论文部分内容阅读
摘要：现如今社会和经济快速发展，地球能源日渐紧缺，环境污染的日益严重。清洁能源的利用开发成为各国关注的焦点，太阳能因其资源丰富、来源广泛、清洁环保而被人们广泛关注。光伏并网发电是未来太阳能应用的发展趋势，但光伏发电很容易受到环境影响，存在间歇性、不稳定性和波动性，而大规模并网后会对电网产生一些不利影响。因此本文主要讨论光伏发电并网后带来的影响及其优化方案。
关键词：光伏发电;并网;电能质量;电网工程
0引言
我国的能源与经济发展之间的矛盾使得能源问题变得越来越紧张，光伏发电能够一定程度上缓解这些能源压力。目前先进的分布式光伏发电技术，从而可以满足人们在日常生活、工作之中的用电量，确保人们更好的从事各种活动。
1分布式光伏电源概述
使用可再生的太阳能進行电能转化时，可以使用太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种获取电能的装置即光伏电源，其依托太阳的光生伏特效应，将太阳的热量，在电池板等装置的作用下，生产出电能，这种电能可作为有效电源供应使用。光伏电源的装置结构主要有：控制器、太阳能电池板、逆变器，在共同作用下进行电能的发电与储存。这种电源的电压等级较低，在生产使用的过程中，不会对环境造成破坏，使用灵活，尤其是对于一些偏远山区的居民而言，使用太阳能供电的效果好于电网供电，其应用优势非常明显[1]。在使用区域发电后，该电源可以独立使用，或者可以连接周边的配电网接入的分布式光伏电源较多，电网的调峰压力、调频将会受到明显影响，存在非常严重的峰谷差异。此外，在公共电网中，接入该种电源，使得电源点的数量、分布区域变多、变广，在电力系统无法对所有电源点控制的情况下，需要进行科学合理的供电调控，加强电网的运行效率。但处理不当易使得电力系统的多个供电设备、电压值、电网调峰出现问题，控制效果不佳，最终造成配电网运行安全事故。
要求指出，首先，并网后光伏电源可以为电网输送电力资源，且能够促使电网稳定运行。其次，接入的光伏电源数量需要控制，多个电源的总体影响较大，且接入的总容量需控制，不可超过上级变压器有效负荷量的1/4[2]。最后，该电源的短路和额定电流的比值需要在10kV以上;根据电网条件、装机容量，确定并网电压等级，一般光伏电源的电压值处于8kV以下，或者低于8kV时，配电网的电压值即为220kV等。如果接入的低电压、高电压均符合并网标准，则可以先进行低电压的并网。因此，供电单位在本地区的供电中，根据该项标准对并网工作进行检查监督，找出影响电网稳定性的因素，及时采取有效的手段进行规避处理，确保分布式光伏并网工作的安全可靠性。
2 光伏发电并网对电网运行的影响
2.1 对电压的影响
伏发电利用太阳辐射的光能和热能发电，易受到光照和温度等因素的影响。在不同的时间不同的地点，由于光照和温度不同，导致发电功率发生较大变化，引起电压的改变。风力发电是利用风力机组将风流动的动能转化为电能，受风力条件影响较大。为了减少这种影响，一般将风力发电厂建立在风速较大相对稳定的地点。电压产生波动和闪变的主要原因是输出功率的影响。在电力系统中，新能源机组会在开启、停止的运行过程中产生波动，电网同样也容易产生闪变和波动。闪变和波动程度与电网的短路容量比有关，因此需选用合适的线路阻抗比，并且使用电能质量抑制器减少对电力系统的冲击。
2.2 对电能频率的影响
电能频率稳定是衡量电网安全平稳运行的一个重要指标。民用和工业用电有不同的频率要求，是居民正常用电和安全生产的保障。频率异常在电网的实际应用中并不多见，在发电机容量较低时，对电能频率的影响较小。但是，在新能源机组大规模并网后，新能源的发电量比例大幅增加，电网中会出现频率的变化，给电网的安全使用带来隐患。以目前最广泛使用的风力发电举例，风电厂功率波动符合某一函数关系，很小的频率改变都会对电网造成冲击。如果机组穿透率为18%，那么最大频率偏差会接近极限值。要想尽可能减少新能源发电机组发电对电网的冲击，又要提高使用新能源发电的比重，必须重视风力发电和光伏发电本身的间歇性问题，合理调整，降低其对电网的不良影响。
2.3 对电网谐波的影响
新能源发电站的运行会受到自身和外界的影响，易出现电压电流谐波，影响电网的电能质量。由并网光伏发电特性可知，光照强度、阴影变化、浮云阴影问题都会导致发电功率的变化，会出现谐波污染和电压波动的问题。此外，在新能源发电过程中，由于发电机组自身的原因也会产生一定的谐波畸变。为了实现直流电到交流电的转换，光伏发电系统中会大量使用电子换流器，但这样会产生电流谐波畸变。这些谐波电流的波形不稳定，电抗器和电容器本身的谐振规律会加重其畸变的程度。以上这些原因导致的谐波电流电压畸变，给电网的安全稳定运行带来了隐患。
3 分布式光伏并网对配电网影响的改进措施
3.1 提高电网的控制
针对电网在运行过程中控制不佳这种情况，供电相关单位可以运用光伏发电功率预测技术来对光伏电源并入电网之后的输出功率进行检测，使得光伏电源以及其他电源可以在自动化的情况下实现输出功率以及电压的监管，从而实现供电调度的合理性。
首先可以在光伏电源接入后，相关技术人员要对光伏电源接入电网之后所在区域的光照强度、辐射度、云层量进行调查再利用相关技术构建光伏发电功率的模型。通过相关自然条件与光伏发电功率相结合，找到存在的规律，从而为后期的实际运用提供相关数据的支持。其次通过相关的数据来找到安装光伏电源的最佳位置，减少外来因素对于光伏电源的影响，提高光伏电源在应用过程中的稳定性。最后需要进行电能的储备。对发电过程中电能不稳的情况，需要运用储备好的电能进行补给，从而实现电能的稳定运行，提高电网的运行效率。
3.2 提高电能质量
供电单位要提高电能的质量，必须要提高电能的监管工作。相关人员在并网之前，对每个光伏电源的接入点进行电能质量的综合性管理。通过对接入点进行电能质量的综合性管理实现电能质量的检测。在检测的过程中，如果发现谐波或者是电压波动，相关的技术人员可以迅速采取措施，从而加强对电能质量的控制。
3.3 改善孤岛效应
改善孤岛效应的方法可以通过检修手段对孤岛效应进行检测。当电网在断电之后，可以使用被动式检测法对逆变器的相关参数进行检测，从而找到存在的问题，如果在输出功率以及负载功率之间有较大的差距，那么就存在孤岛效应。相关人员也可以采取主动式检测或者是主动式与被动式检测相结合的手段，找到其存在的问题。解决孤岛效应需要相关人员对常见共性问题的总结，从而有效预防问题的产生，减少孤岛效应的发生。
4 结语
随着化石能源的快速消耗和人们环保意识的提高，新能源开发受到了全世界的重视。中国的新能源产业发展水平走在世界前列，但仍存在阻碍新能源产业持续发展的问题，需要加强技术人员培养，改进新能源发电技术，借助其他行业的先进技术，解决发电过程产生的可能影响电网安全的问题。在发展新兴技术的同时，要拓宽新能源产品的市场，凸显新能源的优势。
参考文献：
[1] 杨晓凯.光伏发电并网对电网运行的影响与对策[J].集成电路应用，2020，37（04）：94-95.
[2] 张一飞.光伏发电并网对接入电网稳定性影响的研究[D].天津：天津大学，2018.
关键词：光伏发电;并网;电能质量;电网工程
0引言
我国的能源与经济发展之间的矛盾使得能源问题变得越来越紧张，光伏发电能够一定程度上缓解这些能源压力。目前先进的分布式光伏发电技术，从而可以满足人们在日常生活、工作之中的用电量，确保人们更好的从事各种活动。
1分布式光伏电源概述
使用可再生的太阳能進行电能转化时，可以使用太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种获取电能的装置即光伏电源，其依托太阳的光生伏特效应，将太阳的热量，在电池板等装置的作用下，生产出电能，这种电能可作为有效电源供应使用。光伏电源的装置结构主要有：控制器、太阳能电池板、逆变器，在共同作用下进行电能的发电与储存。这种电源的电压等级较低，在生产使用的过程中，不会对环境造成破坏，使用灵活，尤其是对于一些偏远山区的居民而言，使用太阳能供电的效果好于电网供电，其应用优势非常明显[1]。在使用区域发电后，该电源可以独立使用，或者可以连接周边的配电网接入的分布式光伏电源较多，电网的调峰压力、调频将会受到明显影响，存在非常严重的峰谷差异。此外，在公共电网中，接入该种电源，使得电源点的数量、分布区域变多、变广，在电力系统无法对所有电源点控制的情况下，需要进行科学合理的供电调控，加强电网的运行效率。但处理不当易使得电力系统的多个供电设备、电压值、电网调峰出现问题，控制效果不佳，最终造成配电网运行安全事故。
要求指出，首先，并网后光伏电源可以为电网输送电力资源，且能够促使电网稳定运行。其次，接入的光伏电源数量需要控制，多个电源的总体影响较大，且接入的总容量需控制，不可超过上级变压器有效负荷量的1/4[2]。最后，该电源的短路和额定电流的比值需要在10kV以上;根据电网条件、装机容量，确定并网电压等级，一般光伏电源的电压值处于8kV以下，或者低于8kV时，配电网的电压值即为220kV等。如果接入的低电压、高电压均符合并网标准，则可以先进行低电压的并网。因此，供电单位在本地区的供电中，根据该项标准对并网工作进行检查监督，找出影响电网稳定性的因素，及时采取有效的手段进行规避处理，确保分布式光伏并网工作的安全可靠性。
2 光伏发电并网对电网运行的影响
2.1 对电压的影响
伏发电利用太阳辐射的光能和热能发电，易受到光照和温度等因素的影响。在不同的时间不同的地点，由于光照和温度不同，导致发电功率发生较大变化，引起电压的改变。风力发电是利用风力机组将风流动的动能转化为电能，受风力条件影响较大。为了减少这种影响，一般将风力发电厂建立在风速较大相对稳定的地点。电压产生波动和闪变的主要原因是输出功率的影响。在电力系统中，新能源机组会在开启、停止的运行过程中产生波动，电网同样也容易产生闪变和波动。闪变和波动程度与电网的短路容量比有关，因此需选用合适的线路阻抗比，并且使用电能质量抑制器减少对电力系统的冲击。
2.2 对电能频率的影响
电能频率稳定是衡量电网安全平稳运行的一个重要指标。民用和工业用电有不同的频率要求，是居民正常用电和安全生产的保障。频率异常在电网的实际应用中并不多见，在发电机容量较低时，对电能频率的影响较小。但是，在新能源机组大规模并网后，新能源的发电量比例大幅增加，电网中会出现频率的变化，给电网的安全使用带来隐患。以目前最广泛使用的风力发电举例，风电厂功率波动符合某一函数关系，很小的频率改变都会对电网造成冲击。如果机组穿透率为18%，那么最大频率偏差会接近极限值。要想尽可能减少新能源发电机组发电对电网的冲击，又要提高使用新能源发电的比重，必须重视风力发电和光伏发电本身的间歇性问题，合理调整，降低其对电网的不良影响。
2.3 对电网谐波的影响
新能源发电站的运行会受到自身和外界的影响，易出现电压电流谐波，影响电网的电能质量。由并网光伏发电特性可知，光照强度、阴影变化、浮云阴影问题都会导致发电功率的变化，会出现谐波污染和电压波动的问题。此外，在新能源发电过程中，由于发电机组自身的原因也会产生一定的谐波畸变。为了实现直流电到交流电的转换，光伏发电系统中会大量使用电子换流器，但这样会产生电流谐波畸变。这些谐波电流的波形不稳定，电抗器和电容器本身的谐振规律会加重其畸变的程度。以上这些原因导致的谐波电流电压畸变，给电网的安全稳定运行带来了隐患。
3 分布式光伏并网对配电网影响的改进措施
3.1 提高电网的控制
针对电网在运行过程中控制不佳这种情况，供电相关单位可以运用光伏发电功率预测技术来对光伏电源并入电网之后的输出功率进行检测，使得光伏电源以及其他电源可以在自动化的情况下实现输出功率以及电压的监管，从而实现供电调度的合理性。
首先可以在光伏电源接入后，相关技术人员要对光伏电源接入电网之后所在区域的光照强度、辐射度、云层量进行调查再利用相关技术构建光伏发电功率的模型。通过相关自然条件与光伏发电功率相结合，找到存在的规律，从而为后期的实际运用提供相关数据的支持。其次通过相关的数据来找到安装光伏电源的最佳位置，减少外来因素对于光伏电源的影响，提高光伏电源在应用过程中的稳定性。最后需要进行电能的储备。对发电过程中电能不稳的情况，需要运用储备好的电能进行补给，从而实现电能的稳定运行，提高电网的运行效率。
3.2 提高电能质量
供电单位要提高电能的质量，必须要提高电能的监管工作。相关人员在并网之前，对每个光伏电源的接入点进行电能质量的综合性管理。通过对接入点进行电能质量的综合性管理实现电能质量的检测。在检测的过程中，如果发现谐波或者是电压波动，相关的技术人员可以迅速采取措施，从而加强对电能质量的控制。
3.3 改善孤岛效应
改善孤岛效应的方法可以通过检修手段对孤岛效应进行检测。当电网在断电之后，可以使用被动式检测法对逆变器的相关参数进行检测，从而找到存在的问题，如果在输出功率以及负载功率之间有较大的差距，那么就存在孤岛效应。相关人员也可以采取主动式检测或者是主动式与被动式检测相结合的手段，找到其存在的问题。解决孤岛效应需要相关人员对常见共性问题的总结，从而有效预防问题的产生，减少孤岛效应的发生。
4 结语
随着化石能源的快速消耗和人们环保意识的提高，新能源开发受到了全世界的重视。中国的新能源产业发展水平走在世界前列，但仍存在阻碍新能源产业持续发展的问题，需要加强技术人员培养，改进新能源发电技术，借助其他行业的先进技术，解决发电过程产生的可能影响电网安全的问题。在发展新兴技术的同时，要拓宽新能源产品的市场，凸显新能源的优势。
参考文献：
[1] 杨晓凯.光伏发电并网对电网运行的影响与对策[J].集成电路应用，2020，37（04）：94-95.
[2] 张一飞.光伏发电并网对接入电网稳定性影响的研究[D].天津：天津大学，2018.