大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)影響關鍵技術之我見

包鳴

摘 要：為了保證大規(guī)模類型光伏發(fā)電體系并網(wǎng)運行能有良好的運行質(zhì)量，需要并網(wǎng)運行方面的技術人員能掌握并網(wǎng)運行的關鍵點，并結(jié)合實際的并網(wǎng)運行情況采取相應的措施。本文就大規(guī)模類型光伏發(fā)電體系并網(wǎng)運行進行了分析。

關鍵詞：光伏；大規(guī)模；并網(wǎng)

目前由于電子設備的普及，社會發(fā)展以及人們生活中對于電力能源的需求量與日俱增，而在電力行業(yè)之中主要的發(fā)電方式仍以火力類型的發(fā)電技術為主，但這種發(fā)電方式需要耗費大量的化石資源，不僅影響了環(huán)境同時也會不利于能源可持續(xù)性發(fā)展。為了在保證電力供應的同時實現(xiàn)自然環(huán)保的發(fā)電模式，出現(xiàn)了光伏類型的發(fā)電技術，而這一技術在并網(wǎng)運行環(huán)節(jié)存在一定的難度，需要電力系統(tǒng)中的技術人員處理好光伏發(fā)電方面的并網(wǎng)操作。

1 光伏發(fā)電技術并網(wǎng)操作分析

光伏技術能將太陽能轉(zhuǎn)化成為電力能源，從而在發(fā)電過程中既保證電能供應的穩(wěn)定，同時還能保證發(fā)電過程的自然環(huán)保，但如何將光伏發(fā)電所產(chǎn)生的電能并入電力系統(tǒng)之中往往存在著一些需要注意的關鍵點。目前按照光伏類型發(fā)電系統(tǒng)和社會基礎供電網(wǎng)絡之間的關系，可以歸為兩種，一種是獨立類型的供電系統(tǒng)，一種是并網(wǎng)類型的供電系統(tǒng)。在實際的應用中，獨立類型的供電系統(tǒng)容易受到光照強度、光照時間方面的影響而出現(xiàn)電能供應方面的波動，進而獨立類型的供電系統(tǒng)通常會被使用在環(huán)境帶有局限性、難以正常開展施工建設的區(qū)域內(nèi)。

而在并網(wǎng)類型的系統(tǒng)之中，通過將光伏發(fā)電類型的體系和社會基礎發(fā)電體系相融合，那么不僅能實現(xiàn)將光照能源轉(zhuǎn)化成為電力能源目標，同時由于目前光伏發(fā)電類型的技術已經(jīng)成熟，進而光伏發(fā)電所產(chǎn)生的大量電能還能傳輸給社會基礎供電系統(tǒng)，促進社會供電系統(tǒng)電能的清潔性、環(huán)保性、穩(wěn)定性。

但光伏類型的發(fā)電設備在發(fā)電階段是將光照轉(zhuǎn)換成電力能源，因此在發(fā)電的過程中也就比較容易受到光照時間因素、光照強度因素的影響，進而也就會影響到電力供應的穩(wěn)定性。為了解決電力供應穩(wěn)定性方面的問題，目前在光伏發(fā)電體系和基礎供電體系并網(wǎng)供電的時候需要在系統(tǒng)中增加電能控制器來強化電力能源的穩(wěn)定性，使電能供應能穩(wěn)定進行。而這一控制系統(tǒng)在其組成結(jié)構(gòu)上常被分為四個組成部分，即為光伏設備電池、變換器部件、蓄電池部件以及最后的控制器部件。在控制設備正常發(fā)揮作用的階段中，通過變換器設備的使用，能將光伏發(fā)電設備所產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換成為正弦交流類型的電能。同時在使用變換設備的時候還要能將變換裝置連接到電力系統(tǒng)之中，通過變換裝置的使用達到控制系統(tǒng)之中電力能源輸出功率大小進行調(diào)節(jié)，進一步提升光伏發(fā)電體系和基礎供電體系并網(wǎng)運行的質(zhì)量。

2 最大功率點跟蹤

在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，架設光照強度和溫度都已經(jīng)確定的前提下，電池陣列可以在不同的電壓下運行，但是在這些電壓中只有在一個電壓下，電池陣列才能發(fā)揮出最好的效果，也就是我們通常所說的輸出最大的功率，這個點就被人們稱作最大功率點（MPP）但是在實際的應用中光伏電池還會受到很多因素的影響，電池陣列在運行的過程中電流市場會發(fā)生很大的變動，這樣就會對陣列輸出的功率產(chǎn)生一定的負面影響從而系統(tǒng)功能的發(fā)揮也會受到嚴重的影響。

所以，在實際的并網(wǎng)運行階段中，應該采取相應的措施不斷調(diào)整光伏陣列的最大功率點，這樣就能夠更好的保證其能夠在運行的過程中保持最大的輸出功率，從而也有效的提高了系統(tǒng)的工作效率。目前比較常見的方法有：固定電壓法、實際測量法、直線近似法、擾動觀察法和電導增量法等。下面選擇其中討論較多的電導增量法分析其跟蹤實現(xiàn)原理與流程設計。

電導增量法是通過調(diào)整系統(tǒng)的工作電壓。使之逐漸接近最大功率點電壓來實現(xiàn)最大功率點的跟蹤方法。它能夠判斷出工作點電壓與最大功率點電壓之間的關系。光伏電池陣列的功率電壓曲線是一個單峰線，在輸出功率最大點，功率對電壓的導數(shù)為零，要尋找最大功率點，只要在功率對電壓的導數(shù)大于零的區(qū)域增加電壓，在功率對電壓的導數(shù)小于零的區(qū)域減小電壓，在導數(shù)等于零或非常接近于零的時候，電壓保持不變；在電壓不變，電流減小時，減小工作電壓。

3 影響并網(wǎng)運行質(zhì)量的孤島效應分析以及對策

在大規(guī)模類型的并網(wǎng)發(fā)電體系之中孤島效應是一種出現(xiàn)頻率較高的問題，并且在光伏發(fā)電體系和社會基礎供電體系并網(wǎng)運行階段有了更為突出的表現(xiàn)。在并網(wǎng)運行階段之中，當出現(xiàn)孤島效應之后會出現(xiàn)較多問題影響系統(tǒng)的供電質(zhì)量。比如，會導致并網(wǎng)運行的孤島區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)電力系統(tǒng)電壓值不穩(wěn)定的情況，不應影響了居民的正常用電，同時還有可能會造成電力設備出現(xiàn)各種故障。其次，有可能會導致光伏系統(tǒng)在正常運行中的單向供電情況而引發(fā)三項負載，并最終導致發(fā)生欠相供電的情況。第三，當在并網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)了孤島區(qū)域之后，因為這一區(qū)域仍然帶有大量的電能，進而會帶給電路系統(tǒng)上的維修人員帶來安全隱患。由此可見，孤島區(qū)域?qū)τ陔娏ο到y(tǒng)并網(wǎng)運行的質(zhì)量有較大的影響，而將孤島區(qū)域完全識別出來并制定出有效應對孤島效應的方案也就成了電力系統(tǒng)并網(wǎng)運行的關鍵。在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)并網(wǎng)運行的中，國家以及電力系統(tǒng)已頒布了相應的規(guī)定，并網(wǎng)運行的各個部件中除逆變器部件外，其余的電氣部件都需要經(jīng)過孤島檢測裝置檢驗之后才能進行安裝。

關于孤島效應的檢測方法現(xiàn)在已有相當多的研究討論，綜合起來說可以分為被動式和主動式兩類。被動式是通過檢測并網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位等參數(shù)越線作為孤島檢測的判據(jù)，如電壓頻率檢測法、電壓諧波檢測法、相位偏移檢測法等。這類方法容易實現(xiàn)，但是在本地負載和并網(wǎng)逆變器輸出功率達到平衡時都會出現(xiàn)失效問題。因此。要達到IEEE標準中反孤島功能的要求，就必須和主動式檢測方法結(jié)合起來使用。在主動式檢測方法中，光伏逆變器主動向電網(wǎng)發(fā)出一些較小的電流、頻率或相位擾動信號，然后檢測線路上檢測點的電壓、頻率或相位。如果主電網(wǎng)未跳脫，在電網(wǎng)的等效無窮大電壓源效應下，這些擾動是無效的。

4 結(jié)束語

光伏發(fā)電經(jīng)過了長一段時間的研究，相關人員發(fā)現(xiàn)，該技術在實際生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，系統(tǒng)在運行的過程中會受到很多因素的影響，只有在研究中將這些因素予以充分的考慮，才能更加有效的提高系統(tǒng)自身的性能，從而也能夠更好的為我國電力事業(yè)的發(fā)展貢獻力量，同時，可再生能源的應用也十分有效的緩解了我國當前資源緊張的狀況，促進了社會的可持續(xù)發(fā)展。

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