張帥帥

摘 要：光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)時會對電網(wǎng)電壓造成較大影響，本文著重研究光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)后電網(wǎng)負荷特性，分析因光伏發(fā)電輸出對電網(wǎng)電壓波動造成的影響，僅供參考。

關鍵詞：光伏發(fā)電；配電網(wǎng)；電壓波動

近年來由于太陽能技術的不斷發(fā)展與完善，在我國電力資源生產總值中光伏發(fā)電所占比例逐年遞增，太陽能作為可再生的能源，其在未來的發(fā)展前景十分可觀，再加之太陽能資源無處不在，光伏發(fā)電廠建設周期短，其未來在再生能源領域中的占比必將越來越大。分布式光伏發(fā)電簡稱PV，因PV能更好地貼近用戶，且其靈活的配置特性和可靠的供電特性，使其具有非常高的社會效益和經(jīng)濟效益，鑒于此，我國相關部門在2009年頒布了“金太陽”政策。但要想讓PV更好地發(fā)揮作用，我們就不得不考慮其接入配電網(wǎng)后對配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響，如何妥善解決接入穩(wěn)定性問題，是提高光伏發(fā)電應用技術的重中之重。

1 PV結構分析

PV裝置主要成分為硅材料，其用半導體材料將太陽中蘊含的光能和熱能直接轉化成電能，典型的PV是由太陽能電池板、控制裝置、電池、負載和變化器等組件構成。系統(tǒng)通過將光伏電池陣列產生的直流電輸送至交流電網(wǎng)，其能量的轉換與傳輸方式全部由逆變器完成。

2 影響PV接入配電網(wǎng)穩(wěn)定性的問題及對策分析

PV極易受環(huán)境影響，電網(wǎng)運行時，當中低壓電網(wǎng)接入高壓電網(wǎng)時，并網(wǎng)會給電網(wǎng)系統(tǒng)帶來較大影響，大電網(wǎng)在技術手段、接入標準規(guī)范、配電系統(tǒng)規(guī)劃等方面仍存在較多問題，這些問題都會成為干擾高中低電網(wǎng)配電穩(wěn)定性的因素。

2.1 仿真技術研究

目前仿真技術仍是研究配電網(wǎng)穩(wěn)定運行與安全控制的主要手段，PV并網(wǎng)方式較為特殊，其系統(tǒng)動態(tài)與穩(wěn)態(tài)特性相比傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)有很大區(qū)別，傳統(tǒng)電網(wǎng)的分析工具難以勝任PV接入高電壓電網(wǎng)的設計、規(guī)劃和研究工作，再加之PV通過微網(wǎng)接入高壓電網(wǎng)具有較強的復雜性，也增加了研究工作的難度。為真實有效地研究高中低電網(wǎng)的并網(wǎng)技術，建立PV特點研究試點是非常必要的，有利于解決傳統(tǒng)試驗研究工作中的不足問題，利于研發(fā)更加先進的仿真設備與技術?；赑V特性分析其在電力系統(tǒng)中建立PV及控制系統(tǒng)動靜態(tài)模型，并與實際PV做對比，完善實際PV及控制系統(tǒng)存在的不足之處，使系統(tǒng)的仿真軟件具備計算分析高中低電網(wǎng)并網(wǎng)的能力，為大電網(wǎng)與PV互相影響試驗提供可靠的技術支持。

2.2 制定規(guī)范的技術標準

現(xiàn)階段我國太陽能發(fā)電技術仍落后于發(fā)達國家，缺少自主研發(fā)技術是制約我國太陽能事業(yè)發(fā)展的重要因素，關于太陽能公共電網(wǎng)設計和接入標準等問題尚未妥善解決，致使我國太陽能發(fā)電技術遠未達到成熟的標準。尤其是現(xiàn)行我國太陽能發(fā)電技術標準與規(guī)范主要針對并網(wǎng)設備制定，而沒有相關制度約束和規(guī)定大電網(wǎng)接入大規(guī)模光伏發(fā)電應具備的技術條件與軟件支持。為建立有序的太陽能發(fā)電產業(yè)鏈，將大自然賜予我們的寶貴資源發(fā)揮到極致，盡可能降低PV對公共電網(wǎng)的影響，全面開展太陽能發(fā)電介入公共電網(wǎng)的技術標準與規(guī)范工作勢在必行。筆者認為，要想解決該問題，首先應研究PV控制的特性與技術參數(shù)，分析其接入大電網(wǎng)時能承受多大的干擾，并制定統(tǒng)一的標準，研究PV并網(wǎng)規(guī)模，分析無功率配置與電能質量技術指標，并制定健全的PV接入大電網(wǎng)標準，保障新型發(fā)電系統(tǒng)與控件接入時不會影響到大電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

2.3 科學控制電網(wǎng)的運行

因太陽能發(fā)電具有較強的不確定性因素，會降低電網(wǎng)短期內的預測負荷準確性，提高了傳統(tǒng)發(fā)電的難度。PV接入配電網(wǎng)會增加配電網(wǎng)中的電源點，導致電源點的單點規(guī)模小而分散，增加了控制電源的難度，導致電壓及武功調度無法適應接入需求，會影響配電網(wǎng)電壓的安全性與頻率穩(wěn)定性，因此，PV接入配電網(wǎng)后會提高配電網(wǎng)控制運行的難度，給傳統(tǒng)電源的控制運行造成困難。不僅如此，PV運行具有多樣性與控制程度差異化明顯等特點，隨著我國太陽能發(fā)電工程增多與規(guī)模提高，逆變器諧波會導致配電網(wǎng)諧波水平持續(xù)提高，使PV鐵磁諧振現(xiàn)象變得愈加不可控。鑒于此，筆者認為提升能源優(yōu)化與經(jīng)濟管控方法是解決該問題的主要措施。優(yōu)化PV接入配電網(wǎng)后能源優(yōu)化方法能夠提高配電網(wǎng)運行的安全性與經(jīng)濟性，使能源高效利用變成現(xiàn)實，具體操作時，技術人員應結合PV發(fā)電特點分析電網(wǎng)運行安全的優(yōu)化控制可行性與經(jīng)濟性，從而最大程度的使可再生能源合理分配與應用。同時，應合理分配不同形式的能量，減少配電網(wǎng)中配電設備的損耗，確保電網(wǎng)運行的安全性與穩(wěn)定性。分析電力系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性離不開動態(tài)仿真與潮流計算技術，建立動力模型計算電網(wǎng)不同運行狀態(tài)下不確定因素的發(fā)生率是較為可行的做法。隨著PV應用愈加廣泛，大規(guī)模的并網(wǎng)已勢在必行，研究典型PV運行方式，模擬故障場景并對典型的故障加以修正，提高預測PV功率的準確性，在不確定性因素較多時制定切實可行的運行及發(fā)電計劃，是確保光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定與安全的有效保障。

3 總結

環(huán)保和節(jié)能理念的誕生推動了光伏發(fā)電事業(yè)的不斷發(fā)展，因光伏發(fā)電成本降低與技術成熟度不斷提高，除經(jīng)濟法規(guī)與政策方面的問題外，如何提高光伏發(fā)電介入配電網(wǎng)后的安全性已經(jīng)成為制約光伏發(fā)電事業(yè)發(fā)展的重要因素。各界應大力發(fā)展光伏發(fā)電技術，盡早攻克并網(wǎng)技術難題，主動出擊探索并網(wǎng)易發(fā)生的安全隱患，引導并網(wǎng)工程有序發(fā)展，最大程度發(fā)揮可再生資源的優(yōu)勢，為子孫后代謀福祉。

參考文獻

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（作者單位：國網(wǎng)河南沁陽市供電公司）