風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題的幾點(diǎn)研究

國(guó)能黃金埠發(fā)電有限公司 程 強(qiáng)

1 風(fēng)力發(fā)電以及光伏發(fā)電并網(wǎng)特征和現(xiàn)狀研究

1.1 并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電特點(diǎn)及現(xiàn)狀分析

風(fēng)能屬于一種可再生性能源，在實(shí)際使用過(guò)程中，要求相關(guān)人士可通過(guò)專業(yè)設(shè)備、專業(yè)系統(tǒng)及專業(yè)技術(shù)促使風(fēng)能可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)、可持續(xù)性利用。風(fēng)能屬于一種重要的清潔能源，在發(fā)電過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。風(fēng)力發(fā)電雖具有明顯優(yōu)勢(shì)，但實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還存在很大的不足和缺陷。由于風(fēng)力資源本身具有獨(dú)特性，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不能對(duì)其進(jìn)行掌控。另外目前相關(guān)發(fā)電技術(shù)還不夠成熟，基本上都是處于初步的發(fā)展層面，還需進(jìn)一步加強(qiáng)研究和開(kāi)發(fā)。此外不能促使風(fēng)力資源實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)。在當(dāng)前的時(shí)代背景之下，節(jié)能環(huán)保是世界一大趨勢(shì)，要求加強(qiáng)風(fēng)力資源的廣泛使用。目前我國(guó)在并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電過(guò)程當(dāng)中也投入很多人力、物力資源，需相關(guān)專業(yè)人士對(duì)于這一方面內(nèi)容進(jìn)一步的強(qiáng)化研究工作[1]。

1.2 并網(wǎng)型光伏發(fā)電特點(diǎn)以及現(xiàn)狀分析

光伏發(fā)電最大的優(yōu)勢(shì)是能夠提高發(fā)電效率，同時(shí)也可提供無(wú)功功率和有功功率。在光伏發(fā)電過(guò)程中，主要是促使光能轉(zhuǎn)變成為電能，之后將電能通過(guò)變壓器轉(zhuǎn)變成為同電網(wǎng)一致等級(jí)的電壓，進(jìn)而在電網(wǎng)當(dāng)中輸送[2]。實(shí)際應(yīng)用光伏發(fā)電系統(tǒng)的過(guò)程中不需要利用電池，若是在實(shí)際發(fā)電過(guò)程中使用電池將會(huì)導(dǎo)致大量的資金消耗，另外電池本身也會(huì)對(duì)環(huán)境造成重大的污染和破壞。光伏發(fā)電過(guò)程中能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面供電，相對(duì)于傳統(tǒng)的火力發(fā)電模式來(lái)講更加具有可靠性和安全性，同時(shí)光伏發(fā)電也不會(huì)產(chǎn)生噪音，有利于實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)[3]。日常使用光伏發(fā)電的過(guò)程中操作難度也并不高，可以和環(huán)境和諧相處。在當(dāng)前的背景下，國(guó)家也正在不斷投入人員和資金對(duì)光伏發(fā)電進(jìn)行深層次的分析和研究[4]。

2 風(fēng)力以及光伏發(fā)電在并網(wǎng)當(dāng)中的主要問(wèn)題

2.1 孤島效應(yīng)

在風(fēng)力以及光伏發(fā)電并網(wǎng)過(guò)程中，兩種發(fā)電方式往往會(huì)由于電網(wǎng)系統(tǒng)維修或電網(wǎng)系統(tǒng)故障產(chǎn)生孤島效應(yīng)，這種情況之下就會(huì)導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)呈現(xiàn)出脫離的狀況[5]。如果部分電網(wǎng)和主電網(wǎng)相互斷開(kāi)以后這種情況就會(huì)導(dǎo)致孤島效應(yīng)。部分供電基本上都是完全由光伏發(fā)電系統(tǒng)或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)來(lái)獨(dú)自提供。另外其系統(tǒng)內(nèi)部會(huì)存在著某個(gè)區(qū)域電流流通、但實(shí)際上卻沒(méi)有電流通過(guò)的現(xiàn)象產(chǎn)生，這樣的現(xiàn)象主要就是由于在實(shí)際發(fā)電的過(guò)程中發(fā)電的總量很大、甚至?xí){到人們用電安全性，還可能會(huì)出現(xiàn)用電不夠穩(wěn)定，若能夠促使電網(wǎng)當(dāng)中孤島效應(yīng)得到有效解決，就需使用相關(guān)設(shè)備以進(jìn)行自動(dòng)關(guān)合或手動(dòng)關(guān)合，讓系統(tǒng)重新給孤島區(qū)域進(jìn)行供電，在這樣的情況下基本上很容易產(chǎn)生一些不良的反應(yīng)。

孤島區(qū)域突然接通電路后，很容易導(dǎo)致電壓在很短時(shí)間內(nèi)快速升高到一個(gè)較高狀態(tài)，會(huì)對(duì)設(shè)備造成極大的電力沖擊，不利于保障配電系統(tǒng)安全性和可靠性，這就需要能夠配備專門(mén)性現(xiàn)代化設(shè)備有效避免孤島效應(yīng)的產(chǎn)生。當(dāng)前可通過(guò)逆變器來(lái)對(duì)孤島效應(yīng)進(jìn)行預(yù)防，結(jié)合逆變器的類型需要分為被動(dòng)狀態(tài)和主動(dòng)狀態(tài)的逆變器。在被動(dòng)狀態(tài)下可以對(duì)于電網(wǎng)電壓及頻率變化進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)，而主動(dòng)狀態(tài)之下可讓系統(tǒng)更趨于完善，能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)控電流狀況及電網(wǎng)頻率等。目前我國(guó)很多區(qū)域光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用相對(duì)較為廣泛，但也往往由于光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電會(huì)產(chǎn)生孤島效應(yīng)、進(jìn)而存在一定危險(xiǎn)性，所以也需相關(guān)人士對(duì)此進(jìn)行充分地考慮，采取合理科學(xué)的措施、結(jié)合實(shí)際情況應(yīng)對(duì)孤島效應(yīng)問(wèn)題[6]。

2.2 受到外在自然因素影響大

在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電過(guò)程中，由于風(fēng)速本身具有隨機(jī)性的特點(diǎn)、同時(shí)也不可控，所以在發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中輸出功率以及發(fā)電頻率的波動(dòng)性比較大，很容易造成電壓頻繁波動(dòng)以及閃電等等。在風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中，風(fēng)力發(fā)電引起的電壓閃電以及電壓波動(dòng)根本因素是由于并網(wǎng)風(fēng)電基礎(chǔ)輸出功率不夠穩(wěn)定所造成的，其中發(fā)電機(jī)器僅僅是多組發(fā)電機(jī)以及多臺(tái)發(fā)電機(jī)，此外將風(fēng)力發(fā)電融入到電力系統(tǒng)以后，會(huì)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行頻率和電壓穩(wěn)定造成一定的影響[7]。

電力系統(tǒng)和風(fēng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)之后，初期階段可能會(huì)產(chǎn)生電壓諧波，并且在并網(wǎng)的過(guò)程當(dāng)中如果風(fēng)速相對(duì)較快情況之下，風(fēng)機(jī)附近以及風(fēng)電場(chǎng)附近電壓就容易出現(xiàn)閃絡(luò)的問(wèn)題，在一定程度上會(huì)對(duì)于電力系統(tǒng)安全性和可靠性造成重大的影響。實(shí)際光伏發(fā)電過(guò)程中，主要就是通過(guò)使用半導(dǎo)體促使光能逐漸轉(zhuǎn)變成為電能，但由于光的強(qiáng)度受到天氣、濕度、季節(jié)等各方面自然因素影響重大，所以利用光伏發(fā)電本身也存在著一定的難度，尤其是穩(wěn)定性較差，并網(wǎng)之后很難實(shí)現(xiàn)相互的融合。另外，電力系統(tǒng)當(dāng)中機(jī)電保護(hù)裝置也難以適應(yīng)于新能源系統(tǒng)，經(jīng)常會(huì)由于電壓波動(dòng)較大造成保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)作，進(jìn)而會(huì)對(duì)于電網(wǎng)的運(yùn)行安全性和可靠性造成重大的負(fù)面影響[8]。

2.3 導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)比較重

雖然在實(shí)際應(yīng)用中，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程中安全性、可靠性較差，但兩種發(fā)電方式都是節(jié)能環(huán)保的發(fā)電方式，符合當(dāng)前環(huán)保的思想理念，具有突出性優(yōu)點(diǎn)。所以在未來(lái)發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，也需要加強(qiáng)光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的研究，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)。目前新能源的發(fā)展趨勢(shì)也將會(huì)對(duì)于傳統(tǒng)發(fā)展模式造成沖擊，并且會(huì)逐步地取代傳統(tǒng)的發(fā)電模式。所以很多火電廠中的設(shè)備往往被閑置。此外，當(dāng)光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電出現(xiàn)故障情況后會(huì)使用傳統(tǒng)火力發(fā)電模式，因此要保障原有火力發(fā)電設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)正常使用，需要定期進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)和維修工作，而在很大程度上就需要企業(yè)投入更多的資金、物力和人力，無(wú)形當(dāng)中會(huì)導(dǎo)致企業(yè)在實(shí)際發(fā)展過(guò)程當(dāng)中的成本居高不下，對(duì)于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力會(huì)造成一定的影響。

3 解決光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題的主要對(duì)策

做好電網(wǎng)運(yùn)行的檢測(cè)工作。對(duì)于當(dāng)前的電力企業(yè)來(lái)講，在實(shí)踐過(guò)程中需切實(shí)保障各個(gè)體系的完善性，要求滿足負(fù)荷需要。對(duì)于電力企業(yè)而言，也需保障用戶用電的安全性和可靠性，要做好電網(wǎng)運(yùn)行的檢測(cè)工作，一旦電網(wǎng)當(dāng)中產(chǎn)生了孤島效應(yīng)，要精確發(fā)現(xiàn)并采取合理科學(xué)的方法進(jìn)行調(diào)控，保障電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。此外對(duì)于當(dāng)前電力企業(yè)而言，還需對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行孤島問(wèn)題進(jìn)一步地加強(qiáng)科學(xué)研究，要著力研制出更加精確及即時(shí)性更強(qiáng)的孤島檢測(cè)方式，保障電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。另外需對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行逐步優(yōu)化，有效地避免電網(wǎng)體系的故障問(wèn)題，提高電網(wǎng)運(yùn)行安全性、連續(xù)性和有效性，切實(shí)保障用電安全以及用電質(zhì)量符合規(guī)定要求。

研究出具有更加優(yōu)良的新式配電體系。在當(dāng)前實(shí)踐的過(guò)程中，需研究出具有更加優(yōu)良價(jià)值的新式配電體系，首先，需對(duì)風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行準(zhǔn)確了解和掌控，同時(shí)也需充分地了解光伏發(fā)電網(wǎng)絡(luò)，還需明確兩者在實(shí)際并網(wǎng)后的運(yùn)作特點(diǎn)。與此同時(shí)，在這個(gè)前提之下，電力企業(yè)要清晰了解光伏發(fā)電網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，全面剖析電壓動(dòng)搖、電壓諧波所造成的影響，在實(shí)踐的過(guò)程中還需充分考慮光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電及電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中各方面的因素，切實(shí)地保障配電網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中具備經(jīng)濟(jì)性、安全性以及環(huán)保性。

綜上，在當(dāng)前需切實(shí)做好電能供給工作，要求相關(guān)管理人士對(duì)于光伏發(fā)電網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)處理，這樣才能達(dá)到理想效益。然而由于在技能上和設(shè)備上的不足和缺陷，依然存在著諸多的問(wèn)題亟待解決，需相關(guān)企業(yè)不斷的轉(zhuǎn)變思想觀念，同時(shí)加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)累積，實(shí)現(xiàn)大力改革和創(chuàng)新，加大科研投入的力度，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電以及風(fēng)力發(fā)電的健康、穩(wěn)定及持續(xù)性的發(fā)展。