风力发电和光伏发电并网问题研究梁帆

风力发电和光伏发电并网问题研究梁帆

梁帆

（五凌电力有限公司新疆分公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000）

摘要：加快制定各种形式新能源并网标准以及完善现有标准是推动智能电网发展的原动力之一。目前，除了光伏发电和风力发电，我国还没有制定针对其他形式新能源发电并网的技术标准和规范，而已制定的标准还不够成熟，尚需进一步发展和完善。

关键词：风力发电；光伏发电；并网问题

引言

风力发电是根据自然界的风力进行供电的一种方式，而光伏发电是直接对太阳能进行使用的一种方式，对于这两种新型能源提供方式来说，其对于我国能源的节约以及环境的保护都具有积极的意义。但是，由于这两种能源同我国传统使用的能源类型相比具有一定的差异，就使其在实际调度以及运行的过程中难免会存在一定的问题，对此，就需要我们能够对这部分问题产生的原因进行良好地掌握，从而更好地找寻解决的办法。

1风力发电和光伏发电并网过程中所存在的问题

1.1并网过程中容易出现孤岛效应

在风力发电和光伏发电的过程中，当电力系统出现故障，需要维修整治时，电力企业会对整个电力的供应进行切断，从而保证维修过程的安全运行，然而，由于用户一端的系统对于这种断电行为没有及时的检测察觉到，导致只能通过强制与主电网的分离来实现断电要求，最终脱离了电力企业主网络的控制，这种现象的出现通常被称之为“孤岛效应”。在风力发电和光伏发电并网过程中一旦出现“孤岛效应”，对于电网的供电线路有着极大的损伤，而“孤岛效应”引发的强电流冲击也对电力系统中的各种设备造成了极大的影响，不仅使得整个电力网络失去原本的稳定性，更是直接威胁到了参与风力发电和光伏发电并网过程的工作人员的生命财产安全。

1.2供电方式缺乏可靠性

无论是风力发电还是光伏发电，由于都属于近些年来开发的新型能源，虽然发展极为迅速，但是都还存在着许多的不足之处，从而使得风力发电和光伏发电的并网过程缺乏一定的可靠性。主要体现在于，自然天气对于两种发电方式都有着直接的影响，风力的大小影响风力发电的电压高低，而日照情况直接决定着光伏发电的正常运行，不仅如此，一旦电力企业的主系统出现任何的故障都会引起两种发电方式的停止运作，风力发电装置和光伏发电装置的安装和连接方式也对供电过程产生极大的影响。因此，各种因素都使得风力发电和光伏发电的并网过程有着较高的不可靠性。

1.3增加企业的经济负担

尽管风力发电和光伏发电都存在着不可靠性，但是由于两种发电方式都有着独一无二的优点，并且完全契合现代社会发展所提倡的绿色环保节能的理念，因此风力发电和光伏发电的并网仍然有着极大的发展前进。然而，一旦使用了这种新型的发电方式，就会导致电网中原有的旧的设备被闲置，或者成为两种发电方式出现故障时的备用方案，大量的闲置电力设备也需要定期的维护和检修，在无形之中给电力企业增大了大量的经济负担，使得企业的经济效益降低，这是电力企业最不愿意面对的情况。

1.4并网光伏电站低电压穿越

在光伏技术不断发展的今天，在电网系统中光伏电站具有越来越大的渗透率，同时也占有了越来越多的供电份额。我们都清楚，在发生电网故障并且对其进行有效的修复之后，这时候电网中高额的功率缺额现象就非常容易发生，这样除了会造成相邻光伏发电系统发生跳闸的现象，在严重的情况下还会导致出现大面积的断电，从而使电力系统的正常运行受到十分不利的影响，在这种情况下，必须要采取有效的措施使并网光伏电站的低电压穿越能力得到保证。

2风力发电和光伏发电并网问题的解决措施

2.1加强对风力发电和光伏发电系统与电网共同作用的机理研究

风力发电和光伏发电并网连接之后，其对于电网系统的运行特性有着是较大的影响，其具体作用也是十分复杂的，对于这种情况需要通过全新的方式对影响情况进行分析，同时通过全新的分析方式对配电系统的稳定性和同电网之间的影响进行研究，以通过这种形势来找到主网和微网之间的区别和各自的发展方式。

2.2加强对新型配电系统方式的研究

在掌握风力发电和光伏发电并网所具有的特点后，就需要对配电系统的方法以及规划理论进行一定的研究。第一步需要做的就是找出风力发电以及光伏发电的电源的优化位置、容量以及选址情况，并在此基础上进一步对风力发电及光伏发电的控制方式和并网方式以及接入位置等进行相应的研究并更好分析电网对于电压波动以及电压谐波所产生的影响。

2.3风力及光伏发电电网运行的控制设备及技术

（1）对于光伏发电系统而言，其通过微网接入到系统之中，从而以一种非常彻底的方式对系统故障原有的特征进行了改变，而这也会使电网在出现故障后一系列电气量方面具有了非常复杂的变化，而以往经常使用的故障检测方法以及保护方式也会因此而受到较大的影响，对此，就需要我们能够努力地根据实际情况，在今后不断地研究新的电网保护方式以及新技术。

（2）当整个电网系统出现故障时，并网分布式电源则会同主网断开，并能够继续以独立运行的方式向本地符合继续进行供电。而面对这种情况，为了能够更好地保障用电的质量以及安全，就需要我们能够及时地对这种孤岛情况进行检测，并对这种孤岛同系统所分离的部分实行适合的调控措施，并在整个系统故障解决、恢复运行之后再继续以并网的方式运行。

2.4升压系统设计

太阳能光伏发电并网技术所产生的交流电为额定380V，这便需要通过升压系统升压后才能使其入网，升压系统在设计过程中需要合理选择升压变压器，升压变压器的选型要根据太阳能光伏发电系统的发电量来决定，箱型干式变压器在太阳能光伏发电并网技术设计中的应用十分广泛。升压变电站在设计过程中一般都由上下两层组成，上层主要作为放置逆变器监控屏的逆变室，而下层主要作为升压系统的配电室，为了满足太阳能光伏发电系统并网技术的实际需求，升压变电站需要合理设置高低压进线柜，同时还需要设置计算机监控系统对升压变电站的运行情况进行实时监测，也可以根据系统设计要求实现多路逆变器在内部控制下的同步运行，这对提高太阳能光伏发电系统中逆变器的使用寿命有着重要作用。

2.5建立计算全电网电压波动的频域分析方法

若光伏发电站接入的电网较薄弱时，则在设计时需要选择合适的并网点和电压等级。为了分析发电站的功率波动所引起的电网电压波动，需要区分发电站和电网其他部分产生的电压波动，建立计算全网电压波动的频域分析方法，通过对接入电网的电站进行电流源等效，将实际测量的电站的输出电流分解为有限数量正弦波形后进行分析。

3结语

总的来说，电力是我国目前社会以及经济发展过程中非常重要的一个环节，而风力及光伏发电则更是保障我国电力事业良好发展、保护我国环境以及能源的有效方式，需要我们能够对其引起充分的重视。在上文中，对于风力及光伏发电的并网问题以及解决措施进行了一定的研究分析，而在实际操作的过程中，也需要能够充分地联系实际，并以新知识、新技术的应用来保障风力及光伏发电技术能够更好地为我们所服务。

参考文献：

[1]风力发电和光伏发电并网问题及探究[J].高远.工业.2016（04）

[2]风力发电和光伏发电并网问题探究[J].冯静文.工业B.2016（01）

[3]风力发电和光伏发电并网问题研究[J].苏工.工程技术（全文版）.2016（54）

作者简介：

梁帆（1987.11-），男，陕西宝鸡人，长沙理工大学，电气助理工程师，研究方向：新能源发电与应用。