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

马健

中国水电建设集团新能源开发有限责任公司西北分公司 甘肃兰州 730070

摘要：随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。发展可再生新能源已经成为全社会共识，太阳能由于资源丰富、分布广泛、便于开发利用、清洁无污染逐渐被人类所接受和利用，光伏发电已成为当今最热门、发展速度最快的一种分布式电源，它对电力系统调峰、补充电源点不足、改善能源结构都有很大作用。但是在光伏发电并网时也会对电网的安全性、稳定性造成一定影响。本文就光伏发电并网对电网运行的影响与对策展开探讨。

关键词：光伏发电；并网大电网；问题对策

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光伏发电并网技术

光伏发电并网是建立在一定的条件基础上的，只有当逆变器输出的电流和电网电流的频率及电压相同时，才能完成并网工作。实际运用过程中，常见的光伏发电并网有两种方式，即集中式和分散式。集中式并网就是将电能直接输送到大电网上，再通过大电网的调节和分配，将电能输送给用户。集中式并网的特点在于，其与大电网之间电能是单向交换的。而分散式并网则是光伏发电系统产生的电能直接输送给负载。只有电力不足，或电力多余时，才可以由大电网来调配。所以，分散式并网的特点在于，其与大电网之间的电能是双向交换的。

2光伏发电并网对电网运行的影响

2.1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。

2.2对电能质量的影响

在光伏发电系统中逆变器是最为基本也是最为重要的元器件之一，逆变器可以将直流电逆变成交流电输出。但是电力电子器件的大量使用，会对电力系统造成污染，影响供电的电能质量。逆变器开关速度变化会产生很多高次谐波，导致电原主输出失真，这些谐波流入到电网当中就会造成很多不良的后果，包括：降低电能生产、输送以及利用过程的效率，造成相应电气设备发热并且产生振动噪声，加速了电气设备的老化缩短其使用寿命，严重的情况会发生相应的故障或者是设备烧毁。

2.3孤岛效应

在电网的运行当中，如果公共电网中出现故障，那么公共电网就不能为人们提供正常的供电，但是在这一过程当中，光伏电源还在正常的进行供电。如果在出现故障的时候，不能进行及时的维修与检修，光伏发电还在正在进行，就会使得很多处于孤岛地区的人们不能得到及时的电能供应，从而形成了孤岛效应。与此同时，如果维修人员直接进行故障的检查与维修，很容易发生安全事故，如果维修不及时，则会造成供电的不充足，影响人们的正常生活与工作。

3光伏发电并网对电网运行影响的改进策略

3.1加强对配电系统的电能质量进行控制

光伏发电的过程中具有很大的不确定性，加之功率在输出时的波动，都会对所接入系统中的用户造成一定的电能质量问题。在逆变器所出现的谐波中，会导致配电系统谐波水平逐渐提高。光伏发电会以单相电源并网，增强了配电系统中的三相不平衡现象。所以，需要加强对含光伏发电配电系统中电能质量有关的独特问题进行研究，并对电能质量的监控技术不断提高。

3.2电网运行控制

对于并网之前的配电系统来说，其调度以及监控等都是由电力机构统一进行管理的，原有的配电网结构属于无源的放射式，所以在开关操作方面、信息采集方面以及能源调度方面都相对比较简单。但是在光伏发电系统并入之后此过程就变得非常的复杂，要想有效控制电网的运行需要对光伏电站的发电情况进行远程监控，对于分布式光伏发电信息以及对象进行远程的监视，这样能够确保充分掌握并控制分布式电源的投入、退出以及功率的流动。

3.3改善孤岛效应

改善孤岛效应的方法可以通过检修手段对孤岛效应进行检测。当电网在断电之后，可以使用被动式检测法对逆变器的相关参数进行检测，从而找到存在的问题，如果在输出功率以及负载功率之间有较大的差距，那么就存在孤岛效应。相关人员也可以采取主动式检测或者是主动式与被动式检测相结合的手段，找到其存在的问题。解决孤岛效应需要相关人员对常见的问题进行反复的研究，找到其问题存在的共性，从而可以有效预防问题的产生，减少孤岛效应的发生。

3.4加强自然灾害防范措施

为了防范一些灾害天气的影响，光伏发电并网大电网一定要保证装置的牢固性。而为了减小雷雨天气的影响，可以在光伏发电系统中安装避雷防雷装置。对光伏发电系统而言，防裂措施可以从内部和外部进行。在内部防雷措施方面，可以采用电位系统和涌浪保护方法，加大防雷效果。而在外部防雷措施方面，可以通过接地装置和引入地线等方式减小雷电带来的影响。此外，对于一些大风和大雪等自然灾害，也要加强光伏发电系统的稳固性和承载能力，以降低恶劣天气的影响。

3.5合理开发利用光伏资源

近几年国家大力倡导发展光伏发电产业，积极推广“光伏扶贫”工程，走出一条产业扶贫、生态发展扶贫和清洁能源建设扶贫的新路子。光伏扶贫清洁环保、技术可靠、受益稳定，既发展了新能源，又实现了脱贫增收，为贫困地区脱贫攻坚培育了新产业，为壮大贫困村集体经济开辟了新路径，为解决贫困群众稳定脱贫提供了新手段。但是新能源项目的选址与电网发展的衔接不够，无序开发问题严重，电力公司要提前介入、提前规划，理顺光伏发电并网管理流程，深入贯彻国家光伏政策，实现政府、贫困户和电网发展共嬴，合理利用土地、厂房或仓库屋顶、水库、湖泊等现有条件开发太阳能资源，为光伏行业的发展铺路护航。

结语

光伏发电作为一种新的能源发电技术，其在环保性和经济性方面有着更大的优势。但是，作为一种新的发电技术，其中还有很多问题仍需改进，尤其是光伏发电系统并网大电网中存在的一些问题，都会对整个电网性能产生影响。因此，在光伏发电方面，既要对相关理论和并网技术原理加大研究力度，也要对配电系统进行科学规划，提高其控制能力，以便光伏发电系统并网大电网正常运行。

参考文献

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