王建斌

國家電投集團山西可再生能源有限公司 山西太原 030006

據(jù)2016年統(tǒng)計得出，我國光伏發(fā)電新增產(chǎn)能為3000多萬千瓦。積累的裝機容量遠遠超過世界上各個國家。2016年，光伏發(fā)電年產(chǎn)量占全年總產(chǎn)量的1%，隨著光伏發(fā)電裝機容量在電廠中所占比重的不斷提高，光伏發(fā)電對電廠低壓規(guī)劃產(chǎn)生影響，地方用電量和“中高壓聯(lián)網(wǎng)、高壓輸變電”將對供電系統(tǒng)的深度和廣度產(chǎn)生重大而巨大的影響。

1 光伏發(fā)電并網(wǎng)簡介

光伏發(fā)電是一種通過半導體器件接口的“光伏效應”將光能轉化為電能的發(fā)電技術，光伏發(fā)電需要太陽能電池、控制器和逆變器之間的配合。形成太陽能電池陣列。在接受到太陽能以后，電壓隨之逐漸提高。一旦達到了系統(tǒng)進行設定的輸入標準，將會運用光伏組件進行轉換成為直流電[1]。當直流配電場轉換時，直流電將轉換成交流電，然后通過交流配電場將其傳輸?shù)诫娋W(wǎng)或相關負載，如圖1所示。

圖1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)簡圖

光伏發(fā)電系統(tǒng)的網(wǎng)絡連接主要是分布式和集中式的。與集中式系統(tǒng)相比，分布式系統(tǒng)具有相對較小的容量和較寬的分布范圍以及自身的負載。住宅用太陽能的生產(chǎn)；集中系統(tǒng)是指大型發(fā)電廠的集中建設，這些發(fā)電廠可以直接向電網(wǎng)供電，而無需任何費用。根據(jù)《配電網(wǎng)分布式電源設計規(guī)范》，在廣泛比較和選擇后，應按照安全、靈活、經(jīng)濟的原則確定單并聯(lián)網(wǎng)絡接入的電壓等級。

表1 分布式電源接入電壓等級推薦表

2 光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運行的影響

2.1 “孤島效應”問題

當供電網(wǎng)絡因故障而停止供電時，可以連接轉換器繼續(xù)向周圍供電網(wǎng)絡供電，一旦供電網(wǎng)絡恢復，供電網(wǎng)絡中的電壓和光伏逆變中的電壓在輸出期間可能有顯著的不同。對于故障，如果目前所連接的電源繼續(xù)向周圍供電網(wǎng)絡供電，如果網(wǎng)絡維護人員繼續(xù)對線路和設備進行維護，將給維護人員造成嚴重損失[2]。

2.2 對電網(wǎng)運行控制的影響

由于光伏發(fā)電自身主要是依賴陽光，所以，受到天氣因素的影響導致存在一定程度的不確定性。這便令短期負荷預測對于電廠自身降幅產(chǎn)生一定的動蕩，從而增加了配電及發(fā)電的難度。光伏發(fā)電系統(tǒng)一旦并入電網(wǎng)，將導致電網(wǎng)中電廠數(shù)量的增加。

2.3 對功角穩(wěn)定性的影響

大規(guī)模光伏發(fā)電并網(wǎng)所產(chǎn)生的電能具有隨機波動的特點，沒有時間產(chǎn)生慣性，這將在一定程度上影響原輸電網(wǎng)的輸電和供電網(wǎng)絡，使相應的慣量減少，同時電廠對光伏發(fā)電的動態(tài)支持技術與常規(guī)發(fā)電機組也有所不同。對于系統(tǒng)內(nèi)建成的大型光伏電站，電網(wǎng)在電流角的穩(wěn)定性會隨著規(guī)模和位置的變化而變化。

3 解決策略

3.1 “孤島”檢測問題

當電源電網(wǎng)發(fā)生了故障問題時，擾動會快速的進行積累并超出設定范圍，可進行有效的檢測“孤島”，“孤島效應”通信方法時進行檢測電路使用者的狀態(tài)或者選擇通過傳呼載波信號進行。主動檢測方法精度高，盲區(qū)檢測量小或不檢測，但檢測盲區(qū)通信量大，檢測方法實時性強，穩(wěn)定性高，對供電無影響，但成本高，操作復雜，經(jīng)濟優(yōu)勢低[3]。

3.2 電網(wǎng)運行控制

配電系統(tǒng)在并網(wǎng)前，必須對電廠的規(guī)劃和監(jiān)控進行檢查，原來的配電網(wǎng)結構是無源的、放射狀的，在并網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集等方面比較簡單，能源規(guī)劃等。為了有效地控制電網(wǎng)的運行，有必要對光伏發(fā)電廠的電力生產(chǎn)以及光伏發(fā)電廠分布的數(shù)據(jù)和對象進行監(jiān)控，使分布式電力生產(chǎn)的生產(chǎn)和供電得到全面的控制和控制。

3.3 建立健全光伏并網(wǎng)的相關標準以及規(guī)范

正式并網(wǎng)前，審查相關技術標準和規(guī)范，一般可接入光伏發(fā)電生產(chǎn)系統(tǒng)。歐洲內(nèi)外的學校都找到了很多抑制和諧的方法，增加了諧波補償器、無源固定頻率濾波器、有源濾波器、混合濾波器等，定期檢查和維護光伏發(fā)電系統(tǒng)，確保生產(chǎn)出高質(zhì)量的光伏能源。根據(jù)《配電網(wǎng)分布式電源接入設計規(guī)范》，分布式電源（10kV接入）應具有在線電能質(zhì)量控制功能，能監(jiān)測三級不平衡流，送至配電網(wǎng)滿足以下指標：電壓波動：輸出為正弦波，電壓波形失真度不大于5%；電壓值：電流值偏差小于標稱電壓的7%；頻率：輸出電壓頻率為501770.5hz；諧波：分布式電源接入配電網(wǎng)后，公共連接點的諧波電壓滿足GB/t549dc組件的要求：提供公用并聯(lián)網(wǎng)絡的直流組件不得超過其交流標稱值的0.5%。

3.4 合理開發(fā)利用光伏資源。

深入貫徹國家光伏政策，實現(xiàn)政府、貧困戶和電廠的發(fā)展，開發(fā)土地、股權、廠房或倉庫或屋頂?shù)痊F(xiàn)有條件，開發(fā)太陽能資源，為太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展鋪平道路。

4 結語

綜上所述，本文分析了光伏發(fā)電的現(xiàn)狀和前景，并從“島電”、運行管理、流量穩(wěn)定性、無功電壓等方面簡要分析了光伏發(fā)電對電廠運行的影響。結合電力供應分析與控制的經(jīng)驗，對一些解決問題的策略提出了自己的看法和建議。希望能就進一步的研究和消除這些影響問題咨詢專家和學習者。