劉霞

摘 要：近些年來，太陽能光伏發(fā)電受到了更加廣泛地關(guān)注，太陽能光伏發(fā)電憑借著自身清潔、環(huán)保等多方面的優(yōu)勢已經(jīng)投入到電力生產(chǎn)中，產(chǎn)生了十分可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。本文中，筆者首先簡要介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀；其次，較詳細分析了光伏并網(wǎng)發(fā)電對電力輸配電網(wǎng)的影響；最后，重點探討了含光伏發(fā)電的電力系統(tǒng)運行的對策，希望能夠為今后的相關(guān)研究提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；輸配網(wǎng)；問題及對策

中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0198-02

隨著社會經(jīng)濟的不斷快速發(fā)展，電力行業(yè)也獲得了長足的進步。太陽能作為一種新能源已經(jīng)較為廣泛應(yīng)用到發(fā)電行業(yè)中，獲得了十分可觀的經(jīng)濟效益，并促進了社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展。然而，太陽能光伏發(fā)電雖然得到了較廣泛地應(yīng)用，但是在實際的應(yīng)用過程中還存在諸多問題，這些問題的存在嚴重阻礙了光伏發(fā)電的進一步應(yīng)用，為了能更好解決光伏發(fā)電出現(xiàn)的問題，需要在今后的發(fā)展過程中對光伏發(fā)電系統(tǒng)與電力輸配網(wǎng)不斷改進和完善。

1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，在強大科技實力的支撐下，太陽能的應(yīng)用有了更大的發(fā)展空間，特別是在生態(tài)環(huán)境日益惡化的背景下，新能源的開發(fā)和應(yīng)用成為了人們關(guān)注的焦點，太陽能作為一種新能源，有著豐富的資源、分布廣泛、清潔、安全、用之不竭等優(yōu)點。由于它的能量可轉(zhuǎn)換多種形式的能量，應(yīng)用范圍之廣，通過對太陽能多年的開發(fā)，太陽能光伏發(fā)電出現(xiàn)于上個世紀50年代，從那時開始逐漸受到世界各國，尤其是那些西方發(fā)達國家的廣泛重視。進入新世紀以來，隨著全球能源供應(yīng)變得越來越緊張，太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)勢更加顯現(xiàn)出來，在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用規(guī)模也變得越來越廣。目前，太陽能光伏發(fā)電的主流發(fā)展方向是大型光伏并網(wǎng)電站，其具體的表現(xiàn)形式有邊遠無電農(nóng)牧區(qū)的獨立發(fā)電系統(tǒng)、通信工業(yè)應(yīng)用、與建筑物結(jié)合的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等。

2 光伏并網(wǎng)發(fā)電對電力輸配電網(wǎng)的影響

縱觀各種能源發(fā)電系統(tǒng)，穩(wěn)定性差、隨機性強、可控性弱、調(diào)節(jié)性低的問題，光伏發(fā)電系統(tǒng)也不例外，當其并入大電網(wǎng)后，電網(wǎng)的運行會受到不同程度的影響，如對電力輸配電系統(tǒng)保護的影響、對電能質(zhì)量控制的影響、對電力運行調(diào)度的影響等。

2.1 電力輸配電系統(tǒng)保護受到的影響

在大輸配網(wǎng)的運行過程中，當多個光伏發(fā)電系統(tǒng)接入之后，一定時間內(nèi)的系統(tǒng)短路電流會快速增加[1]。基于此種情況，原有的熔斷器極易出現(xiàn)誤動作，過流保護作用基本上名存實亡。與此同時，將光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)之后，電網(wǎng)的輻射狀網(wǎng)絡(luò)以及無方向網(wǎng)絡(luò)也將會出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，逐漸向含有多電源的雙向網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變。如此這樣一來，由于傳統(tǒng)的熔斷器在當初設(shè)計的時候缺乏在方向性問題上去考慮，在輸配電網(wǎng)中光伏發(fā)電系統(tǒng)的并入則意味著傳統(tǒng)熔斷器作用的起不到作用。因此，在設(shè)計輸配電系統(tǒng)保護裝置的時候，應(yīng)當著眼于整體，多層面、多角度的考慮問題，必要的時候可以對整個保護體系進行重新調(diào)整和規(guī)劃。

2.2 電能質(zhì)量受到的影響

綜合當前光伏并網(wǎng)發(fā)電的實際情況，電能質(zhì)量受到的影響主要表現(xiàn)在以下兩個方面：第一，光伏發(fā)電系統(tǒng)的可控性比較差，再加上客觀環(huán)境因素的影響和制約，一旦將其并入大電網(wǎng)之后，會導(dǎo)致原本可能存在的電能質(zhì)量不高問題變得更加嚴重；第二，光伏發(fā)電系統(tǒng)的啟動會在一定程度上引發(fā)大電網(wǎng)電壓的閃變，特別是在啟動期間會容易產(chǎn)生諧波，這些諧波對于大電網(wǎng)整體的穩(wěn)定性會產(chǎn)生較大的負面影響[2]。因此，光伏并網(wǎng)發(fā)電之后，電力輸配網(wǎng)電能質(zhì)量受到的影響不可避免。

2.3 運行調(diào)度受到的影響

在光伏并網(wǎng)發(fā)電后，對輸出功率進行遠程調(diào)控不可避免，這樣可以最大限度地保證輸配電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。可是，就目前國內(nèi)的光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)狀來看，電網(wǎng)調(diào)度都是以地區(qū)為基礎(chǔ)的，涉及到的光伏發(fā)電廠不同，其發(fā)電成本、送電成本也各不相同，這就直接導(dǎo)致了運行調(diào)度問題的出現(xiàn)[3]。

3 含光伏發(fā)電的電力系統(tǒng)運行分析對策

鑒于光伏并網(wǎng)發(fā)電之后，針對前文所述問題的存在，為了能夠保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，提高電能輸送的質(zhì)量，必須要對存在的問題進行具體分析，并提出相應(yīng)的解決策略。接下來，筆者在參閱相關(guān)文獻資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合一些日常的實踐經(jīng)驗，就含光伏發(fā)電的電力系統(tǒng)運行分析對策進行較詳細探究，具體內(nèi)容如下。

3.1 電能質(zhì)量分析

前文筆者已經(jīng)提及過，在大電網(wǎng)中接入多個光伏發(fā)電系統(tǒng)之后，浪涌、電壓脈沖、諧波的電能質(zhì)量問題將會隨之出現(xiàn)。在當前現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)水平下，解決浪涌、電壓脈沖以及諧波的問題通常都是采取降低光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)、脫網(wǎng)次數(shù)的方式[4]。另外，在針對這一問題解決方面時，多功能逆變器控制策略也能夠起到非常積極的作用。如果電能質(zhì)量的解決可以通過同現(xiàn)階段的智能電網(wǎng)配合，光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)之后整體的電能質(zhì)量將會得到更加明顯地改善。

3.2 繼電保護設(shè)計

作為一個多方向的多電源系統(tǒng)，含光伏發(fā)電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的繼電保護裝置應(yīng)當具有方向性，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對繼電的保護。通常而言，繼電保護設(shè)計的方案可以有兩種選擇，一種是切源方案，另一種是孤島方案。首先是切源方案，該方案更多強調(diào)的是在故障發(fā)生之后切斷所有的光伏發(fā)電系統(tǒng)。其次是孤島方案，孤島方案提倡的是利用速斷等手段，通過光伏發(fā)電系統(tǒng)獨立承擔部分供電負荷[5]。如果將切源方案和孤島方案放在一起進行相互比較的話，各有各的特點和優(yōu)勢，只不過孤島方案相對于切源方案而言在對電網(wǎng)的整體影響方面要小得多。

3.3 故障處理與可靠性分析

大規(guī)模接入光伏發(fā)電系統(tǒng)之后，輸配電網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)以及運行特定都將發(fā)生顯著的變化，要想實現(xiàn)對此種情況的處理，傳統(tǒng)的故障診斷方式已經(jīng)發(fā)揮不出應(yīng)用的作用。此外，受到光伏發(fā)電系統(tǒng)并入的影響，大電網(wǎng)整體的穩(wěn)定性將會受到一定程度的影響，特別是在接入容量、裝機位置等因素方面，會直接導(dǎo)致故障診斷和處理方式的變化。相關(guān)工作人員在進行故障診斷和處理時，應(yīng)當考慮到電網(wǎng)的實際運行情況，分析負荷相、電壓頻率控制等參數(shù)，利用合理的處理方式對故障進行處理。

3.4 優(yōu)化調(diào)度與協(xié)調(diào)運行

在進行光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)負荷優(yōu)化調(diào)度之前，必須要對區(qū)域內(nèi)負荷的需求有所了解和掌握，對其優(yōu)化調(diào)度與協(xié)調(diào)運行的具體操作期間，只有科學(xué)合理的調(diào)度才能夠保證全網(wǎng)電能運行的經(jīng)濟性。另外，實際的操作過程中，由于光伏發(fā)電的清潔、環(huán)保、低碳的特征，通過提高其利用率，能夠更好地推動光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在分布式光伏電源接入到大電網(wǎng)之后，應(yīng)當盡可能地降低對微網(wǎng)的影響，保證微網(wǎng)的運行能夠和大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，同時又要能夠以孤網(wǎng)的形式獨立運行，還要保證并網(wǎng)運行和孤網(wǎng)運行兩種模式的順利切換。因此，微網(wǎng)和大網(wǎng)之間的并網(wǎng)，要具備很強的穩(wěn)定性，特別是在微電網(wǎng)高滲透率下與大電網(wǎng)的相互作用問題，更值得我們給予應(yīng)有的關(guān)注和重視。

4 結(jié)語

總而言之，從目前社會經(jīng)濟發(fā)展的趨勢以及環(huán)境保護問題的嚴峻形勢來看，太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的市場前景將會有著非常廣闊的發(fā)展空間，特別是在科學(xué)技術(shù)不斷完善和創(chuàng)新的情況下，太陽能光伏發(fā)電將會獲得更加強有力的支持。光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電力輸配網(wǎng)已經(jīng)成為了一種發(fā)展趨勢，在這種新形勢下，相關(guān)從業(yè)人員通過切實的努力解決好二者之間的問題能夠最大限度地提升電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，創(chuàng)造出更多更好的經(jīng)濟效益和社會效益，實現(xiàn)共贏。

參考文獻

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[2]段世明，郭紅旭.光伏發(fā)電接入10kV系統(tǒng)對配網(wǎng)的影響[J].黑龍江科技信息，2015，26（15）：40-40.

[3]張琳.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電力輸配網(wǎng)的問題與對策建議[J].科技與企業(yè)，2015，18（03）：174-174.

[4]陳振興.光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后的系統(tǒng)問題綜述[J].中國高新技術(shù)企業(yè)， 2014，78（30）：122-123.

[5]王鵬舉.光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后的系統(tǒng)問題綜述[J].城市建設(shè)理論研究：電子版， 2014，89（35）：178-145.