溫濤

摘要：我國社會經濟不斷發(fā)展，人類社會不斷進步，各種能耗大和污染大的能源造成了很嚴重的環(huán)境問題，為了減少對環(huán)境的污染，需要不斷開發(fā)利用各種新的能源，改變傳統(tǒng)的能源結構，從社會長遠發(fā)展的現(xiàn)狀來看，需要不斷開發(fā)可再生資源和能源。我國的太陽能資源十分豐富，對于太陽能資源的開發(fā)和利用是我國當前的一項重要任務，其中可再生資源發(fā)展中，光伏發(fā)電的發(fā)展速度較快，太陽能光伏發(fā)電也是當前發(fā)展較大的一項產業(yè)，是我國當前開發(fā)的新能源的重要組成。本文從對光伏發(fā)電自身的特點出發(fā)，闡述了其對電力調控產生的主要影響，并就相關問題提出了改善建議。

關鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng);電力調控;影響

1光伏發(fā)電技術淺析

光伏發(fā)電在產銷量、發(fā)展速度和發(fā)展前景等方面都優(yōu)于光熱發(fā)電。而通俗的“太陽能發(fā)電”指的就是光伏發(fā)電，全稱為太陽能光伏發(fā)電。光伏發(fā)電是以半導體的光電效應為原理，形成電流，發(fā)出電能。硅原子有4個電子，如果在純硅中摻入有5個電子的原子如磷原子，就成為帶負電的N型半導體;若在純硅中摻入有3個電子的原子如硼原子，形成帶正電的P型半導體。當P型和N型結合在一起時，接觸面就會形成電勢差，成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結后，空穴由N極區(qū)往P極區(qū)移動，電子由P極區(qū)向N極區(qū)移動，產生電流，釋放電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)由三部分組成：太陽電池板（組件）、控制器和逆變器，它們均由電子元器件構成，無任何機械部件，因此，設備的可靠性和穩(wěn)定性表現(xiàn)突出，使用壽命較長，安裝維護也相對簡單。光伏發(fā)電系統(tǒng)既可以獨立使用，也可以并網發(fā)電，靈活的電力存儲模式適應任何需要電源的場合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級電站，小到玩具，光伏電源都可以完美勝任。

2光伏發(fā)電系統(tǒng)對電力調控的影響

2.1對繼電保護的影響

我國的配電網大部分是星型結構，如果將光伏發(fā)電系統(tǒng)直接進行并網可能會使得電網的拓撲結構變化，繼電保護出現(xiàn)故障，光伏發(fā)電對于繼電保護的影響主要有以下三大方面：第一，使得三段式的過流保護不能有效的對于故障電流進行判斷，使得饋線動作困難產生誤動或者拒動的情況;第二，高壓熔斷器的保護會受到影響，高壓熔斷器只能對于單個電源系統(tǒng)進行工作，在發(fā)生故障的時候，由于光伏并網系統(tǒng)較為復雜，無法對于多個系統(tǒng)進行同時的保護;第三，可能會造成孤島效應，在進行光伏電站并網之后，如果發(fā)生短路故障就可能會使得母線自動切斷，使得其他負載會受到牽連的影響。

2.2系統(tǒng)電能質量方面

第一，對電壓偏差的影響。電力系統(tǒng)中配電線路存在一定的阻抗，當有電流流過時會在線路阻抗上形成電壓降，各負荷節(jié)點電壓逐漸降低。當分布式電源接入后，隨著饋線中有功功率、無功功率發(fā)生變化，配電網中的潮流發(fā)生了變化，饋線可能會出現(xiàn)逆潮流。由于光伏并網后分布式電源輸出的有功功率以及線路上傳輸功率的減小，各負荷節(jié)點的電壓升高。當光伏接入容量較低時，光伏系統(tǒng)支撐該節(jié)點的電壓。當光伏接入容量較大尤其光伏接入饋線末端時，可能會導致某些節(jié)點的電壓超過允許值。第二，對諧波的影響。分布式光伏電源通過逆變器將直流電轉換為交流電并入電網，逆變器中使用大量的電力電子開關器件，逆變器中開關器件連續(xù)的導通與關斷會產生開關頻率附近的諧波分量，對配電網造成諧波污染。光伏并網容量較小時，通過光伏中的濾波環(huán)節(jié)，可以將并入配電網的諧波控制在一定的范圍內。但隨著光伏發(fā)電技術的發(fā)展以及并網容量的不斷增大，并入電網的諧波含量可能超過標準規(guī)定的允許值。

2.3孤島效應

孤島效應是指分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網后出現(xiàn)的一種情況，由于該系統(tǒng)的作業(yè)與大電網是并立的（極少數(shù)可能存在緊密關聯(lián)），當大電網出現(xiàn)故障時，可能停止供電，如果分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)端沒有了解該情況，以常規(guī)工作要求繼續(xù)向電網供電，可能導致電能浪費，也可能導致從事電網檢修、維護工作的人員受傷。與此同時，當分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)一端出現(xiàn)故障，在并網運行的前提下，大電網中的電能也可能進入分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中（在電壓相同的情況下），導致分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)端工作異常，如果低壓電網為單相分布式發(fā)電系統(tǒng)，會導致系統(tǒng)三相負荷欠相供電。本次研究所選的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)即為單相分布式發(fā)電系統(tǒng)，面臨上述各類威脅。

3精心調控，確保電網安全

3.1科學規(guī)劃，加強管理

在大力支持光伏發(fā)電這種新能源技術發(fā)展的同時，也要做好科學的規(guī)劃，做好自身電網負荷、容量及結構的充分調研，仿真實驗自身在電能質量等方面可承受的范圍，確定合理的光伏發(fā)電裝機容量。同時依據(jù)統(tǒng)一調度，分級管理電網調控原則，加強日常管理與相關人員培訓，按時修改與簽訂調度協(xié)議，落實各級調度關系。嚴審相關檢修計劃，杜絕非故障情況下的非計劃性并、解列行為。同時加強光伏變電站的自動化設備運行監(jiān)控，做好信息實時采集與上報，做到充分利用新能源，合理安排計劃生產，進而促進電網的進步發(fā)展。

3.2優(yōu)化電網結構與技術

光伏發(fā)電作為清潔能源具有巨大的優(yōu)勢，但其自身的不穩(wěn)定性與不確定性也是其最大的弱點，而電網機構是否科學合理、是否符合當前能源發(fā)展的需要決定了新能源與大電網的兼容問題。畢竟一個堅強的電網才是新能源技術介入的基礎。調控部門應根據(jù)本地光伏發(fā)電的規(guī)模與分布情況，合理調整電網運行方式，調整相應的繼電保護配合，從而從運行上為光伏發(fā)電企業(yè)做好服務，保障國家發(fā)展新能源的正確理念。并應用直流輸電以及柔性交流輸電技術，改進優(yōu)化能源存儲技術，從短路功率與動態(tài)穩(wěn)定方面著手，既維護光伏發(fā)電的健康發(fā)展，又保障電網本身的安全運行。

3.3強化反復性發(fā)電系統(tǒng)的電網運行

為深度分析電力系統(tǒng)，必須開展潮流計算，并且實施動態(tài)仿真，使用監(jiān)理合理化模型，最大程度上保障結果。在進行光伏電池分布式系統(tǒng)的研究時，重點研究電源特征，構建動態(tài)化模型，掌握不同運行狀態(tài)下系統(tǒng)的不確定性。目前，光伏發(fā)電技術已經被普遍應用。隨著應用規(guī)模的不斷擴大，極有可能會造成大系統(tǒng)電壓以及頻率等出現(xiàn)問題，比如穩(wěn)定性不足，因此要深度研究光伏發(fā)電系統(tǒng)、系統(tǒng)運行方式、并網大電網形式等。提升光伏發(fā)電功能的預測精準度，使其及時受到不確定性因素的影響，還能夠保障發(fā)電的可行性，順利推進各項計劃。提升技術水平，是推動光伏發(fā)電并網應用的重要手段和途徑，必須要做好全面的分析和研究，最大程度上提高電網運行的水平。

3.4落實無功補償

光伏發(fā)電運行中并網大電網的運行，落實無功補償對其供電質量的提升，以及供電穩(wěn)定性的保障奠定良好的基礎。其中具體落實無功補償?shù)囊罁?jù)為，光伏發(fā)電微網運行中與大電網運行中，兩電網之間的運行功率存在一定的差異性，該類差異性的表現(xiàn)直接呈現(xiàn)為高線損，高故障率，供電不穩(wěn)定等現(xiàn)象。因此針對低等級的光伏發(fā)電微網實施無功補償，則可使其在接入大電網并網運行時，整體的微網電能傳輸供應較為穩(wěn)定，波動現(xiàn)象較少，最終有效地提升了電網的運行質量，對于用電戶的穩(wěn)定用電保障，以及各類供電設備的穩(wěn)定運行，奠定了良好的基礎。綜合分析有效地提升了電力企業(yè)的實際收益，并且對于光伏發(fā)電并網接入大電網的穩(wěn)定運行及可持續(xù)發(fā)展，發(fā)揮了積極的作用。

4結束語

總之，由于光伏發(fā)電自身的不穩(wěn)定與不確定性，傳統(tǒng)的工作方法必將無法滿足新的工作要求。這就要求不斷結合情況發(fā)展制定可行的辦法，調整電網結構、科學規(guī)劃，促進光伏發(fā)電新能源技術的發(fā)展。

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