张炎军
江苏 南京 210000
【摘 要】太阳能转换工程是民用电的主要来源，也是国家兼顾发电与环保不可或缺的产业发展策略。本文首先分析了在电网中接入光伏并网发电系统对电网本身的运行、安全产生的主要影响，并进一步阐述了引入了光伏并网发电系统之后，其对电网计算软件、仿真分析有何需求，希望能够为电网管理与相关法规、电网运营策略制定提供一些参考。
【关键词】光伏并网；电网；运行管理；安全性；计算软件与仿真分析
光伏发电系统主要包括光伏并网发电和独立光伏发电这两种系统类型，光伏并网发电系统不仅易于安装，而且环保节能，在各国宣传和推动下以及商品化技术不断发展的条件下，目前已经成为发达国家太阳能发电的主要方法。为了积极应对目前国内局部地区出现的电荒和电力资源浪费问题，就必须从电网中接入光伏并网发电系统的主要影响出发，探讨将光伏并网发电系统更好地投入使用的对策。
一、探讨光伏并网发电系统的优势
光伏并网的相关组件安装常常会占用大量地基，因此，习惯上将其建在荒漠、原野上，不仅可以缩减生产用地的占用面积，而且能够有效降低地面蒸发量，同时，通过在系统光伏板之下种植一批喜阴植物，还可以起到保持地面水分的作用。并网后所发的电能可以直接纳入电网中，无需通过蓄电池就可以投入使用，因此能够节省部分建设资金，减少蓄电池造成的污染，其环保性也是值得肯定的。除去大型的光伏系统，可利用分布式方法建设光伏电网，一方面能够有效提升电力系统抵抗自然灾害的能力，另一方面，还能够调节电力系统负载，实现电力系统负载平衡，在进退电网方面有着较高的灵活性。
二、电网中并入光伏并网发电系统产生的影响
（一）供电可靠性
根据实际经验，光伏并网整个系统在运行过程中，会对电力系统（特别是网络末端配电系统）产生较大的影响，因而对电网的运行安全性、可靠性造成了一定程度的阻碍。比如，若光伏并网整个系统处发生交流电停电情况，当日光辐射强度较低时，可能会使得输送的电能不能满足实际的用电需求。除此以外，电网本身的连接方式、安装位置以及容量配置等因素也会对光伏发电系统产生影响，导致其运用可靠性降低。
（二）继电保护
光伏电网系统在运行过程中，因为处于电能传输末端，其对应的电压等级较低，再加上现如今放射型配电网络较多，使得光伏电网系统在使用中仅产生较少的转移电流，导致电网中分布较广的继电器失去了方向敏感性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在现代科学技术研究不断深入的条件下，分布式发电系统的应用范围不断扩大，使配电线路上潮流能够实现双向流动显示和操作。但是根据目前电力系统的发展态势来看，即使新增了大量分布式的发电系统，电网中继电保护系统不会出现大的改变。换言之，如果电力系统与原有继电保护不能有效配合、协调、相互适应，那么一旦有其他并联分支发生故障，接入了光伏并网系统的分支继电器就可能出现误动情况，从而导致该分支丢失主电源。此外，光伏并网系统当中的功率注入到电网中后，原有继电器保护的区域会进一步缩小，这也不利于继电保护装置正常运行。
（三）电能计量
在并网之前，电网之中电能的流向是单向的，但是接入光伏并网系统之后，在少数配电网区之内，会出现双向潮流流向，在这种情况下，传统电能计算模式就无法满足实际需要，必须针对电网的实际运行方式，转变原来的单向计量模式，重新曹勇双向剂量模式进行计算，保证能够符合基本电量计算的要求。与此同时，目前光伏并网系统的运行成本、发电成本均比较高，在实际运用过程当中，还需要充分考虑在计量系统中体现电价的差别，这也关系到今后的电网发展。
（四）配电系统功能
与主网相比较，配电网的信息采集、能源调度以及开关操作显得比较简单，主要由供电部门进行统一调度、监控和管理。但是在接入光伏并网系统之后，供电部门的管理工作就变得更加复杂，为了达到调度、监控和管理的目的，一般需要获得更加全面的调控、监督和管理所需的信息，同时还要按照光伏并网系统的对应的并网规程，来适当调整管理职责，进一步完善责任部门设置。
（五）其他影响
光伏发电既然是常规能源的一种补充，其主要依靠取之不尽的太阳能，那么从短期和长期应用情况来看，其对能源战略的落实以及环境资源的保护都有着十分重要的意义。太阳能具有季节性特点，属于清洁能源，利用太阳能光伏发电不会对人类自身的生存环境构成威胁，同时在很大程度上取得了较好的节能环保效益，能够为电力工程建设节约一定的资金；同时，因为太阳能无处不在，是广泛存在的，其使用十分方便，还可以满足信号电源、通信等方面的需要，因此，其经济效益也是十分显著的。
三、分析光伏并网发电系统对电网的需求
对于大电网，其计算软件和仿真分析需充分考虑到光伏并网系统接入后对系统电压和频率产生的影响。而受到经济因素、地理条件的限制，尽管未来能够向高压电网中集中输送太阳能功率，这种方式发电的容量在大电网总发电容量中仍然只占一小部分，当突然失去该类电源时，系统功角稳定性所受的影响仍然比较小。在利用机电暂态法开展相关研究时，建议利用诸如UPFC、STACOM等建模方法进行发电系统建模。在某些情况下，还可以将光伏并网系统近似等效为负恒定电流或者恒定功率负荷，在此基础上进行计算。在利用机电或电磁暂态-电磁混合仿真法开展相关研究时，建议在光伏并网系统建模过程中，详细地分析和描述该系统的逆变过程，并且结合实际所探究的问题，进一步简化或等值相关外部系统。
结束语
在新时期，光伏并网发电系统对其并入电网的影响不仅巨大而且涉及领域也比较广泛，包括供电稳定性、继电保护、电能计算、配电系统功能以及电网建设费用等方面。在光伏发电技术持续发展及其投入使用范围不断扩大的背景下，未来该项技术将成为我国电力工业发展的主要助推力量。基于以上认识，为了进一步发挥电网的积极作用，减少电力系统对人们生产和生活的影响，未来电力管理部门要加大资金和人力投入，加强技术攻关，针对光伏并网发电系统的计算软件和仿真分析等需求，进一步探讨相应的建模方法，不断优化该系统，保证其能够为人们的生产、生活带来巨大便利，推动我国电力工程健康发展。
参考文献：
[1]陈炜，艾欣，吴涛，刘辉.光伏并网发电系统对电网的影响研究综述[J].电力自动化设备，2013，02：26-32+39.
[2]荆盼盼.光伏并网发电系统对电网运行的影响及其应对策略研究[D].华中科技大学，2011.
论文作者:张炎军
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第16期
论文发表时间:2016/8/16
标签：电网论文; 光伏论文; 系统论文; 并网发电论文; 电能论文; 电力系统论文; 太阳能论文; 《低碳地产》2015年第16期论文;