蒙俊名：風力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問題的探究

蒙俊名

摘要：近年來，我國的社會經(jīng)濟與科學技術保持著齊頭并進的發(fā)展態(tài)勢，有效提高了國家綜合實力。電力開發(fā)始終是支撐資源輸送的重要基礎，在維護能源安全中所發(fā)揮的作用是無可替代的。在這其中，風力發(fā)電和光伏發(fā)電依賴的都是可再生清潔能源，能夠進一步凸顯出我國電力開發(fā)的技術水準，緩解環(huán)境開發(fā)和經(jīng)濟建設之間的矛盾。對此，本文以風力發(fā)電和光伏發(fā)電的并網(wǎng)問題為切入點，分析這兩者并網(wǎng)的特點和現(xiàn)狀，并探討實踐中存在的主要問題，提出解決的方法和建議，希望能夠給相關從業(yè)人員帶來一定的參考和啟示。

關鍵詞：風力發(fā)電;光伏發(fā)電;并網(wǎng)問題

引言

在新能源、可再生能源基礎上衍生出分布式發(fā)電技術，在各個行業(yè)領域有非常廣泛的應用，例如常見的有光伏發(fā)電技術和風力發(fā)電技術。分布式電源具有較強靈活性、高效性，在配電網(wǎng)中也有非常廣泛的應用，也是今后大型電網(wǎng)不可或缺的支撐與發(fā)展方向。

1風力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問題

1.1孤島效應

通常意義上所說的孤島效應指的是，盡管電網(wǎng)某個區(qū)域中設置了電流通路，但在實際運行的時候，電流卻始終沒有通過的現(xiàn)象。比如，若是維修的腳步落后于電網(wǎng)系統(tǒng)故障蔓延的速度，或者是問題已經(jīng)積重難返，電力就會由此失壓。另一邊，用戶端對問題的排查也會出現(xiàn)延遲，必不可能與電網(wǎng)系統(tǒng)的故障處理保持同步，這就會讓遠距離的用戶端供電系統(tǒng)與市政電網(wǎng)相隔開來，電網(wǎng)與電網(wǎng)之間也出現(xiàn)了資源傳遞的壁壘——孤島效應，這一現(xiàn)象主要集中在風力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)之間?？v觀孤島效應的根源，主要在于風力發(fā)電網(wǎng)與光伏發(fā)電網(wǎng)的總?cè)萘颗c用戶端范圍不符。從而進一步損壞電力設備的運行，破壞整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。因此，許多供電企業(yè)都會針對孤島效應做出一定的預防工作，包括頻率變化裝置檢測、電網(wǎng)頻率移位、流過電阻阻抗、相位跳躍的監(jiān)督等等。

1.2電壓波和閃變影響

隨著風電容量持續(xù)增加，在并網(wǎng)過程中極易影響到電網(wǎng)電壓，形成電壓波動和閃變。若風力發(fā)電和光伏發(fā)電發(fā)電并網(wǎng)過程中，連接處與配電變壓器之間的間隔距離太小，風電接入電網(wǎng)后形成的電壓閃變并不會產(chǎn)生較大的影響，但會大大影響到電網(wǎng)電流，從而損壞到發(fā)電的用電設備。同時，當接入風力發(fā)電和光伏發(fā)電發(fā)電后，會在很大程度上增大電網(wǎng)電壓，特別是當下風力發(fā)電和光伏發(fā)電發(fā)電應用普遍選擇異步電機，在發(fā)電機運行過程中，建立旋轉(zhuǎn)磁場往往會耗費大量的無功功率，這就影響到電網(wǎng)電壓，導致電網(wǎng)線路上的壓降增大。

1.3對電網(wǎng)頻率的影響

風力發(fā)電和光伏發(fā)電發(fā)電具備更明顯的隨機性，并網(wǎng)后電力系統(tǒng)總體發(fā)電容量會嚴重超標，相應地也會加大系統(tǒng)內(nèi)電網(wǎng)頻率波動，供配電整體質(zhì)量因此受影響。以風力發(fā)電為例，有波動的情況出現(xiàn)在風電場功率時，會直接影響電力網(wǎng)絡，倘若能向?qū)膫鬟f函數(shù)轉(zhuǎn)化此類影響，該函數(shù)模型一般將火電機組轉(zhuǎn)速變化、風電場輸出功率波動等包含在內(nèi)，通過對應評估模型的構建，即可完成對電網(wǎng)運行穩(wěn)定構成影響的頻率范圍的計算。

2風力發(fā)電與光伏發(fā)電并網(wǎng)的解決措施

2.1檢測并網(wǎng)孤島效應

如果并網(wǎng)逆變器負載的影響并沒有消除，那么并網(wǎng)時也可能出現(xiàn)斷電發(fā)生的反向輸出電壓頻率，此時，逆變器輸出的頻率誤差會大大增加，長此以往，孤島效應就會逐步擴散。對此，企業(yè)要關注逆變器輸出頻率，選擇高精度的儀器設備檢驗頻率偏移的問題，并及時公布檢測結果，讓值班人員進行閱覽，做出針對性的處理。在電網(wǎng)正常運行的時候，也要及時使用逆變器，判斷公共電網(wǎng)輸出和并網(wǎng)系統(tǒng)相一致。如果出現(xiàn)了較大的相位差，就應當對兩者的差進行檢測，分析電壓電流的變化規(guī)律和情況，探究孤島效應是否存在，更加清晰的展示出電網(wǎng)運行的狀況。

2.2有效控制閃變和電壓波動

為能夠有效確保電力系統(tǒng)的正常運行，提高風力發(fā)電和光伏發(fā)電電能質(zhì)量，相關部門應密切關注電壓閃變問題。若出現(xiàn)電壓閃變問題，相關人員應對這一問題進行細致觀察，查明負荷電流的波動情況，結合這一情況來完成無功電流補償處理，借助有源電力濾波器波動來對電力急劇波動問題進行有效處理，通過該設備來提高響應能力，對電壓閃變進行科學控制與處理。針對由有功功率出現(xiàn)急速波動而引發(fā)的電壓閃變問題，相關人員應借助補償裝置來對有功功率、無功功率進行合理補償，需借助儲能單元的作用，讓動態(tài)電壓恢復期能夠盡快將電壓傳輸至系統(tǒng)之中，從而對電壓波動造成的一系列問題進行緩解。

2.3電網(wǎng)調(diào)度控制

在確保電網(wǎng)調(diào)度控制科學性和系統(tǒng)性的同時，加大新能源的利用程度。以負責發(fā)電計劃、實時協(xié)調(diào)及自動控制發(fā)電量的各個機組為對象分析其運行情況，引入針對性的控制措施，能使各機組實現(xiàn)更密切地配合，平衡區(qū)域級電網(wǎng)功率。該過程中，一般都應用了聯(lián)絡線頻率偏差控制技術。結合自動發(fā)電量控制技術、電壓無功功率自動控制系統(tǒng)，向新能源并網(wǎng)系統(tǒng)下達調(diào)度指令，監(jiān)測、控制系統(tǒng)無功功率及有功功率。要想實現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全運行，需要在電網(wǎng)中接入安穩(wěn)控制系統(tǒng)并作為電網(wǎng)安全防御體系之一，在聯(lián)合繼電保護裝置的基礎上，最大限度地控制后續(xù)可能出現(xiàn)的各類干擾及影響因素，在避免電力受損的同時，還能消除發(fā)生電力事故的可能性。

2.4科學計算電壓波動作

通常如果并入電網(wǎng)功率比較小，選擇并網(wǎng)點必須經(jīng)過綜合考慮，加大電壓控制力度。電網(wǎng)電壓波動產(chǎn)生的原因，與電站功率波動有關，這一類波動會很大程度上影響并網(wǎng)，建議采用科學的計算方法。合理區(qū)分電壓波動在電網(wǎng)中的來源，通過全網(wǎng)頻域分析法，采集實時數(shù)據(jù)進行計算，得出電壓波動作的準確結論。

2.5增強電能消納水平

現(xiàn)階段，我國并未實現(xiàn)全國電網(wǎng)智能聯(lián)網(wǎng)的目標，若是部分地區(qū)發(fā)電量超高，則會出現(xiàn)窩電現(xiàn)象，影響風力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)發(fā)展。究其原因，部分地區(qū)傳統(tǒng)火力發(fā)電的電能能夠滿足該地區(qū)人們的用電需求，風力發(fā)電和光伏發(fā)電廠成為可有可無的基礎設施。風力發(fā)電和光伏發(fā)電廠若長時間未能得到有效運用，使得風力發(fā)電和光伏發(fā)電設備閑置，會造成社會資源浪費。為了提高風力發(fā)電和光伏發(fā)電設備的利用率，降低社會資源浪費率，鼓勵地區(qū)建設過程中提升電能利用水平，并依據(jù)地區(qū)實際情況實現(xiàn)電能價格的調(diào)整，確保當?shù)厝藗兡軌虺浞掷蔑L力發(fā)電和光伏發(fā)電的電能，減輕傳統(tǒng)火力發(fā)電廠的電能輸送，對保護周圍環(huán)境有積極影響。另外，依據(jù)不同地區(qū)的用電高峰調(diào)節(jié)用電電能輸送情況，科學合理制定調(diào)峰機制推進風力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)工作的開展。風力發(fā)電和光伏發(fā)電反調(diào)峰作用說明其輸出功率不穩(wěn)定，為了保障其反調(diào)峰作用的正常發(fā)揮，應建立智能化系統(tǒng)實現(xiàn)對用電峰值進行動態(tài)監(jiān)測，確保風力發(fā)電和光伏發(fā)電與電網(wǎng)運行互補，提高風電并網(wǎng)的供電質(zhì)量。

2.6并網(wǎng)發(fā)電的有效調(diào)試

并網(wǎng)發(fā)電調(diào)試中，第一步，根據(jù)調(diào)試流程，對各種電氣設備進行初始狀態(tài)調(diào)整。第二步，全方面分析并網(wǎng)發(fā)電相關資料，對風力發(fā)電光伏發(fā)電系統(tǒng)以及配電柜等一系列設計資料深刻掌握，為并網(wǎng)發(fā)電調(diào)試做好準備工作。第三步，優(yōu)化風力發(fā)電光伏并網(wǎng)發(fā)電技術，通過連接員荷的調(diào)整，完善并網(wǎng)發(fā)電基礎系統(tǒng)，定期對各類設備等進行檢修，確保并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出的電流，經(jīng)過逆變器的整合與電網(wǎng)發(fā)電保持一致。

結語

綜上所述，在電力事業(yè)快速發(fā)展中，重視風力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)技術的應用，可實現(xiàn)對自然資源的有效開發(fā)與運用，踐行環(huán)境保護理念的同時提升電能質(zhì)量。另外，明確不同風力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)技術的優(yōu)劣勢，并通過電壓波動以及閃變抑制、增強電能消納水平、等策略實現(xiàn)電能質(zhì)量的控制，推進風力電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)展。

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