光伏发电并网大电网面临的问题与对策论文_王志翔

光伏发电并网大电网面临的问题与对策论文_王志翔

(国网山东省电力公司昌邑市供电公司 山东昌邑 261300)

摘 要:随着我国社会和经济的不断发展,我国电力系统也在不断完善,而传统的发电方式存在很大的落后性,不仅造成了环境的污染,还会造成能源的浪费,而随着光伏发电技术的出现,有效地提高了发电技术。但是在光伏发电并网大电网中还存在很多的问题,因此,提出有效措施解决这些问题就十分必要,从而促进我国光伏发电系统的不断发展。

关键词:光伏发电;并网;大电网;问题;措施

Abstract: With the continuous development of our society and economy, China’s electrical power system is also improving. As we know, the traditional methods of generating electricity has a lot of backwardness. It will not only pollute our environment, but also waste energy. With the growing of photovoltaic power generation technology, the power generation technology has been improved effectively. Nevertheless, we still meet a lot of problems in the grid-connection P-V of large power grid. For this reason, it is necessary to come up with some effective measures to solve those problems. So that China’s photovoltaic power generation system can be developed constantly.

Key words: photovoltaic power generation; grid-connection; large power grid; problems; measures

前言:

光伏发电系统与传统发电相比具有非常鲜明的特点,其给电网的优化控制、安全稳定运行带来了许多新问题,且本身还缺乏有效的管控手段,无法完成对光伏发电系统的并入配电网机理的有效控制。因此,应从含光伏发电系统配电网规划入手,对光伏发电并网所面临的问题进行合理的分析和研究,健全相关的技术标准,确保光伏发电系统安全稳定发电,有效发挥可再生能源的资源优势,实现光伏发电系统与大电网的协调运行发展。

1 光伏系统及其并入电网的特点

1.1 光伏发电系统概况分析

光伏发电系统是在太阳光的作用下,电池两端产生了电动势,这样就能够将光能转化为相应的电能。通常光伏发电系统由以下几部分组成,即蓄电池,控制系统,逆变器、电池方阵和配电柜等。其中电池方阵和逆变器是光伏发电系统最为重要的两个器件。电池方阵是通过对电池组件的有效串联和并联组成的,使其输入端的电压能够满足系统电压的要求,通过光伏系统的相关组件将太阳能直接转换为直流的动力,然后再将其汇聚至逆变器中,这样就能够将直流电变换为可并网交流电。

1.2 光伏系统并网分析

对光伏发电系统进行并网所必须的条件是,要确保逆变器所输出的电压相位及频率与整个电网电压的相位及频率相同。光伏发电系统通常有两种并网形式:即分散式的光伏发电系统并网形式和集中式的光伏发电系统并网形式。 集中式的光伏发电系统并网形式的主要优点是能够直接将电能传送到大电网中,并可依据大电网的调度对电能进行传输和使用。集中式的光伏发电与大电网之间所进行的电能传输是单方向的,其是将逆变器的380 V交流电连接到升压之前的母线上,然后再进行升压并入电网,整个系统的升压比为0.4/10.5 kV,这种光伏发电系统通常应用在大型的电站并网上,所并网的光伏系统距离负荷点较远。

2 光伏发电并网大电网主要存在的问题

随着我国科技水平的不断提高,我国光伏发电技术取得了快速进步,同时在实际并网大电网中已经取得了很好的应用效果,但是在实际并网大电网过程中,还存在很多问题,如输出功率容易受到外界环境的影响,因此,造成电能存在一定的不稳定性,主要存在的问题分述如下。

2.1 雷击的影响

由于光伏发电系统通常在室外,因此,就容易受到雷击的影响,主要是因为以下原因。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在雷云的表面上存在很多的负电荷,这些负电荷就会与电缆以及支架之间产生感应,进而产生高电压,当遇到闪电穿过这个空间之后,就会由于电磁作用,产生较高的感应电流,而在一些光伏发电系统上如果没有避雷设施,就会由于安全距离较短,给光伏发电系统造成很大的破坏,甚至给大电网造成很大的破坏,影响了居民企业的正常用电,给企业带来巨大经济损失。

2.2 对大电网运行的影响

与传统的发电方式不同,光伏发电系统具有自身独特的特点,因此,在对大电网的运行上产生的影响还应该深入研究。如在单个接入点上的功率较小,但这些接入点数量多且存在一定的分散性,存在局部地区大量分布式光伏发电系统汇集接入电网情况。当光伏发电系统在大规模的接入大电网之后,由于其贡献电能的不稳定性及运行方式的复杂性,给电网安全运行维护带来困难,进而就会影响大电网的正常运行。

2.3 控制电网运行方式改变

光伏发电系统在实际发电过程中,由于还存在一定的不确定性,这样就在大电网实际运行过程中,就会增加了电网符合预测的难度,增大了控制断面交换功率的难度。由于光伏发电系统在接入大电网时,存在很多的接入点,这些接入点的规模较小且十分分散,这样在实际电源协调控制过程中,就会产生很大的难度。因此,当光伏发电系统并网大电网过程中,就会消弱了对电网的控制力度。

3 提高光伏发电并网大电网效率对策

3.1 安装必要的防雷系统

为了防止光伏发电系统遭到雷击,因此,应该安装必要的防雷措施。主要从两个方面进行考虑:外部防雷保护和内部防雷保护。在外部防雷保护系统可以从以下几个方面考虑:如安装引地线、接地装置与接闪器。在内部防雷保护可以采取安装等电位系统、涌浪保护等,提高综合防雷效果。

3.2 深入研究大电网与光伏发电系统之间的相互作用

随着光伏发电并网大电网的不断进行,两者之间存在很大的相互影响,且两者之间的相互作用十分复杂。因此,还需要对大电网的性质进行深入的了解,由于微网的存在,就会给配网的安全稳定带来一定的影响。深入了解大电网与微网的本质,有利于提高光伏发电系统并网大电网的效率。

3.3 对新型光伏发电配电系统进行合理的规划

现阶段,随着光伏发电技术的不断进步,其理论水平也在不断提高,因此,在微网研究以及分布式电源配网规划的研究基础上,要对光伏发电技术以及并网的实际特点和方式进行深入研究,不断研究新型配网系统的方法和理论,进而提高光伏发电技术的电能输出能力以及并网技术,针对其中存在的对电压的影响,还要充分考虑,解决电压波动的影响以及谐波污染等问题,在实际规划过程中,还应该对光伏发电的原理进行深入研究,清楚地了解发电的全部过程,进而提高发电的稳定性,完善防反送电措施解决方案。同时,在合理规划电网的前提下,不断提高光伏发电技术的经济性、环保性、安全性以及可靠性,从而促进我国发电技术的不断进步。

4 新时期电网运行智能化改造

随着光伏并网发电系统普及应用,传统电网必将走向智能化电网方向,充分发挥新电网运行作业的应用优势。因此,需要根据数字监控系统功能应用要求,设计电网智能化监控系统平台,以完成各项发电信号的最优化传输。电网运行控制涉及到多方面内容,电网运行监控系统要对不同地区调度情况为管理中心提供数据支撑,完善数字化监控平台的应用功能。当前,大规模电网运行控制模式日趋完善,传统电网运行监控方式与现有控制体系存在较大差异,建立数字化监控中心可满足大范围监控作业要求。鉴于电网运行自动化控制平台建成,电网运行系统服务对象更加安全明细化,管控权限细化为某个工作班组、某个操作人员等。光伏并网信号传输应当实现实时监控,监控室调度员利用光纤通讯或无线网快速地传递信号,及时指挥现场人员对设备运行、人员指挥等执行命令,维持光伏并网发电作业流程有序进行。

结语

随着光伏发电系统效率逐步提高,光伏发电系统的应用将会越来越广泛。对光伏发电系统进行有效而合理的并网是电力系统中需要解决的重大问题之一,因为光伏发电系统并网涉及到对电网整体的影响,电网需要对并网的光伏发电系统进行优化控制,这样才能提高光伏发电系统并网运行的稳定性,提高电能质量和整个电网运行的经济性。

参考文献:

[1]肖大鹏.光伏发电并网大电网面临的问题与对策[J].通信世界,2014(1):39-40.

[2]姚致清,于飞,赵倩,张群.基于模块化多电平换流器的大型光伏并网系统仿真研究[J].中国电机工程学报,2013(36):27-33+6.

[3] 范立国,孙伟.坚持科学发展观建设农村电网[J]. 农电管理. 2006(01)

论文作者:王志翔

论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期

论文发表时间:2017/11/16

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