光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運行的影響與對策①

孫永勝

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展建設，能源問題也越來越嚴峻。因此，通過利用光伏發(fā)電可以優(yōu)化我國電力能源結構。特別是利用分布式光伏發(fā)電技術，可以增強電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性，為社會日常生產(chǎn)生活提供充足而穩(wěn)定的電力能源。本文對光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運行的影響與對策進行探討。

關鍵詞：光伏發(fā)電;電網(wǎng)運行;孤島效應;解決措施

1 光伏電源

1.1 光伏電源簡介

光伏電源主要是通過利用太陽能電池將可再生的太陽能轉化為電能， 光伏發(fā)電原理是利用太陽能的光生伏特效應，在太陽能電池板的作用下， 將太陽所發(fā)出的太陽能轉化為電能。光伏電源是由太陽能電池板、控制器以及逆變器三部分組成，在這三部分共同工作下，使得太陽能轉化為電能，為電力用戶提供充足的清潔能源。通過大規(guī)模使用光伏電源，可以提高清潔能源在電力能源中的比重，大大降低傳統(tǒng)能源對于環(huán)境的影響，有利于環(huán)境保護和電力能源可持續(xù)發(fā)展。另一方面，對于一些偏遠地區(qū)的人們來說，通過利用光伏電源可以為人們提供充足的電能，光伏電源裝置的使用靈活性較高，可以在多地區(qū)進行單獨使用，另外也可以配合電網(wǎng)或電力儲能裝置來進行使用，具有較強的適應性，可以滿足大部分地區(qū)的電能需求。但是光伏電源在使用過程中會受到環(huán)境因素的影響，光輻照強度、氣溫等都有可能導致光伏電源的使用效率下降。

1.2 光伏電源并網(wǎng)的具體要求

隨著我國目前電網(wǎng)系統(tǒng)對于光伏電源的全面應用，為降低光伏電源并網(wǎng)對于電網(wǎng)正常運行的影響，國家對于光伏電源并網(wǎng)工作提出了具體要求：第一，在使用電網(wǎng)發(fā)電過程中，可以通過并網(wǎng)發(fā)電來降低相應的影響。第二，在光伏電源運行過程中，為配合電網(wǎng)的承載能力，要嚴格控制光伏電源的裝機容量。第三，在光伏電源的并網(wǎng)過程中，要求使用電壓要在8kV以下。相關的能源監(jiān)督部門不斷加強對于光伏電源并網(wǎng)工作的管理力度，提升光伏電源的應用效果，為人們輸送安全可靠的電力資源。

2 光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運行的影響

2.1 影響電網(wǎng)運行的控制效果

通過使用光伏電源，大大降低了傳統(tǒng)能源對于環(huán)境的不利影響，為人們提供了安全可靠的電力資源，但隨著其規(guī)模越來越大，也相應給電網(wǎng)帶來了不利影響。如果電網(wǎng)的供電環(huán)境較差，大規(guī)模的光伏發(fā)電并網(wǎng)會導致電網(wǎng)潮流改變，電網(wǎng)設備過載，使電網(wǎng)的供電無法正常進行。由于大規(guī)模的光伏發(fā)電并網(wǎng)，導致工作人員無法對電網(wǎng)功率以及供電的負荷有一個準確的判斷，再加上太陽能轉化電能過程不穩(wěn)定，會嚴重影響電網(wǎng)的正常供電工作。因此對于這種情況，電網(wǎng)調度人員不能再通過光伏發(fā)電并網(wǎng)來進行供電，需使用傳統(tǒng)電源重新調度電能。同時，光伏電源的大規(guī)模接入， 也將導致電網(wǎng)的調峰調頻壓力較大，也會影響電能的正常調度。如果相應的工作人員不能夠有效把控光伏電源的正常工作會導致整個區(qū)域的電力系統(tǒng)受到影響，相應的電能控制效果較差，容易引發(fā)電網(wǎng)運行的安全事故。

2.2 影響電能的質量

在進行光伏電源并網(wǎng)工程后，相應的發(fā)電工作需要在高頻調制下進行，并且通過使用逆變器來進行正常工作，但是在這樣的運行情況下，會容易出現(xiàn)影響電能質量的諧波，特別是如果諧波被放大后，會導致整個電能的質量較差，電網(wǎng)調度人員無法準確把控供電系統(tǒng)的輸出功率，整個電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)供電系統(tǒng)的安全事故。而且對于我國傳統(tǒng)的電網(wǎng)供電系統(tǒng)來說，其供電模式都是屬于單一電源的開式網(wǎng)絡，加入光伏電源之后，會導致電網(wǎng)系統(tǒng)的供電電壓出現(xiàn)變化，使原本“首端高于末端”的電壓特點變?yōu)椤澳┒烁哂谑锥恕被螂妷弘S光伏并網(wǎng)點變化的特點， 不利于電壓調整。因此需要加強對于光伏電源并網(wǎng)的管理工作，特別是對于供電過程中諧波、電壓、無功消耗的監(jiān)督管理，保障電能質量。

2.3 孤島效應

在光伏電源與并網(wǎng)后，很容易發(fā)生相應的孤島效應，其中如果公共電網(wǎng)出現(xiàn)故障，繼電保護切除故障點后，而光伏電源依然正常工作的時候， 就會導致孤島效應。一方面，如果在電網(wǎng)事故處理時未發(fā)現(xiàn)孤島內電網(wǎng)小網(wǎng)運行，有可能導致非同期并網(wǎng)，造成電網(wǎng)震蕩，危及電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。另一方面，如果出現(xiàn)相應的孤島效應，電力維修人員在進行電網(wǎng)故障檢查過程中，很容易發(fā)生安全事故，而且如果不能夠及時維修會導致整個電網(wǎng)系統(tǒng)的供電工作受到嚴重影響，使電力系統(tǒng)故障進一步擴大，影響人們正常的生產(chǎn)生活。

3 降低光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運行影響的具體措施

3.1 加強對于電網(wǎng)的控制力度

在光伏電源并網(wǎng)后，如果電網(wǎng)的運行控制效果較差，電網(wǎng)調度人員或光伏電站運維人員可以通過使用光伏發(fā)電功率預測技術，對光伏電源的輸出功率進行及時檢查，在確保其他電源的正常運行的前提下，加強對于光伏電源輸出功率的監(jiān)管力度，保障電網(wǎng)供電的安全質量。因此，可以通過以下幾方面來加強對于電網(wǎng)的控制：一是在光伏電源并網(wǎng)后，由于光伏電源容易受到光輻照強度等因素的影響，光伏電站運維管理人員應加強本站所在區(qū)域的光輻照強度等歷史資源收集，利用計算機軟件建立一個光伏發(fā)電功率數(shù)學模型，結合相應歷史發(fā)電數(shù)據(jù)，掌握場站運行發(fā)電規(guī)律特征， 提高光功率預測準確度。二是通過加強對于電網(wǎng)系統(tǒng)相關設備歷史運行數(shù)據(jù)的研究分析，找出最合適的光伏電源安裝位置，降低外界因素對于光伏電源的影響提升光伏電源并網(wǎng)后的穩(wěn)定性。三是在進行光伏電源發(fā)電應與區(qū)域內可控出力的電源（如火電、水電等）配合，如果出現(xiàn)電能供電不穩(wěn)定的狀況，及時調峰調頻，確保電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行。

3.2 提升電能質量

在光伏電源并網(wǎng)發(fā)電過程中，要加強對于電能質量的監(jiān)督管理工作， 在進行光伏電源并網(wǎng)操作之前，相應的工作人員要加強對光伏電源并網(wǎng)接入點的電能質量監(jiān)管工作，如果出現(xiàn)電壓波動或者諧波，相應的技術人員要及時解決處理，采用投退無功補償裝置、主變檔位調節(jié)、投入消諧裝置等方式，確保電能質量，為人們提供安全可靠的電力能源。

3.3 改善孤島效應

可以通過改善孤島效應來提升光伏電源并網(wǎng)的穩(wěn)定性，相應的技術人員要加強對于孤島效應的檢測工作，在公共電網(wǎng)斷電之后，可以通過使用被動檢測方法來對光伏電源的逆變器進行檢測，分析相應的數(shù)據(jù)，結合光伏電源工作的實際狀況確定出現(xiàn)問題的位置。如果電網(wǎng)輸出功率與負載功率存在較大的差異，那么這種情況，一定會存在孤島效應，因此相應的工作人員可以通過采用主動檢測與被動檢測方式的結合，及時確定電網(wǎng)工作系統(tǒng)中存在的問題。另一方面，相應的工作人員要加強對于孤島效應的研究工作，通過引進先進的檢測技術來降低孤島效應的影響，對于電網(wǎng)工作系統(tǒng)的影響，確保電網(wǎng)的正常運行。

結束語

綜上所述，本文通過對目前光伏電源并網(wǎng)實際狀況的研究分析，對光伏電源并網(wǎng)后所產(chǎn)生的各類影響進行了介紹，并針對各類影響提出了相關的控制電網(wǎng)運行的具體措施，為我國光伏電源并網(wǎng)提供一定的參考。

參考文獻：

[1] 康紅玉.光伏發(fā)電接入對鄆城電網(wǎng)的影響分析[D].山東：山東大學，2018.

[2] 張一飛.光伏發(fā)電并網(wǎng)對接入電網(wǎng)穩(wěn)定性影響的研究[D].天津：天津大學，2018.

[3] 李少華.新能源發(fā)展對電網(wǎng)運行的影響及應對思考[J].南方機，2019，50（02）：214.