孟鑫亞 姬豪兵

【摘?要】目前，社會(huì)進(jìn)步迅速，我國(guó)的各行各業(yè)建設(shè)的發(fā)展也有了提高。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中合理應(yīng)用儲(chǔ)能裝置，能夠有效減少光伏發(fā)電單元在實(shí)際工作的過(guò)程中由于波動(dòng)而引發(fā)的功率變化，減少因功率變化而給電網(wǎng)以及敏感負(fù)荷帶來(lái)的沖擊，能夠確保光伏系統(tǒng)在離網(wǎng)的狀態(tài)下以及并網(wǎng)的狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)相互間的平穩(wěn)過(guò)渡，實(shí)現(xiàn)整體供電質(zhì)量的提升。而在實(shí)際設(shè)置系統(tǒng)儲(chǔ)能單元的過(guò)程中，可以嘗試使用閥控式密封鉛酸蓄電池，在充分考慮光伏發(fā)電系統(tǒng)自身運(yùn)轉(zhuǎn)情況的基礎(chǔ)之上，分析儲(chǔ)能單元在處于不同工作模式的過(guò)程中其自身的運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)，以此為依據(jù)，建立完善的放電控制系統(tǒng)以及充電控制系統(tǒng)，并對(duì)相應(yīng)控制策略有效性的情況進(jìn)行驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電;光伏發(fā)電;并網(wǎng)問(wèn)題研究

引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，新能源發(fā)電技術(shù)突飛猛進(jìn)、在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等諸多領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的關(guān)鍵科技力量之一。

1光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)的影響

1.1運(yùn)行調(diào)度

光伏電源自身具有一定的可調(diào)度性，但是這種可調(diào)度性會(huì)在一定程度上受到外界天氣因素的影響，尤其是在一些天氣變化相對(duì)較快的城市或是海拔相對(duì)較高的地區(qū)，天空中的云層對(duì)于光伏電源可調(diào)度性的影響更加明顯。在電網(wǎng)運(yùn)行商的調(diào)度系統(tǒng)中，如果光伏電源的整體占比相對(duì)較高，且高于臨界比例，在進(jìn)行電力調(diào)度的過(guò)程中就需要采取一系列的保障措施，確保電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的可靠性以及安全性能夠切實(shí)得到保障。除此之外，常規(guī)電價(jià)與光伏電價(jià)之間還普遍存在一定的差異，因此，在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度的過(guò)程中也需要充分考慮經(jīng)濟(jì)性的相關(guān)問(wèn)題，但是上述的所有操作都需要最大限度地避免給電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的安全帶來(lái)不利影響。

1.2系統(tǒng)保護(hù)

光伏發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，如果遇到光照相對(duì)強(qiáng)烈的情況，那么電站在實(shí)際進(jìn)行輸出的過(guò)程中功率也會(huì)相應(yīng)增加，進(jìn)而引發(fā)一系列的連鎖反應(yīng)，最直接的表現(xiàn)就是短路電流的增加，進(jìn)而增加過(guò)流保護(hù)在配合過(guò)程中的難度，加大失誤問(wèn)題的發(fā)生概率。除此之外，電站輸出功率的變化也會(huì)在一定程度上影響熔斷器的常規(guī)工作，進(jìn)而給電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)十分不利的影響。若光伏發(fā)電系統(tǒng)在工作的過(guò)程中沒(méi)有正常接入配電網(wǎng)，支路潮流在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中則多數(shù)情況下是屬于單向性輸出，且這種單向性輸出缺乏必要的保護(hù)措施。而在光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，當(dāng)配電網(wǎng)接入之后，配電網(wǎng)絡(luò)自身的性質(zhì)也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化，轉(zhuǎn)成多元配電網(wǎng)絡(luò)，但是在這一過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)潮流的流向則會(huì)體現(xiàn)出較強(qiáng)的隨機(jī)性特點(diǎn)，控制難度進(jìn)一步增加，為了保證系統(tǒng)整體的運(yùn)轉(zhuǎn)安全，則需要在系統(tǒng)中常規(guī)進(jìn)行方向性保護(hù)裝置的安裝。

1.3電能質(zhì)量

光伏發(fā)電系統(tǒng)在日常開(kāi)展發(fā)電工作的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受到外界環(huán)境因素的影響，尤其是在陰雨天，空中巨大的云層，在一定程度上會(huì)遮擋住陽(yáng)光，就會(huì)導(dǎo)致光伏電源的功率在短時(shí)間內(nèi)大幅度上升或是下降，尤其是對(duì)大型的光伏系統(tǒng)影響更為普遍，系統(tǒng)內(nèi)的電壓在短時(shí)間內(nèi)就有可能出現(xiàn)閃變，進(jìn)而出現(xiàn)較大的頻率波動(dòng)，除此之外，也有部分類型的光伏發(fā)電系統(tǒng)是進(jìn)行直流電發(fā)電的，在進(jìn)行電網(wǎng)接入的過(guò)程中，如果采用的是逆變裝置法，那么，諧波的出現(xiàn)概率也會(huì)大幅度增加，進(jìn)而使電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)受到影響。

2太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

2.1光伏發(fā)電站

光伏發(fā)電技術(shù)的順利應(yīng)用，離不開(kāi)光伏電站的支持，光伏電站是進(jìn)行光伏發(fā)電的基礎(chǔ)設(shè)備，其直接影響著發(fā)電率和電力的有效應(yīng)用。目前，太陽(yáng)能發(fā)電廠大致分為分散發(fā)電廠和集中式太陽(yáng)能發(fā)電廠兩種。分散發(fā)電廠是指在恒定電壓水平且不超過(guò)20000kW并網(wǎng)的單個(gè)發(fā)電廠的點(diǎn)存儲(chǔ)容量，轉(zhuǎn)換后的電能主要用于變電站地區(qū)的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備。集中式太陽(yáng)能發(fā)電廠在電能傳輸中有很多階段，設(shè)備也更復(fù)雜，它通常包括以下步驟：第一，通過(guò)轉(zhuǎn)換設(shè)備的作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，第二，轉(zhuǎn)換后的電能通過(guò)配電和接收設(shè)備輸送到逆變器。最后，在逆變器的作用下，直流電在交流變壓器箱中流動(dòng)，并與網(wǎng)絡(luò)建立連接。為了確保在傳輸過(guò)程中安全使用電能，有必要確保各種太陽(yáng)能組件的正常運(yùn)行。

2.2光伏建設(shè)一體化

當(dāng)前，綠色環(huán)保的概念逐漸滲透到人們的思想，因此光伏發(fā)電技術(shù)越來(lái)越受歡迎，并且被越來(lái)越多的應(yīng)用到了我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)中。例如：在建筑物的屋頂上裝有太陽(yáng)能電池板，太陽(yáng)能電池板通過(guò)電線連接到電網(wǎng)，從而將能量轉(zhuǎn)化為電能，使人們?cè)谌粘Ｉ钪械靡詰?yīng)用。利用太陽(yáng)能發(fā)電不僅可以節(jié)省大量資源，還可以體現(xiàn)綠色環(huán)保理念，有效促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

2.3光伏發(fā)電與LED照明結(jié)合

太陽(yáng)能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，并且太陽(yáng)能發(fā)電與新型材料和新技術(shù)的結(jié)合正在逐漸成熟。LED照明技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生的一種新技術(shù)，其應(yīng)用的是將電能轉(zhuǎn)化為光能的原理，并發(fā)揮照明作用。通過(guò)將太陽(yáng)能和LED技術(shù)相結(jié)合，可以將LED技術(shù)應(yīng)用于太陽(yáng)能提供的電能，然后轉(zhuǎn)換為必要的光能，從而有效地節(jié)約了能源。兩者的有效組合和功能的基礎(chǔ)是它們既是直流電又是低電壓。

2.4通信/通訊領(lǐng)域

太陽(yáng)能光伏發(fā)電被廣泛應(yīng)用于電信和電信領(lǐng)域，電信和電信領(lǐng)域包含很多內(nèi)容，并且直接影響著我們的日常生活。例如，農(nóng)村運(yùn)營(yíng)商的廣播、電信系統(tǒng)和電話系統(tǒng)。建立這樣的系統(tǒng)可以滿足人們的生活需求。將太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于這些系統(tǒng)可以有效地輸送電力，確保系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，給人們的生活帶來(lái)了極大的便利，同時(shí)衛(wèi)星通信、士兵的GPS等工程也得到了極大的發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，從光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)自身的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分析，儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠有效提升電網(wǎng)在實(shí)際工作過(guò)程中的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)還能有效發(fā)揮電網(wǎng)自身在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)效益，使用戶常規(guī)的用電需求能夠切實(shí)得到保證，進(jìn)而有效解決以往電網(wǎng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中容易受到光伏并網(wǎng)影響的情況，使我國(guó)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略能夠切實(shí)得到落實(shí)。而從我國(guó)現(xiàn)階段的情況來(lái)看，儲(chǔ)能技術(shù)雖然在一定程度上得到了發(fā)展，現(xiàn)階段光伏發(fā)電系統(tǒng)中所使用的儲(chǔ)能技術(shù)相較于以往已經(jīng)有了較大幅度的進(jìn)步，但是，研究人員還需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新的儲(chǔ)能裝置，使我國(guó)光伏并網(wǎng)發(fā)電能夠真正得到發(fā)展，使其應(yīng)用范圍能夠真正得到擴(kuò)大，讓太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)能夠真正使我國(guó)的更多人民受益，使發(fā)電能夠真正做到綠色環(huán)保，進(jìn)而有效減少以往火力發(fā)電給環(huán)境帶來(lái)的不利影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃飛騰，翁國(guó)慶.新能源發(fā)電技術(shù)在特色專業(yè)建設(shè)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015，32（10）：67–69，82.

[2]應(yīng)芝，鄭曉園，崔國(guó)民.新能源專業(yè)“教源于研研推進(jìn)教”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018，35（2）：179–181.

[3]陶石，錢斌，王志成，等.應(yīng)用型本科院校新能源科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020，37（2）：186–189.

[4]姜萍，石文勝，田靜，等基于工程案例的光伏發(fā)電虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，36（6）：128–131，135.

[5]劉會(huì)蘭，裘實(shí)，劉志博，等.新能源接入的多機(jī)電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018，35（7）：202–205.

（作者單位：河南工學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院）