蒙俊名

摘要：近年來，我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)保持著齊頭并進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢，有效提高了國家綜合實(shí)力。電力開發(fā)始終是支撐資源輸送的重要基礎(chǔ)，在維護(hù)能源安全中所發(fā)揮的作用是無可替代的。在這其中，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電依賴的都是可再生清潔能源，能夠進(jìn)一步凸顯出我國電力開發(fā)的技術(shù)水準(zhǔn)，緩解環(huán)境開發(fā)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)之間的矛盾。對(duì)此，本文以風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的并網(wǎng)問題為切入點(diǎn)，分析這兩者并網(wǎng)的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，并探討實(shí)踐中存在的主要問題，提出解決的方法和建議，希望能夠給相關(guān)從業(yè)人員帶來一定的參考和啟示。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;光伏發(fā)電;并網(wǎng)問題

引言

在新能源、可再生能源基礎(chǔ)上衍生出分布式發(fā)電技術(shù)，在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用，例如常見的有光伏發(fā)電技術(shù)和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。分布式電源具有較強(qiáng)靈活性、高效性，在配電網(wǎng)中也有非常廣泛的應(yīng)用，也是今后大型電網(wǎng)不可或缺的支撐與發(fā)展方向。

1風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問題

1.1孤島效應(yīng)

通常意義上所說的孤島效應(yīng)指的是，盡管電網(wǎng)某個(gè)區(qū)域中設(shè)置了電流通路，但在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，電流卻始終沒有通過的現(xiàn)象。比如，若是維修的腳步落后于電網(wǎng)系統(tǒng)故障蔓延的速度，或者是問題已經(jīng)積重難返，電力就會(huì)由此失壓。另一邊，用戶端對(duì)問題的排查也會(huì)出現(xiàn)延遲，必不可能與電網(wǎng)系統(tǒng)的故障處理保持同步，這就會(huì)讓遠(yuǎn)距離的用戶端供電系統(tǒng)與市政電網(wǎng)相隔開來，電網(wǎng)與電網(wǎng)之間也出現(xiàn)了資源傳遞的壁壘——孤島效應(yīng)，這一現(xiàn)象主要集中在風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)之間?？v觀孤島效應(yīng)的根源，主要在于風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)與光伏發(fā)電網(wǎng)的總?cè)萘颗c用戶端范圍不符。從而進(jìn)一步損壞電力設(shè)備的運(yùn)行，破壞整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。因此，許多供電企業(yè)都會(huì)針對(duì)孤島效應(yīng)做出一定的預(yù)防工作，包括頻率變化裝置檢測、電網(wǎng)頻率移位、流過電阻阻抗、相位跳躍的監(jiān)督等等。

1.2電壓波和閃變影響

隨著風(fēng)電容量持續(xù)增加，在并網(wǎng)過程中極易影響到電網(wǎng)電壓，形成電壓波動(dòng)和閃變。若風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電發(fā)電并網(wǎng)過程中，連接處與配電變壓器之間的間隔距離太小，風(fēng)電接入電網(wǎng)后形成的電壓閃變并不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，但會(huì)大大影響到電網(wǎng)電流，從而損壞到發(fā)電的用電設(shè)備。同時(shí)，當(dāng)接入風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電發(fā)電后，會(huì)在很大程度上增大電網(wǎng)電壓，特別是當(dāng)下風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電發(fā)電應(yīng)用普遍選擇異步電機(jī)，在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，建立旋轉(zhuǎn)磁場往往會(huì)耗費(fèi)大量的無功功率，這就影響到電網(wǎng)電壓，導(dǎo)致電網(wǎng)線路上的壓降增大。

1.3對(duì)電網(wǎng)頻率的影響

風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電發(fā)電具備更明顯的隨機(jī)性，并網(wǎng)后電力系統(tǒng)總體發(fā)電容量會(huì)嚴(yán)重超標(biāo)，相應(yīng)地也會(huì)加大系統(tǒng)內(nèi)電網(wǎng)頻率波動(dòng)，供配電整體質(zhì)量因此受影響。以風(fēng)力發(fā)電為例，有波動(dòng)的情況出現(xiàn)在風(fēng)電場功率時(shí)，會(huì)直接影響電力網(wǎng)絡(luò)，倘若能向?qū)?yīng)的傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化此類影響，該函數(shù)模型一般將火電機(jī)組轉(zhuǎn)速變化、風(fēng)電場輸出功率波動(dòng)等包含在內(nèi)，通過對(duì)應(yīng)評(píng)估模型的構(gòu)建，即可完成對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定構(gòu)成影響的頻率范圍的計(jì)算。

2風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電并網(wǎng)的解決措施

2.1檢測并網(wǎng)孤島效應(yīng)

如果并網(wǎng)逆變器負(fù)載的影響并沒有消除，那么并網(wǎng)時(shí)也可能出現(xiàn)斷電發(fā)生的反向輸出電壓頻率，此時(shí)，逆變器輸出的頻率誤差會(huì)大大增加，長此以往，孤島效應(yīng)就會(huì)逐步擴(kuò)散。對(duì)此，企業(yè)要關(guān)注逆變器輸出頻率，選擇高精度的儀器設(shè)備檢驗(yàn)頻率偏移的問題，并及時(shí)公布檢測結(jié)果，讓值班人員進(jìn)行閱覽，做出針對(duì)性的處理。在電網(wǎng)正常運(yùn)行的時(shí)候，也要及時(shí)使用逆變器，判斷公共電網(wǎng)輸出和并網(wǎng)系統(tǒng)相一致。如果出現(xiàn)了較大的相位差，就應(yīng)當(dāng)對(duì)兩者的差進(jìn)行檢測，分析電壓電流的變化規(guī)律和情況，探究孤島效應(yīng)是否存在，更加清晰的展示出電網(wǎng)運(yùn)行的狀況。

2.2有效控制閃變和電壓波動(dòng)

為能夠有效確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電電能質(zhì)量，相關(guān)部門應(yīng)密切關(guān)注電壓閃變問題。若出現(xiàn)電壓閃變問題，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)這一問題進(jìn)行細(xì)致觀察，查明負(fù)荷電流的波動(dòng)情況，結(jié)合這一情況來完成無功電流補(bǔ)償處理，借助有源電力濾波器波動(dòng)來對(duì)電力急劇波動(dòng)問題進(jìn)行有效處理，通過該設(shè)備來提高響應(yīng)能力，對(duì)電壓閃變進(jìn)行科學(xué)控制與處理。針對(duì)由有功功率出現(xiàn)急速波動(dòng)而引發(fā)的電壓閃變問題，相關(guān)人員應(yīng)借助補(bǔ)償裝置來對(duì)有功功率、無功功率進(jìn)行合理補(bǔ)償，需借助儲(chǔ)能單元的作用，讓動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)期能夠盡快將電壓傳輸至系統(tǒng)之中，從而對(duì)電壓波動(dòng)造成的一系列問題進(jìn)行緩解。

2.3電網(wǎng)調(diào)度控制

在確保電網(wǎng)調(diào)度控制科學(xué)性和系統(tǒng)性的同時(shí)，加大新能源的利用程度。以負(fù)責(zé)發(fā)電計(jì)劃、實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)及自動(dòng)控制發(fā)電量的各個(gè)機(jī)組為對(duì)象分析其運(yùn)行情況，引入針對(duì)性的控制措施，能使各機(jī)組實(shí)現(xiàn)更密切地配合，平衡區(qū)域級(jí)電網(wǎng)功率。該過程中，一般都應(yīng)用了聯(lián)絡(luò)線頻率偏差控制技術(shù)。結(jié)合自動(dòng)發(fā)電量控制技術(shù)、電壓無功功率自動(dòng)控制系統(tǒng)，向新能源并網(wǎng)系統(tǒng)下達(dá)調(diào)度指令，監(jiān)測、控制系統(tǒng)無功功率及有功功率。要想實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，需要在電網(wǎng)中接入安穩(wěn)控制系統(tǒng)并作為電網(wǎng)安全防御體系之一，在聯(lián)合繼電保護(hù)裝置的基礎(chǔ)上，最大限度地控制后續(xù)可能出現(xiàn)的各類干擾及影響因素，在避免電力受損的同時(shí)，還能消除發(fā)生電力事故的可能性。

2.4科學(xué)計(jì)算電壓波動(dòng)作

通常如果并入電網(wǎng)功率比較小，選擇并網(wǎng)點(diǎn)必須經(jīng)過綜合考慮，加大電壓控制力度。電網(wǎng)電壓波動(dòng)產(chǎn)生的原因，與電站功率波動(dòng)有關(guān)，這一類波動(dòng)會(huì)很大程度上影響并網(wǎng)，建議采用科學(xué)的計(jì)算方法。合理區(qū)分電壓波動(dòng)在電網(wǎng)中的來源，通過全網(wǎng)頻域分析法，采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出電壓波動(dòng)作的準(zhǔn)確結(jié)論。

2.5增強(qiáng)電能消納水平

現(xiàn)階段，我國并未實(shí)現(xiàn)全國電網(wǎng)智能聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)，若是部分地區(qū)發(fā)電量超高，則會(huì)出現(xiàn)窩電現(xiàn)象，影響風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)發(fā)展。究其原因，部分地區(qū)傳統(tǒng)火力發(fā)電的電能能夠滿足該地區(qū)人們的用電需求，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電廠成為可有可無的基礎(chǔ)設(shè)施。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電廠若長時(shí)間未能得到有效運(yùn)用，使得風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電設(shè)備閑置，會(huì)造成社會(huì)資源浪費(fèi)。為了提高風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電設(shè)備的利用率，降低社會(huì)資源浪費(fèi)率，鼓勵(lì)地區(qū)建設(shè)過程中提升電能利用水平，并依據(jù)地區(qū)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)電能價(jià)格的調(diào)整，確保當(dāng)?shù)厝藗兡軌虺浞掷蔑L(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的電能，減輕傳統(tǒng)火力發(fā)電廠的電能輸送，對(duì)保護(hù)周圍環(huán)境有積極影響。另外，依據(jù)不同地區(qū)的用電高峰調(diào)節(jié)用電電能輸送情況，科學(xué)合理制定調(diào)峰機(jī)制推進(jìn)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)工作的開展。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電反調(diào)峰作用說明其輸出功率不穩(wěn)定，為了保障其反調(diào)峰作用的正常發(fā)揮，應(yīng)建立智能化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)用電峰值進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，確保風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電與電網(wǎng)運(yùn)行互補(bǔ)，提高風(fēng)電并網(wǎng)的供電質(zhì)量。

2.6并網(wǎng)發(fā)電的有效調(diào)試

并網(wǎng)發(fā)電調(diào)試中，第一步，根據(jù)調(diào)試流程，對(duì)各種電氣設(shè)備進(jìn)行初始狀態(tài)調(diào)整。第二步，全方面分析并網(wǎng)發(fā)電相關(guān)資料，對(duì)風(fēng)力發(fā)電光伏發(fā)電系統(tǒng)以及配電柜等一系列設(shè)計(jì)資料深刻掌握，為并網(wǎng)發(fā)電調(diào)試做好準(zhǔn)備工作。第三步，優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)，通過連接員荷的調(diào)整，完善并網(wǎng)發(fā)電基礎(chǔ)系統(tǒng)，定期對(duì)各類設(shè)備等進(jìn)行檢修，確保并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出的電流，經(jīng)過逆變器的整合與電網(wǎng)發(fā)電保持一致。

結(jié)語

綜上所述，在電力事業(yè)快速發(fā)展中，重視風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)自然資源的有效開發(fā)與運(yùn)用，踐行環(huán)境保護(hù)理念的同時(shí)提升電能質(zhì)量。另外，明確不同風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)劣勢，并通過電壓波動(dòng)以及閃變抑制、增強(qiáng)電能消納水平、等策略實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的控制，推進(jìn)風(fēng)力電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)展。

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