吳凱健
摘 要:為積極響應(yīng)和堅守《巴黎協(xié)定》中承諾,降低碳排放,引領(lǐng)低碳發(fā)展潮流。近些年來,我國加大了對光伏發(fā)電的投入,大力扶持我國的光伏發(fā)電企業(yè),加快對光伏技術(shù)的科研投資,一系列的政策出臺幫助光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)取得了很好的發(fā)展勢頭。為了促進光伏發(fā)電技術(shù)的精進,要不斷優(yōu)化創(chuàng)新光伏發(fā)電技術(shù),促進我國光伏發(fā)電技術(shù)的不斷進步。
關(guān)鍵詞:光伏發(fā)電;并網(wǎng);對策探究
前言:
光伏發(fā)電作為新能源的一種形式,具有良好的發(fā)展前景。但是,在實際運行發(fā)電過程中卻存在一些的缺陷與不足,主要對電網(wǎng)電壓、頻率、電能質(zhì)量造成一定程度的影響,嚴重影響著電網(wǎng)運行的安全性與穩(wěn)定性。因此,電力企業(yè)要積極采取有效措施對其加以應(yīng)對,確保電網(wǎng)運行得到安全可靠保障。
1太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用
1.1大型并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)
并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)通過升壓站直接以電網(wǎng)相連,通常由光伏電池陣列、并網(wǎng)逆變器、升壓變壓器等組成。其運行的原理是首先由光伏電池方陣將太陽能轉(zhuǎn)換為一定電壓的直流電,直流電通過逆變器轉(zhuǎn)換成交流,再通過升壓變壓器升壓,最后進入變電站通過輸電線路注入公共電網(wǎng),其簡潔的過程在一定程度上避免了電能的損耗。
在光伏發(fā)電并網(wǎng)過程中,逆變器是關(guān)鍵部件。它可以轉(zhuǎn)換光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電,形成與電網(wǎng)一致的正弦交流電;在電網(wǎng)發(fā)生緊急情況時,逆變器可自動切斷電源,脫離電網(wǎng),有效防止電網(wǎng)故障串入光伏陣列中;
1.2光伏建筑一體化應(yīng)用
太陽能光伏建筑一體化應(yīng)用是新技術(shù),也是一個在光伏發(fā)電中比較熱門的技術(shù)。這個應(yīng)用主要包括兩個方面的內(nèi)容:第一:在建筑物屋頂布置光伏陣列或者利用光伏瓦代替?zhèn)鹘y(tǒng)的琉璃瓦;第二:將建筑物一部分玻璃幕墻替換成光伏薄膜組件,減少室內(nèi)熱量,轉(zhuǎn)換成清潔電能供整棟樓使用。這樣就可以提高太陽能的有效利用,而且還實現(xiàn)建筑材料和光伏發(fā)電材料同時使用在建筑物中,能夠有效地控制好光伏發(fā)電的建造成本,實現(xiàn)低碳、節(jié)能。
2光伏發(fā)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響
2.1對電網(wǎng)電壓及其穩(wěn)定性的影響
隨著國家政策大力支持新能源發(fā)展,光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的裝機容量在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)逐步提高,在一定程度上影響著電網(wǎng)內(nèi)的電壓控制,并且對電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性造成影響。根據(jù)電壓與電流成反比關(guān)系,當(dāng)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中電流出現(xiàn)變化時,電壓勢必會隨之發(fā)生一定變化,而光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率與光照狀況存在緊密關(guān)聯(lián),中午時日照條件好,電流偏高,而早上和下午日照條件差,電流偏低,進而會導(dǎo)致電壓產(chǎn)生較大的波動,可能會引起電網(wǎng)中相關(guān)無功調(diào)節(jié)裝置出現(xiàn)頻繁動作,影響相關(guān)調(diào)節(jié)裝置使用壽命,影響電網(wǎng)運行安全。當(dāng)某一地區(qū)在一定時間內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)陰雨天氣,將會導(dǎo)致該區(qū)域太陽功率大幅度降低,有可能會造成該地區(qū)功率出現(xiàn)的現(xiàn)象。缺額會對嚴重影響著該地區(qū)的電壓質(zhì)量,甚至?xí)档驮摰貐^(qū)電壓的穩(wěn)定性。
2.2對電網(wǎng)頻率的影響
由于光伏發(fā)電具備一定的隨機性,電壓因光照條件產(chǎn)生波動,在一定程度上會促使電網(wǎng)內(nèi)的頻率發(fā)生波動。如若光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的一次調(diào)頻機組大多采用火電機組,將會嚴重降低汽輪機葉片的使用周期。此外,電力企業(yè)為了實現(xiàn)對大容量光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能接納,針對光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的時變性,則需要電力企業(yè)必須在電網(wǎng)內(nèi)部設(shè)置足夠的調(diào)峰電源。同時,電力企業(yè)要重新審視傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)峰容量配置,確保電網(wǎng)調(diào)峰容量配置的科學(xué)性與合理性。
2.3對電能質(zhì)量的影響
光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)所產(chǎn)生的電能質(zhì)量問題主要包括諧波、電壓波動、閃變等,影響有功及無功潮流、頻率控制等特性。隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)的并入電網(wǎng),其所接入的發(fā)電機組和原來的機組有很大區(qū)別,光伏發(fā)電功率隨日照強度變化對電網(wǎng)負荷特性產(chǎn)生影響,它的接入改變了電網(wǎng)潮流方向,使電網(wǎng)的潮流分布更難控制。而且光伏發(fā)電單位不具有調(diào)度自動化功能,加大了電網(wǎng)控制與調(diào)度運行的難度。同時,由于大規(guī)模光伏系統(tǒng)的介入,其中存有的大量的電力電子的作用,改變了既有電力系統(tǒng)原有的運行模式,不利于電能的質(zhì)量的提高,逆變器開關(guān)的反應(yīng)過慢,輸出失真,進而產(chǎn)生諧波,簡諧波的波動范圍會隨某一區(qū)域的光照變化的加快而增大,甚至出現(xiàn)波動疊加現(xiàn)象。
3光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用對策
3.1電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的技術(shù)增強和優(yōu)化
光伏發(fā)電的優(yōu)勢在于其作為清潔能源的獨特性,而缺點則是受環(huán)境、天氣等因素影響而帶來的巨大的不穩(wěn)定性。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是否符合當(dāng)前能源發(fā)展的需要決定了光伏能源與電網(wǎng)之間的兼容狀況,因為在能源技術(shù)中,電網(wǎng)是其介入的基礎(chǔ),電網(wǎng)的堅強程度會和能源技術(shù)的介入狀況產(chǎn)生最直接的關(guān)聯(lián)。所以加強電力調(diào)控很重要的一個因素便是本地光伏發(fā)電的規(guī)模與分布情況的掌握,如果調(diào)控部門能夠合理的調(diào)整電網(wǎng)運行方式,讓繼電保護可以展開合適的配合,那么對于電網(wǎng)運行就能起到一定程度的改進作用,從而在運行上讓光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生更好的供電能力,讓電力企業(yè)做好更好的供電服務(wù)。
相關(guān)行業(yè)還應(yīng)積極對直流輸電和柔性交流輸電技術(shù)進行研究,提升相應(yīng)的供電效率,加強光伏發(fā)電系統(tǒng)的短路功率與動態(tài)穩(wěn)定,針對這些方面不斷優(yōu)化能源存儲技術(shù),在光伏發(fā)電的發(fā)展之路更加健康安全的同時,也讓電網(wǎng)本身的運行能夠趨于平穩(wěn)。
3.2強化調(diào)控制度
由于受天氣、環(huán)境溫度、光伏板安裝位置等因素影響,光伏電站的輸出功率會有所變化,最大變化率甚至超過額定量的10%,因此產(chǎn)生了發(fā)電量的不穩(wěn)定問題,導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)中存在很大的不可控性,在調(diào)控難度上要比普通的火電或水電高許多,因此在具體供電工作中,加強調(diào)控規(guī)劃和人員安排,增強調(diào)控制度,可以增強光伏發(fā)電的管理力度。增加對電能質(zhì)量全部參數(shù)的實時監(jiān)測,對發(fā)生電能質(zhì)量事件進行實時告警,并對電能質(zhì)量問題數(shù)據(jù)分析。同時制定和光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理相關(guān)的維修、維護措施,也能讓檢修人員有效應(yīng)對諸如孤島效應(yīng)等在光伏發(fā)電中較為常見的問題,保障供電的穩(wěn)定。
3.3增強電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分布和調(diào)研
科學(xué)規(guī)劃應(yīng)是在光伏發(fā)電被大力推行和發(fā)展的同時并行做好的工作之一,光伏發(fā)電系統(tǒng)因為自身原因在電能質(zhì)量方面有很大的負面影響。如果能就電網(wǎng)負荷、容量及結(jié)構(gòu)部分做好充分調(diào)研,就能在有效提升電能質(zhì)量等方面的可承受范圍,在一定程度上緩解因為“系統(tǒng)容量過大”等問題帶來的影響。供電公司如能確定科學(xué)化的光伏發(fā)電裝機容量,做到統(tǒng)一調(diào)度、分級管理,相關(guān)人員嚴格按照電網(wǎng)調(diào)控原則進行系統(tǒng)操作,加強人為可控因素,落實各級調(diào)度關(guān)系,降低非故障情況下發(fā)生非計劃性并、解列的行為,那么在很大程度上能夠降低諧波問題,會對光伏變電站的電力調(diào)控產(chǎn)生維穩(wěn)的效用。
3.4汲取國外先進的經(jīng)驗
在新能源發(fā)展的過程當(dāng)中,電力企業(yè)需要積極汲取國外豐富的經(jīng)驗,結(jié)合光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際運營情況,制定科學(xué)合理的入網(wǎng)標準,提升國內(nèi)太陽能產(chǎn)品的檢測能力,同時及時消除可能會為電網(wǎng)運行的隱患。制定規(guī)范的光伏并網(wǎng)電站技術(shù)標準,提升光伏發(fā)電的質(zhì)量與水平,使電網(wǎng)運行得到安全保障。
結(jié)語:綜上所述,在能源形勢嚴峻的背景下,光伏發(fā)電作為新能源發(fā)電形式,能夠合理地優(yōu)化可再生資源,擁有著良好的發(fā)展前景。在并網(wǎng)過程中,為了促進光伏發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮,應(yīng)當(dāng)從增強和優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)技術(shù)、強化調(diào)控制度、增強電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分布和調(diào)研等方面對技術(shù)應(yīng)用進行強化,與此同時汲取國外先進經(jīng)驗,促進新能源技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻:
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