在电力政策和电网建设标准下对继电保护功能进行模拟，以有效发挥继电保护的作用。

2风力发电的并网技术

2.1推行新能源配置储能

通过配置储能，就地控制和优化风电和光伏发电出力的波动性、间歇性问题，对提升新能源发电的系统接纳能力、降低系统发展成本(例如：配套灵活性电源、电网改造等相应增加的成本)具有重要作用和价值，已成为国内外推进新能源大规模发展的重要技术路线。2021年7月，国家发展改革委、国家能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》(发改能源规[2021]1051号)，要求大力推进电源侧储能项目建设，布局一批配置储能的系统友好型新能源电站项目，以及探索分布式新能源与储能融合发展的新场景。2022年1月，国家发展改革委、国家能源局发布了《“十四五”新型储能发展实施方案》，要求加大力度发展电源侧新型储能，在新能源资源富集地区，例如：内蒙古自治区、新疆维吾尔自治区、甘肃省、青海省等，以及其他新能源高渗透率地区，重点布局一批配置合理新型储能的系统友好型新能源电站。2023年5月，国家能源局批准实施NB/T11194—2023《新能源基地送电配置新型储能规划技术导则》，用于指导新能源基地跨省区送电配置的新型储能规划。到2023年底，全国共有28个省(自治区)发布了新能源配置储能的政策，其中23个省(自治区)明确规定新能源配置储能的比例在5%～30%之间、储能时长为1～4h。河北省、山东省、河南省、江苏省、浙江省、湖北省、广东省、江西省等地区出台了分布式光伏配置新型储能的政策，鼓励工商业、用户分布式光伏通过自建、共建或租赁等方式配置一定比例的储能，缓解电压越限、配变电设备重过载、潮流大规模反送等安全运行问题，提升电网对分布式光伏接入的承载能力，保障新能源高效消纳利用。

2.2并网过程检测与监控技术强化措施

加强光伏发电和风力发电并网技术对并网过程的检测和监控至关重要。这种技术的核心目的是确保并网过程的安全性、稳定性和高效性，通过实时监测并网系统的运行状态及时发现并处理潜在的问题，从而提高整个电力系统的运行效率和可靠性。在应用过程中，首先，需要建立一套全面细致的并网过程检测与监控体系，涵盖光伏发电和风力发电系统的所有关键组成部分和运行参数，这包括对发电量、输出功率、电压和频率等基本电气参数的实时监测以及对环境因素如风速、光照强度和温度等的跟踪。其次，通过高效的数据传输网络，将收集到的数据实时传送至中央监控中心，由专业的数据处理系统对数据进行分析和处理，如引入先进的传感器技术、提升数据传输速度和可靠性以及采用更为高效的数据处理算法。最后，还需建立一套完善的应急响应机制，一旦检测到并网过程中的异常情况，能够迅速启动预设的应急方案，有效避免或减少事故的发生。

结语

总体来看，要保持风光发电装机的跃升式增长态势，未来机遇与挑战并存，需要统筹优化利用好政策、技术、市场、商业模式等各类资源和手段，全面提升电力系统对新能源发展的承载能力。

参考文献

[1]张春腾.屋顶分布式光伏发电并网技术的应用研究[J].光源与照明,2023(11):123-125.

[2]项瑜.光伏建筑一体化形式的比较及其对城市热环境的影响[D].天津:天津大学,2022.