張金青中電投新疆能源化工集團(tuán)達(dá)坂城風(fēng)電有限公司

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響研究綜述

張金青
中電投新疆能源化工集團(tuán)達(dá)坂城風(fēng)電有限公司

本文從電壓穩(wěn)定性以及短期負(fù)荷預(yù)測等方面進(jìn)行的研究，有效分析了光伏并發(fā)網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在接入電網(wǎng)之后對電網(wǎng)安全穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響。并對繼電保護(hù)、供電可靠性以及配電系統(tǒng)監(jiān)控等內(nèi)容進(jìn)行研究，這樣就能夠有效控制光伏并發(fā)網(wǎng)絡(luò)接入電網(wǎng)之后，可能對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響作用。相應(yīng)電力部門在工作過程中，不僅要有效強(qiáng)化電網(wǎng)的建設(shè)，并且光伏行業(yè)在發(fā)展過程中也需要不斷提升相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量，只有這樣才能夠制定較為合理的入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。本文就光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響展開討論。

光伏并網(wǎng)；發(fā)電系統(tǒng)；影響；綜述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們生產(chǎn)生活環(huán)節(jié)中對能源的需求也在不斷提升著。隨著傳統(tǒng)能源資源不斷枯竭，人們逐步將眼光放置到再生清潔能源上面，希望能夠有效優(yōu)化能源資源結(jié)構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的步伐。太陽能作為一種較為清潔的可再生能源，其對環(huán)境的污染較小，并且使用廉價(jià)，這種優(yōu)勢是其他能源不能夠取代的。

近些年來，隨著光伏發(fā)電的發(fā)展步伐不斷加快，光伏組件的研究成本持續(xù)降低。在光伏發(fā)電系統(tǒng)研究中，主要有兩個(gè)方面的內(nèi)容，一種就是光伏發(fā)電系統(tǒng)，另一種就是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。這其中光伏發(fā)電系統(tǒng)因?yàn)榄h(huán)保并且容易安裝等優(yōu)點(diǎn)，成為發(fā)達(dá)國家在發(fā)展過程中最重要的選擇方式。因此，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將是電網(wǎng)事業(yè)今后研究的重點(diǎn)。

一、光伏發(fā)電并網(wǎng)對電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響

（一）影響電壓質(zhì)量及其控制內(nèi)容

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對配電網(wǎng)絡(luò)以及高壓電網(wǎng)的電能質(zhì)量都存在一定影響。并且，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)容易受到光照影響，其發(fā)電量變化范圍較大，并且相應(yīng)配電網(wǎng)絡(luò)需要投切電容電抗器才能有效切斷電壓，通常情況下很少使用其他一些調(diào)節(jié)設(shè)備，假使其發(fā)電量占據(jù)的比例較大，相應(yīng)的配電線路上負(fù)荷量也容易產(chǎn)生較大變化，這樣就進(jìn)一步加劇了電網(wǎng)電壓調(diào)整難度，調(diào)節(jié)不好的時(shí)候電壓容易超標(biāo)。

在影響系統(tǒng)電壓這一內(nèi)容中，主要取決于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安裝位置與容量等，并且電網(wǎng)中光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模較大的時(shí)候，假使日光的照耀突然變化的時(shí)候，光伏并網(wǎng)中電源將會(huì)突然減少，通常情況下，這一部分功率需要由配電電壓提供，這樣就會(huì)對整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)都產(chǎn)生影響。

（二）孤島效應(yīng)方面的問題

當(dāng)電力公司因?yàn)楣╇姽收?，或者是發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)狀況需要維修的時(shí)候，各個(gè)用戶端中太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將會(huì)對周圍環(huán)境造成負(fù)載，這樣的狀況不是一個(gè)發(fā)電公司能夠順利解決的。隨著光伏發(fā)電網(wǎng)絡(luò)越來越完整，其產(chǎn)生的孤島效應(yīng)也將越來越多，其對用電戶產(chǎn)生的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.對用電戶人身安全造成危害，造成電網(wǎng)嚴(yán)重負(fù)載，當(dāng)相應(yīng)配電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生故障的時(shí)候，用電戶或者是相應(yīng)維修人員就不能夠意識(shí)到供電系統(tǒng)的存在，這樣就會(huì)一定程度造成安全事故的發(fā)生。

2.缺乏配電網(wǎng)絡(luò)的支持，這樣電力孤島效應(yīng)將會(huì)影響附近供電區(qū)域的電壓或者是供電頻率，這樣就會(huì)造成用電設(shè)備的損害。

3.當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)突然恢復(fù)的時(shí)候，光伏電網(wǎng)系統(tǒng)就會(huì)因?yàn)椴煌辔灰鸩灰粯拥碾娏鳑_擊。

二、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對配電網(wǎng)絡(luò)的影響

（一）供電可靠性

一般情況下，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還會(huì)對電力系統(tǒng)，特別是處于網(wǎng)絡(luò)最末端位置的配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。比如，當(dāng)其所處的交流系統(tǒng)停電、日光照耀強(qiáng)度降低的時(shí)候，就需要在系統(tǒng)最需要的時(shí)候提供電能輸出。從這樣的發(fā)展?fàn)顩r上來看，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不一定能夠有效提升配電系統(tǒng)供電的可靠性。

另外，選擇不正確光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安裝位置、電網(wǎng)連接形式，也有可能會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)絡(luò)可靠性變差。比如，假使與配電網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的繼電保護(hù)配合不夠到位，相反會(huì)造成繼電保護(hù)誤動(dòng)作的出現(xiàn)，這樣將會(huì)降低配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性。

（二）繼電保護(hù)

因?yàn)樘幱陔娔軅鬏敪h(huán)節(jié)最末尾的位置，因此配電系統(tǒng)電壓水準(zhǔn)通常較低，在光伏并網(wǎng)發(fā)電等一些分布式發(fā)電系統(tǒng)中投入之前，除去部分地區(qū)存在一些小水電之外，相應(yīng)配電系統(tǒng)中將無電源出現(xiàn)。這就意味著，目前大多數(shù)放射型配電網(wǎng)絡(luò)中，潮流的流動(dòng)大多都是單一模式的，不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移電流。這就促使相應(yīng)配電網(wǎng)絡(luò)中早就存在大量繼電保護(hù)裝置，并且很多繼電保護(hù)系統(tǒng)并不存在方向敏感性。

隨著光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)大量投入建設(shè)，相應(yīng)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中潮流將出現(xiàn)雙向流動(dòng)的狀況。因?yàn)椴豢赡転榱诵略龉夥l(fā)電或者是其他一些分布式發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)施繼電保護(hù)作出大量改動(dòng)，假使光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中不能夠跟原有的繼電保護(hù)協(xié)調(diào)適應(yīng)，當(dāng)其它一些配電元件出現(xiàn)狀況的時(shí)候，容易引起分支上繼電設(shè)備的誤動(dòng)作，這樣就會(huì)進(jìn)一步造成分支部分失去主電源。另一方面，當(dāng)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的功率注入電網(wǎng)時(shí)，大多數(shù)時(shí)候都會(huì)促使原有的繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)狀況，這樣就會(huì)影響繼電保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。

（三）對配電系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控、調(diào)節(jié)

事實(shí)上，原有的配電網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是一個(gè)無源放射形電網(wǎng)設(shè)備，將其與高壓等級電網(wǎng)相比較，其信息采集、開關(guān)操作等等都較為簡單，但實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)節(jié)的時(shí)候，一般都是由供電部門一同進(jìn)行的。這樣光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)接入之后，將會(huì)促使這一過程更為復(fù)雜，針對這樣的情況需要填補(bǔ)哪一種信息，將其作為監(jiān)視信息還是控制信息，或者是由誰執(zhí)行都是需要重新進(jìn)行審核的，之后經(jīng)由相應(yīng)電力部門確認(rèn)。

三、結(jié)束語

光伏發(fā)電作為一種具有較好發(fā)展形勢的新能源，其發(fā)展前景十分廣闊。但是光伏并網(wǎng)發(fā)電將會(huì)影響電網(wǎng)穩(wěn)定性、可靠性以及電網(wǎng)效益等，且光伏并發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)帶來的孤島效應(yīng)或者是對配電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，這些主要是受到光伏發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的影響。針對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中兩種較為重要的形式，將其并入電網(wǎng)之后，可能會(huì)產(chǎn)生新的問題，本文對此進(jìn)行一些論述。在今后研究中，一定要針對可能出現(xiàn)的新問題，進(jìn)行進(jìn)一步的研究，并提出有效的解決方式，這樣才能夠有效保障光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行更加安全、穩(wěn)定，提升電網(wǎng)運(yùn)行的效率。

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