吳奎猛 邸雷 霍瑞
摘要:闡述光伏發(fā)電的電力能源系統(tǒng),可以為人們提供充足的清潔能源,分析光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響,并提出有效的解決措施,從而保障電網(wǎng)可靠運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:光伏發(fā)電,電網(wǎng)運(yùn)行,清潔能源。
我國(guó)的能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾使得能源問(wèn)題變得越來(lái)越緊張,光伏發(fā)電能夠一定程度上緩解這些能源壓力。目前先進(jìn)的分布式光伏發(fā)電技術(shù),從而可以滿足人們?cè)谌粘I?、工作之中的用電量,確保人們更好的從事各種活動(dòng)。
1光伏電源
1.1光伏電源簡(jiǎn)介
光伏電源主要是通過(guò)利用太陽(yáng)能電池將可再生的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,光伏發(fā)電原理是利用太陽(yáng)能的光生伏特效應(yīng),在太陽(yáng)能電池板的作用下,將太陽(yáng)所發(fā)出的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。光伏電源是由太陽(yáng)能電池板、控制器以及逆變器三部分組成,在這三部分共同工作下,使得太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,為電力用戶提供充足的清潔能源。通過(guò)大規(guī)模使用光伏電源,可以提高清潔能源在電力能源中的比重,大大降低傳統(tǒng)能源對(duì)于環(huán)境的影響,有利于環(huán)境保護(hù)和電力能源可持續(xù)發(fā)展。另一方面,對(duì)于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們來(lái)說(shuō),通過(guò)利用光伏電源可以為人們提供充足的電能,光伏電源裝置的使用靈活性較高,可以在多地區(qū)進(jìn)行單獨(dú)使用,另外也可以配合電網(wǎng)或電力儲(chǔ)能裝置來(lái)進(jìn)行使用,具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,可以滿足大部分地區(qū)的電能需求。但是光伏電源在使用過(guò)程中會(huì)受到環(huán)境因素的影響,光輻照強(qiáng)度、氣溫等都有可能導(dǎo)致光伏電源的使用效率下降[1]。
1.2光伏電源并網(wǎng)的具體要求
隨著我國(guó)目前電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)于光伏電源的全面應(yīng)用,為降低光伏電源并網(wǎng)對(duì)于電網(wǎng)正常運(yùn)行的影響,國(guó)家對(duì)于光伏電源并網(wǎng)工作提出了具體要求:第一,在使用電網(wǎng)發(fā)電過(guò)程中,可以通過(guò)并網(wǎng)發(fā)電來(lái)降低相應(yīng)的影響。第二,在光伏電源運(yùn)行過(guò)程中,為配合電網(wǎng)的承載能力,要嚴(yán)格控制光伏電源的裝機(jī)容量。第三,在光伏電源的并網(wǎng)過(guò)程中,要求使用電壓要在8kV以下。相關(guān)的能源監(jiān)督部門不斷加強(qiáng)對(duì)于光伏電源并網(wǎng)工作的管理力度,提升光伏電源的應(yīng)用效果,為人們輸送安全可靠的電力資源[2]。
2光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響
2.1電網(wǎng)運(yùn)行控制不佳
光伏電源的有效使用對(duì)于人們生活水平、工作質(zhì)量的增加具有重要意義,這也充分體現(xiàn)出了光伏電源在電能有效使用過(guò)程中的重要性。光伏發(fā)電并網(wǎng)的使用可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的有效利用。但是伴隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)使用規(guī)模的增大之后,一旦供電環(huán)境變得惡劣,供電站的相關(guān)工作人員對(duì)于變化的電網(wǎng)功率不能得到準(zhǔn)確的把握;對(duì)于在大規(guī)模使用之后的電能的負(fù)荷增長(zhǎng)也是無(wú)法做出準(zhǔn)確的判斷。這兩方面的不可把握性就造成相關(guān)工作人員在進(jìn)行電能的調(diào)度過(guò)程中出現(xiàn)困難。
除了大規(guī)模使用之外,工作人員無(wú)法對(duì)負(fù)荷以及電網(wǎng)功率做出準(zhǔn)確把握之外,太陽(yáng)能發(fā)電的過(guò)程中也存在著許多其他不可控因素。例如太陽(yáng)能發(fā)電的過(guò)程中受到一些不穩(wěn)定因素的影響的時(shí)候,在這些不穩(wěn)定的因素之下,有時(shí)會(huì)發(fā)生較大的問(wèn)題,這樣就會(huì)造成嚴(yán)重的問(wèn)題。在這種情況之下,光伏發(fā)電并網(wǎng)就不再適用,相關(guān)工作人員就需要采用傳統(tǒng)的手段進(jìn)行發(fā)電,這樣電能的重新調(diào)度,就無(wú)法滿足人們對(duì)于電量的正常需求,無(wú)法保證人們的正常用電[3]。
光伏發(fā)電并網(wǎng)之后,電網(wǎng)中的接入光伏電源就會(huì)增多,光伏電源數(shù)量的增加就會(huì)增加電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的壓力,使得電能的調(diào)度過(guò)程中受到明顯的影響。同時(shí)在公共電網(wǎng)中,接入光伏電源,會(huì)讓光伏電源的數(shù)量以及應(yīng)用的區(qū)域變大。在這種情況下,如果電力系統(tǒng)不能夠?qū)λ泄夥娫催M(jìn)行控制,那么就會(huì)使得電力系統(tǒng)的供電設(shè)備、電壓值等出現(xiàn)問(wèn)題,從而造成控制效果比較差,造成整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的安全事故。
2.2電能質(zhì)量受損
光伏電源在并網(wǎng)之后,其運(yùn)行需要在高頻調(diào)制之下,進(jìn)行逆變器的運(yùn)轉(zhuǎn)工作,但是在這種方式的運(yùn)行之下,是比較容易出現(xiàn)諧波的,諧波會(huì)讓電能的質(zhì)量受到損傷。如果在諧波放大之后,那么對(duì)于原本電網(wǎng)而言其、輸出功率也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化。變化之后的輸出功率對(duì)于工作人員而言,更不容易調(diào)控,所以就容易導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)的電壓不穩(wěn)定,從而導(dǎo)致安全事故。同時(shí),我國(guó)傳統(tǒng)的電網(wǎng)帶那個(gè)供應(yīng)模式是單一供應(yīng),但是這是不符合光伏電源接入之后的情況的。在光伏電源接入到電網(wǎng)之后,其相應(yīng)接入點(diǎn)的電壓是不相同的,因此就需要對(duì)接入光伏電源之后的電網(wǎng)進(jìn)行管理,這樣就會(huì)造成其中需要對(duì)此進(jìn)行管理的環(huán)節(jié)比較多。在以上幾種情況之下,在出現(xiàn)諧波,電壓、輸出功率的不穩(wěn)定性、工作環(huán)節(jié)的增多都會(huì)造成電能質(zhì)量受損。
2.3孤島效應(yīng)
孤島效應(yīng)往往多發(fā)生于光伏電源與公共網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)之后。在電網(wǎng)的運(yùn)行當(dāng)中,如果公共電網(wǎng)中出現(xiàn)故障,那么公共電網(wǎng)就不能為人們提供正常的供電,但是在這一過(guò)程當(dāng)中,光伏電源還在正常的進(jìn)行供電。如果在出現(xiàn)故障的時(shí)候,不能進(jìn)行及時(shí)的維修與檢修,光伏發(fā)電還在正在進(jìn)行,就會(huì)使得很多處于孤島地區(qū)的人們不能得到及時(shí)的電能供應(yīng),從而形成了孤島效應(yīng)。與此同時(shí),如果維修人員直接進(jìn)行故障的檢查與維修,很容易發(fā)生安全事故,如果維修不及時(shí),則會(huì)造成供電的不充足,影響人們的正常生活與工作。
3光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的應(yīng)對(duì)措施
加強(qiáng)電網(wǎng)控制水平。為了更好地實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電并網(wǎng)的電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行,應(yīng)該及時(shí)提升電網(wǎng)的控制能力,使光伏發(fā)電和其他電源自動(dòng)運(yùn)行情況下進(jìn)行嚴(yán)格的電壓管理,強(qiáng)化供電調(diào)度的合理性,由于光伏發(fā)電受到光照和輻射等外界因素的干擾。因此,對(duì)于光伏電網(wǎng)接入后,要嚴(yán)格管理該區(qū)域的光照強(qiáng)度和輻射情況,充分結(jié)合相關(guān)科學(xué)技術(shù)構(gòu)建完善的光伏發(fā)電模型,找到光伏發(fā)電功率與自然環(huán)境的規(guī)律,從而實(shí)現(xiàn)有效的管理與控制。其次,光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行還應(yīng)該通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)尋找最佳設(shè)置光伏電源的位置,以此來(lái)降低光伏電源受到外界因素的干擾,從而全面提升光伏發(fā)電并網(wǎng)中電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。另外,還要進(jìn)行合理的電能儲(chǔ)備,對(duì)光伏發(fā)電過(guò)程中的電能進(jìn)行合理儲(chǔ)備,當(dāng)光伏發(fā)電受到干擾時(shí),可以先利用提前儲(chǔ)備好的電能進(jìn)行供電,以此來(lái)確保電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
提高電能質(zhì)量。電力企業(yè)還要全面提升電能質(zhì)量,強(qiáng)化電能的監(jiān)督與管理,工作人員在光電并網(wǎng)前,對(duì)每一個(gè)光伏電源的接入進(jìn)行綜合管理,并加強(qiáng)電能質(zhì)量檢測(cè)工作,如果出現(xiàn)諧波以及電壓不穩(wěn)的情況,相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該及時(shí)采取相應(yīng)對(duì)策,提高電能質(zhì)量,從而保障電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。
解決孤島效應(yīng)。通過(guò)檢修的方式對(duì)孤島效應(yīng)進(jìn)行全面檢測(cè),在電網(wǎng)出現(xiàn)斷電以后,采用被動(dòng)檢測(cè)方式對(duì)逆變器的參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè),找出存在的問(wèn)題,當(dāng)輸出功率和負(fù)載功率之間存在著較大的差距,就說(shuō)明出現(xiàn)孤島效應(yīng)。工作人員也可以采取主動(dòng)監(jiān)測(cè)與被動(dòng)監(jiān)測(cè)協(xié)調(diào)運(yùn)用的方式,解決孤島效應(yīng)帶來(lái)的影響,找到問(wèn)題的根源,做好提前預(yù)防工作,降低孤島效應(yīng)的發(fā)展。
結(jié)束語(yǔ):綜上所述,本文通過(guò)對(duì)目前光伏電源并網(wǎng)實(shí)際狀況的研究分析,對(duì)光伏電源并網(wǎng)后所產(chǎn)生的各類影響進(jìn)行了介紹,并針對(duì)各類影響提出了相關(guān)的控制電網(wǎng)運(yùn)行的具體措施,為我國(guó)電網(wǎng)的正常運(yùn)行提供借鑒。
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