劉衡

摘 要：由于能源建設(shè)的發(fā)展，人們對(duì)太陽(yáng)能的利用逐漸加深，在發(fā)電中的體現(xiàn)就是分布式光伏接入電網(wǎng)。光伏發(fā)電使電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性得到一定的提升，而且由于這種發(fā)電方式的優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用也在不斷的得到推廣。但是在接入地區(qū)電網(wǎng)時(shí)會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，本文主要對(duì)分布式光伏大規(guī)模接入地區(qū)電網(wǎng)的線損影響進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)線損;分布式光伏;影響

在電網(wǎng)運(yùn)行不斷升級(jí)的過(guò)程中，分布式光伏電源的使用得到了關(guān)注，而且這種供電方式的應(yīng)用對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)展起到了較好的推動(dòng)作用。光伏發(fā)電由于使用的是太陽(yáng)能，作為環(huán)保可再生能源，在發(fā)電方面有很好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1.光伏發(fā)電的特點(diǎn)

光伏發(fā)電主要是借助半導(dǎo)體界面產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)，從而使光能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電技術(shù)。這種發(fā)電方式最主要的是太陽(yáng)能電池，使用串聯(lián)的方式將太陽(yáng)能電池連接并通過(guò)封裝保護(hù)構(gòu)成電池組件，再加上功率控制器等就構(gòu)成了光伏發(fā)電裝置。使用光伏發(fā)電，具有較多的優(yōu)勢(shì)，首先是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的推動(dòng)力，光伏發(fā)電所利用的太陽(yáng)能是可再生能源，清潔環(huán)保，這種發(fā)電方式可以降低污染物的排放，對(duì)環(huán)境保護(hù)有很好的作用。通過(guò)并網(wǎng)運(yùn)行的光伏發(fā)電與獨(dú)立運(yùn)行的發(fā)電相比較，能夠使成本得到降低，因?yàn)椴⒕W(wǎng)運(yùn)行可以減少蓄電池的應(yīng)用數(shù)量，利用電網(wǎng)儲(chǔ)存能源，將電能輸送到電網(wǎng)。按照負(fù)荷需求的不同，光伏接入可以分為分布式和集中式，能夠靈活的并網(wǎng)以及退網(wǎng)，可以較好的調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)負(fù)荷保持平衡，減少線路損耗，調(diào)節(jié)電網(wǎng)中的波動(dòng)電量，使電力系統(tǒng)運(yùn)行能夠有較好的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

2.光伏電源系統(tǒng)介紹

光伏電源系統(tǒng)主要的構(gòu)成部件有控制單元、儲(chǔ)存單元以及光伏陣列單元。這種發(fā)電方式與以往的發(fā)電方式相比，對(duì)外部環(huán)境因素的反應(yīng)較大，系統(tǒng)運(yùn)行的特性曲線存在較大的變化，能源輸入不能一次性主動(dòng)調(diào)節(jié)，需要借助控制單元輔助操作來(lái)使運(yùn)行達(dá)到最大功率，而且在輸出電能時(shí)，利用控制單元中的逆變器使直流電轉(zhuǎn)化為交流電，然后電能通過(guò)電網(wǎng)再進(jìn)行傳輸。根據(jù)運(yùn)行方式的不同，光伏電源系統(tǒng)可以分為獨(dú)立型和并網(wǎng)型。

2.1獨(dú)立型系統(tǒng)

這種光伏系統(tǒng)主要是指電氣沒(méi)有與公用電網(wǎng)進(jìn)行連接的系統(tǒng)，電能的供給只能滿足自身負(fù)荷。一般系統(tǒng)負(fù)荷的容量要比發(fā)電量略小，系統(tǒng)在遇到陰雨天以及夜間時(shí)，不能夠進(jìn)行發(fā)電，這個(gè)時(shí)候就需要系統(tǒng)儲(chǔ)存模塊中的蓄電池進(jìn)行電能供給，因此在遇到天氣條件不好的情況時(shí)，發(fā)電運(yùn)行能力與蓄電池的容量成正比。通常這種電源系統(tǒng)應(yīng)用在光照條件較好的、遠(yuǎn)離公用電網(wǎng)的偏僻山區(qū)進(jìn)行供電，有部分路燈系統(tǒng)以及偏僻的通信基站也是使用這種系統(tǒng)進(jìn)行光伏發(fā)電。

2.2并網(wǎng)型系統(tǒng)

這種電源系統(tǒng)接入電網(wǎng)的方式有兩種，一種是單點(diǎn)集中式，另一種是多點(diǎn)分布式。大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)的光伏電站與發(fā)電廠類似，僅產(chǎn)生少許負(fù)荷或者是不帶負(fù)荷，發(fā)電產(chǎn)生的電能可以輸送到公用電網(wǎng)上，再進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，使電網(wǎng)得到整體的有無(wú)功平衡。光伏發(fā)電在系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中會(huì)需要大量的投入，在發(fā)電的效率提升方面還存在較大的發(fā)展空間，由于其運(yùn)行成本方面較高，因此國(guó)家給與了一定的優(yōu)惠政策和補(bǔ)貼，以積極的推動(dòng)光伏發(fā)電的發(fā)展。

3.分布式光伏大規(guī)模接入對(duì)地區(qū)電網(wǎng)線損的影響

分布式光伏大規(guī)模并網(wǎng)，能夠起到一定的電能節(jié)約作用，不過(guò)由于存在接入并網(wǎng)的影響，因此在電網(wǎng)中原有的電流布局會(huì)存在一定的變化。要知道分布式光伏大規(guī)模接入對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的影響，可以計(jì)算相應(yīng)的線損率和網(wǎng)損率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電量以及線損的評(píng)估，也可以了解電網(wǎng)運(yùn)行狀況，為電力企業(yè)的綜合評(píng)估做出參考。從有關(guān)研究中看出，光伏接入電網(wǎng)所起到的積極作用是能夠使電網(wǎng)的線損得到有效的降低。假定線路上給出相同的電壓，將其他影響因素忽略不計(jì)，可以建立光伏接入模型，利用模型，在線路沒(méi)有接入光伏時(shí)，能夠掌握總線損情況，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得出，接入分布式光伏電源進(jìn)行發(fā)電，能夠使地區(qū)電網(wǎng)的線損得到有效降低，而能夠降低的線損與負(fù)荷、容量、接入位置以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)聯(lián)。

3.1對(duì)地區(qū)電網(wǎng)線損的影響

太陽(yáng)能是光伏發(fā)電的主要?jiǎng)恿?，本身溫度、太?yáng)光照強(qiáng)度以及光譜會(huì)對(duì)分布式光伏系統(tǒng)發(fā)電量產(chǎn)生影響。有研究測(cè)試發(fā)現(xiàn)，利用室外多種分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電的能量特點(diǎn)和功率輸出進(jìn)行測(cè)試，其中多晶硅以及單晶硅類的電池組接入地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行發(fā)電時(shí)，受到溫度、氣候變化的影響，發(fā)電量也會(huì)有所波動(dòng)，在冬季具有較大的輸出功率，而在夏季具有較小的輸出功率。溫度或者是光照在不同的條件下，不同組件的光伏電池組效率也會(huì)有不同的改變。另外，溫度的變化對(duì)分布式光伏系統(tǒng)中的蓄電池充放電效率會(huì)產(chǎn)生較大的影響。系統(tǒng)中的鉛酸蓄電池組對(duì)溫度變化產(chǎn)生的反應(yīng)更大，在使用光伏電池進(jìn)行發(fā)電時(shí)，通常電壓需要根據(jù)溫度的變化隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，受到高溫的影響，蓄電池會(huì)有變形以及腐蝕問(wèn)題，長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下蓄電池會(huì)加快損耗。

3.2對(duì)地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功電壓特點(diǎn)的影響

分布式光伏大規(guī)模接入的地區(qū)一般在地理位置較為偏僻的地方，通常這些地方都具有較低的負(fù)荷，電網(wǎng)會(huì)發(fā)生短路的允許容量又很小，這樣在進(jìn)行光伏發(fā)電時(shí)，需要利用高壓輸電網(wǎng)才能將其產(chǎn)生的大量電力輸送出去，而電網(wǎng)無(wú)功平衡特點(diǎn)的影響因素是輸送距離。此外，分布式光伏并網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，無(wú)功電壓支撐能力較弱，在電壓質(zhì)量超過(guò)限制的情況下，電壓穩(wěn)定性無(wú)法得到保障。再者，白天太陽(yáng)輻射較大，則太陽(yáng)能所產(chǎn)生的電能較高，這樣，電網(wǎng)中，光伏的出力較大，并網(wǎng)點(diǎn)電壓增加。如果是在線路尾端設(shè)置并網(wǎng)點(diǎn)，那么接入點(diǎn)的電壓就容易發(fā)生越線問(wèn)題，這樣的話就需要調(diào)整電壓。在晚間時(shí)候，基本沒(méi)有光伏發(fā)電。

3.3對(duì)地區(qū)電網(wǎng)功角穩(wěn)定性的影響

分布式光伏電源系統(tǒng)裝置是一種靜止元件，在發(fā)電運(yùn)行時(shí)，自身不會(huì)引起功角震蕩，所以不會(huì)有功角穩(wěn)定問(wèn)題出現(xiàn)。然而由于存在隨機(jī)波動(dòng)，分布式光伏大規(guī)模接入后就會(huì)使原電網(wǎng)運(yùn)行的輸送功率和分布狀況受到影響。此外，光伏接入地區(qū)電網(wǎng)會(huì)使功角穩(wěn)定性受不好的影響，因此，通常在實(shí)際接入過(guò)程中，需要利用仿真模擬的結(jié)果來(lái)最后確定光伏系統(tǒng)電源的接入。

3.4對(duì)地區(qū)電網(wǎng)配電保護(hù)的影響

光伏分布式接入后，地區(qū)的電網(wǎng)影響還體現(xiàn)在配電網(wǎng)方面，其系統(tǒng)保護(hù)的特性會(huì)有所變動(dòng)，還有其他一些裝置也會(huì)有所影響，影響配電保護(hù)首先是，原有的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是單電源輻射網(wǎng)，而接入后變?yōu)榫哂须p電源甚至是多電源的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其次，接地回路受到變壓器連接方式不同的影響，從而發(fā)生變化，繼電保護(hù)的操作性能也會(huì)發(fā)生改變。光伏接入地區(qū)電網(wǎng)，由于并網(wǎng)光伏變換器對(duì)擾動(dòng)有較為敏感的反應(yīng)，因此需要設(shè)置一定的保護(hù)。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著新能源的開發(fā)建設(shè)，光伏發(fā)電得到了人們的關(guān)注，在推廣光伏發(fā)電的過(guò)程中，國(guó)家給與了一定的優(yōu)惠政策及補(bǔ)貼，以帶動(dòng)光伏發(fā)電的發(fā)展，分布式光伏大規(guī)模接入地區(qū)電網(wǎng)，對(duì)推動(dòng)電力系統(tǒng)供電發(fā)展有很好的效果。分析光伏接入對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響，能夠更好的掌握其應(yīng)用，確保電網(wǎng)運(yùn)行安全。

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