光伏发电并网运行风险评估

光伏发电并网运行风险评估

黄雪冰

国华（和硕）新能源有限公司 新疆巴音郭楞 841200

摘要：光伏发电的核心思路是将太阳能转化为电能，一方面增加了电能储备量，另一方面也实现了能源的循环利用。随着该发电技术的不断成熟，其运行方式的发展也呈现出了多样化趋势。目前不仅可以进行独立设备运行，而且还能实现并网运行。作为电力市场的新生军，太阳能光伏发电技术既为环境保护提供了有效支持，而且充分保障了电能的供应量。结合光伏发电并网后对电网运行中产生的风险，包括电网运行控制、电能质量、孤岛效应等问题，提出具体的解决方案，从而提高光伏发电并网在电网运行过程中的效率。

关键词：光伏并网；电网工程；孤岛效应

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，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社会生产活动。

1.光伏电源

光伏电源是通过使用可再生的太阳能进行电能转换，使用太阳能电池板将太阳能转化为电能的一个装置。光伏电源依托的是太阳能所发出的热量，运用太阳能在电池板的作用之下，产生电能。光伏电源装置主要是由三部分构成的，这三部分分别是控制器、太阳能电池板、逆变器。光伏电源装置是在这三部分的共同作用之下进行电能的储存以及转换。光伏电源的使用具有很多好处，其使用不仅可以降低对于环境的危害，还可以取得更好的用电效果。

2.光伏发电并网技术概述

太阳能资源因其自身特点在能量储备方面具有天然优势。将其通过光伏板转化为电能，不仅可以降低发电机的使用频率，而且避免了环境污染的相关问题。在光照十分充足的地区，太阳能的状态也可以提前进行预测。在技术应用逐步趋于成熟的过程中，该技术自身也得到了长足的发展。在未来的发展过程中，该技术会不断提升太阳能的利用效率，因此来满足人们不断增长的用电需求，此外，通过科学的方式扩大并网发电的规模也能进一步提高电能并网的效率。在并网发展过程中，要实现电能储存环境的良好保护，避免受到谐波干扰。与此同时，也应该注重预防动态干扰，对各类干扰源进行实时监测。只有并网系统始终保持较高的清洁度，才能使并网系统发生稳定的功效，并不断实现并网技术的突破。

3.光伏发电并网运行风险

光伏发电作为新兴发电形式，在并入电网过程中还是对电网运行存在一定风险，主要体现在以下几方面：

3.1对电网运行控制的风险

光伏发电系统有集中式并网和分散式并网方式，集中式并网就是指将光伏发电所产生的电能直接输送到电网，供电网调度使用，这种并网方式主要适应于大型光伏电站并网，如大面积的公路光伏发电装置就是运用这种方式并网;分散式并网是指所发出的电能不直接供往电网，产生的电能存在某一负载中，电网需要的时候再调度使用，通常用于城区内、特别是用于建筑结合的光伏系统，比如装置于屋顶上的光伏发电装置。再者光伏发电主要是利用太阳光进行发电，因而受天气影响风险较大，发电量存在不稳定性。光伏发电系统并网形式的不同和发电量的不稳定造成光伏发电装置所发的电量并入电网后电网中电源点数的增加，并且这些点数的分布和数量没有任何规律可循，所以对电源的控制和电网的运行都增加了一定的难度。

3.2对电网运行统一性产生的风险

由于光伏发电系统与传统发电行业发电形式不一样，且发电所采用的能源不一样，所以发电停电的时间不能统一。在传统发电行业进行发电时光伏发电可能因为天气原因没有进行发电，也可能在传统发电行业因为某种原因停电时光伏发电正在发电，因而两者不具备统一性。如果在传统行业停电时而光伏发电系统正在发电供向电网，那么就会产生“孤岛效应”风险，即成为孤立电源对周围电网进行供电，一旦电网来电会产生较大的冲击电流，对电力设备设施造成损害或给可能正在维修电网的维修人员造成身体伤害或者生命伤害。

3.3对电网成本运营的风险

光伏发电装置接收太阳能产生电能后由逆变器接入国家电网，电网系统必须增加容纳电量的容器和转换电能的容器以便接纳使用光伏电能，从这一方面说，光伏发电增加了电网的设备耗能，加大了电网的经济运行性。另外光伏发电系统并网也加大了电网的工作量，需要投入大量的技术人员去操作并网，这也增加了电网的运行成本。

3.4对电压和电能质量的风险

在光伏发电装置产生的电能没接入电网前，电网的电流形式单一且电流平稳易于掌控。而当光伏发电装置产生的电能接入电网后使得电网的电流形式多样化，并且光伏发电装置产生的电能本身会受天气影响等风险造成发电量不稳定，这种风险会延续到并入电网后，对电网的电流产生风险，导致电网的电流不稳定且变得不易掌控。大型光伏发电系统发电量高、对电网风险大，如果大型光伏发电系统受天气等影响势必会造成电压的波动。另外，由于光伏发电系统所发出的电为直流电，在经逆变器转变进入电网时肯定会产生谐波，对电网造成风险。

3.5对运行调度的风险

当前光伏发电技术还不成熟，自动化功能还不完善，且光伏发电装置的发电功率直接受天气变化影响，所产生的电能是不可预测的，所以光伏发电装置所产生电能的可调度性也是不可控制的。在原有的调度下，电网相关数据的变化可能导致电网的可用电量减少，从而导致电网对电量的控制度及调动难度加大。因此当在电力系统中光伏发电装置所产生的电能较多时，电网应采取积极的措施应对电量调度问题。

3.6对电网后期发展的风险

随着光伏发电的发展越来越成熟，建设面积越来越大，其负载及反送功率也会呈现一定的变化，进而使得原有的电网难以满足需求，需根据实际情况重新进行规划，重新审视调度电网的运行方式，这在一定程度上增加了电网的资金投入，增加了相关人员的日常工作量，加大了运营成本。

4.解决光伏发电并网对电网风险的方案

对于以上光伏并网发电系统并网后对电网系统的风险，应提高光伏发电并网技术，稳定光伏发电装置发电量，控制光伏发电电能并网后的电流稳定性，尽可能降低光伏发电对电网的风险，使之对电网产生有益的风险，消除安全隐患，真正为我们所用。

首先对光伏发电系统并网之前要制定完善的政策和相关标准，规范其运行，将对并网之后的风险降到最低;其次，对接入电网的光伏发电站必须要求配备“孤岛效应”检测技术装备。孤岛检测技术有主动式检测和被动式检测两种方式，主动式检测是指主动制造扰动，当发生故障时扰动快速增加并被检测出来，而被动式检测技术是指只在产生故障时检测波动，防止“孤岛”现象发生，保护电网电流的稳定性和工作人员的安全。

另外随着信息化技术的发展能对电网进行整体监测并对数据进行分析处理，对并入电网的光伏发电信息重点检测，充分掌握其变化，以便及时发现问题解决问题。

结语

太阳能发电是传统发电的有益补充，鉴于太阳能发电对环保与经济发展有重要意义，各个国家都在全力推动太阳能发电工作，光伏发电装置因为对环境要求低、易于操作、便于维护、发电量高等优点，被广泛应用，从长远来看可能在我国电力发展中占据主导地位。

参考文献

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[3]隋红林，蔡进.分布式光伏电站并网的工程应用分析[J].科技风，2017（15）：204.