光伏发电并网对电网运行的影响与对策

光伏发电并网对电网运行的影响与对策

徐高晶 李瑞珂

南京南瑞太阳能科技有限公司 江苏南京 210000

摘要：很久以来，人们普遍认为未来可再生绿色能源中非常理想的清洁能源是太阳能，太阳能光伏发电是一种绿色环保可再生光伏发电技术，世界各个国家纷纷持续推动光伏发电产业的发展。光伏发电并网逆变技术将会成为基础性产业技术 , 与此同时 , 新的挑战不断涌现。光伏发电大规模发展将导致电网潮流的复杂化和性价比降低，电网故障保护问题也更加难以应对。基于此，本文就光伏发电并网对电网运行的影响与对策进行详细探究。

关键词：光伏发电；并网；电网运行；影响与对策

中图分类号：TM73文献标识码：A

1 引言

近几年来，光伏发电在电力行业中逐渐实现了应用与推广，对电力企业的健康可持续发展产生了重要的意义与作用，不仅贯彻落实了我国现阶段节能环保的各项政策，更为人民群众的生产生活提供了很大的便利。光伏发电简单来讲，就是把太阳能进行收集转换，经过一定的手段，使其成为电能被应用，这一过程就叫做光伏发电。光伏发电能够有效实现对可再生能源的全面利用，减少资源的浪费与破坏，为人民群众提供更高质量的电力服务，实现各项工作的顺利开展。

2 光伏发电

光伏发电又称之为太阳能发电，是利用光生伏打效应将太阳光转化为电能的一种可再生新能源利用。光伏系统的核心组成部分是光伏组件和DC/AC逆变器，工作原理为利用光伏电池串并联组成光伏组件，将投射其上的太阳光通过光生伏打效应转化为直流电，再通过DC/AC逆变器将直流电逆变为交流电，提供给交流段负载使用。光伏系统发展的早期阶段，通常会在光伏组件和DC/AC逆变器之间再安装上蓄电池将光伏组件所产生的直流电加以存储。该种光伏系统由于独立于市电电网，也被称为独立式光伏系统。然而此种系统具有转换效率低下、蓄电池寿命有限、价格高昂等缺点，极大地阻碍了光伏系统的发展与普及。随着技术的不断发展，目前光伏系统主要以并网系统为主。它的原理是：将光伏组件所发电量直接通过DC/AC逆变器逆变为交流电，并上传至配电网，从而成为整个配电网的一部分，供整个配电网内的交流电负载使用。

3 光伏发电并网对电网运行的影响

3.1 电网频率

传统电力系统运行过程中出现频率异常的概率是很少的，根据相关并网光伏频率变化数据可以知道，即使光伏发电站容量较小时，也可以允许多台机组投切，而不会出现电网频率受限的情况。而在光伏发电站的发电容量占电网内总量比例逐渐增大时，由于光伏发电机出力的随机性，就可能导致整个电网系统频率出现波动，由此对用电用户或整个电力系统的正常运行产生不良的影响。根据相关实验数据并建立风电功率波动对电力系统频率的评估模型后，我们可以得出0．01～1．0Hz的功率波动对整个电网系统的影响最大。

3.2 配电系统规划

在实际的电力工作中，光伏发电系统和电力配电系统的规划与设计存在着较大的差异，两者的情况需要格外注意。把光伏发电和配电系统进行连接，不仅能够实现对电能的安全运输与配置，更能够保证电能收集工作的顺利开展，实现整个电力交换与运输的过程。但是在实际的系统运行中，由于对光伏发电系统和配电系统规划设计缺乏合理性考虑，无法保证光伏发电并网的工作性能和稳定运行。设置的光伏发电系统不符合实际的电力运行情况，因此会对配电系统的运行造成一定影响，对配电系统造成污染与破坏。因此，为了减少对配电系统的污染与破坏，要做好光伏发电系统的科学规划与安装，转变传统理念，提高光伏发电系统的性能^[1]。

3.3 电网电压

光伏发电的接入将会使得配电网从一个单一的向外辐射的供电网络系统，变为有多个电源接入，且与用户端紧密相连产生互动的结构。当光伏系统被接入到配电网，配电网发生变化，电压、电流都变的更为复杂，配电网的特性随着光伏系统的连接而发生显著变化。在这种情况下，考虑光伏电站体系的容量，接入位置和其他相关参数很可能引起配电网线路中有功或无功功率的量和方向的变化，并且功率流和稳态电压分布将受到影响。

4 光伏发电并网电网运行的对策

4.1 统一光伏发电并网标准

根据相关实践可以得知当前情况下，我国对于新能源的发电并网标准不够统一，相关的规定条例还不完善。相关技术人员对于整个电力系统的稳定性和新能源并网发电会产生的负面影响掌握程度不够，并且对于系统的电网调度以及影响电网输电整体质量的因素都无法做出科学的解释和并制定应对措施。因此相关部门和机构要系统完善风力发电和光伏发电的相关设施，严格管理逆变器和控制器。在运行过程不断加强技术方面的研究进度，并且针对光伏发电并网过程中可能出现的故障提出科学有效的解决措施。最后要不断统一各地多样的并网标准，明确光伏发电并网准入门槛，并规定相关部门严格执行并网标准，从基础条件保证光伏发电并网的安全性和有效性。

4.2 配电系统合理的规划设计

保证配电系统规划和设计的科学合理性是提高电网系统整体工作运行效率的重要前提。首先，电力企业应根据地区实际发展情况对整体的光伏配电系统进行科学合理筹划与分析设计，提高设计规划与电力应用情况的匹配度，最大程度提高光伏发电并网的应用效果。在进行规划与设计时，电力企业还应该加强对理论研究成果的重视与应用，在规划设计中与光伏发电并网的运行特点相互结合，最大程度保证设计光伏发电电源分配的科学性。在开展光伏发电站的建设工作时，电力企业应该提前对建设的位置和具体容量的大小进行合理规划与确定，对电能输出的控制措施和并网的主要选择形式进行确定，最大程度地避免因为电网谐波以及电压波动等因素造成的问题。与此同时，电力企业还应该重视可再生资源的重视，提升其应用的合理性可靠性，便于更好地实现节能环保的政策，减少污染与浪费^[2]。

4.3 加强电网控制

针对电网在运行过程中控制不佳这种情况，供电相关单位可以运用光伏发电功率预测技术来对光伏电源并入电网之后的输出功率进行检测，使得光伏电源以及其他电源可以在自动化的情况下实现输出功率以及电压的监管，从而实现供电调度的合理性。为实现供电调度分配的合理性，供电站要做到以下几点：（1）因为光伏电源受到辐射度、光照等的影响还是比较大的。所以针对这一情况，相关技术人员要对光伏电源接入电网之后所在区域的光照强度、辐射度、云层量进行调查，再利用相关技术构建光伏发电功率的模型。通过相关自然条件与光伏发电功率相结合，找到存在的规律，从而为后期的实际运用提供相关数据的支持^[3]。（2）通过相关的数据来找到安装光伏电源的最佳位置，减少外来因素对于光伏电源的影响，提高光伏电源在应用过程中的稳定性。（3）需要进行电能的储备。对于电源发电的过程中，肯定会出现电能不稳的情况，所以在这种情况之下，需要运用储备好的电能进行补给，从而实现电能的稳定运行，提高电网的运行效率。

5 结束语

随着光伏并网整个系统操作的完善和系统成本的逐步降低，光伏产业将成为新能源产业中未来的主流发展趋势，并网类光伏系统更是最为普遍的应用形式。与此同时，它也会成为生活中不可或缺的资源，所以需要深入观察和研究光伏系统对电网的影响。因此，研究光伏系统与区域配电网络之间的关系和相互作用尤为重要，以确保配电网络的安全运行。

参考文献：

[1] 康红玉.光伏发电接入对郓城电网的影响分析[D].山东：山东大学,2018.

[2] 张一飞.光伏发电并网对接入电网稳定性影响的研究[D].天津：天津大学,2018.

[3] 李少华.新能源发展对电网运行的影响及应对思考[J].南方农机,2019,50(02):214.