光伏发电并网关键技术及对策探究

任凯

【摘要】：目前，新能源在我國的发展迅速，光伏发电技术得到了广泛应用，在电网系统建设中起到了至关重要的作用。随着，分布式光伏电站并网工程层出不穷，可以有效缓解能源紧张、用电需求量日渐增加间的矛盾，促进不同行业与领域健康稳定发展。因此，本文从不同角度入手客观分析了分布式光伏电站并网的工程应用。

【关键词】：光伏发电；并网技术；关键技术；发电并网；技术对策

引言

光伏发电具备安全、资源足够、生命时间长且清洁等基本特征。在当今，其具备良好的发展前景。但是，光伏发电并未进行相应的规范化，也没有统一的运行管理方式，不具备长时间成熟的管理经验。所以，构建有效且规范的管理制度，尤其是增强电站的维护与管理等工作，对于大型光伏并网电站的经济且高效运行是非常重要的。

1、光伏并网发电系统基本结构

在光伏并网发电系统的基本结构中，包括了光伏电池阵列、功率追踪器、蓄电池组、逆变器和交流负载、交流电网等多个部分。其中，逆变器可以实现电网和光伏发电系统的连接作用。依据有没有作为储能容器的蓄电池，可以将其系统具体分为两种，即可调度式并网光伏发电系统和不可调度式并网光伏发电系统。前者在逆配电器中配有负载开关和主开关，能够让系统实现不间断供电，而后者的逆变器可以把光伏电池板产生的直流电能转化成为与电网电压同相且同频的交流电，在主电网发生断电现象时，系统会对电网的供电工作自动停止。目前来看，作为具有重要作用的逆变器具有五大发展趋势，首先是拓扑结构越发简单，生产成本逐渐减低，体积逐渐变小；其次，是允许的直流电压输入范围逐渐增大；接着是其对软开关技术的应用渐渐加强；然后是在很多的光伏并网发电系统中，对于多点平逆变器的应用渐渐增多；最后是三相并网逆变器的逐渐发展。现阶段，一般的光伏并网发电系统具有三个特点，一是光谷发电系统的输出会受到温度、光照等相关环境因素的影响较大，输出功率会因此产生变化，具有一定的不稳定性和不可调控性；二是光伏系统的生产成本较高，系统多采用MPPT（最大功率点跟踪）技术，电网对于光伏电能的吸收和利用要求较高；为满足对于太阳能的利用要求，其发电系统一般会利用并网电压同相与并网电流，系统本身只对有功功率予以提供。

2、光伏发电并网关键技术分析

2.1继电保护

在新形势下，我国根据各地区电网运行情况，在光伏电站接入电网方面制定了相关法律法规。在分布式光伏电站并网工程方面，该地区要综合分析一系列影响因素，根据相关法律法规，科学配置继电保护，明确光伏电子电站线路侧面配置的继电保护装置，科学保护线路，要根据线路各方面情况，合理加装欠压/超压等保护，可以及时接收一系列跳闸命令，所配置的微机线路保护要和该地区分布式光伏电站并网建设具体要求吻合，能够充分发挥多样化作用。在离网状态下，一旦其中的紧急控制没有启动，微电网内部频率会大幅度降低，有功功率缺额会动态变化，和频率变化正好相反，极易导致微电网处于瘫痪状态。针对这种情况，在建设分布式光伏电站并网工程中，该地区需要借助继电保护，微电网脱网之后进行合理化处理，确保微电网处于稳定运行状态。在微电网离网方面，如果出现功率缺额情况，不重要负荷等需要及时切除，也包含某些关键性负荷，如果属于功率盈余，要及时切除其中部分逆变器。在此过程中，该地区要根据分布式光伏电电站并网特点，优化利用先进的技术，借助信息化手段，构建区域合理化的监督管理系统，全方位动态监督分布式光伏发电站并网各方面情况，及时发现存在的隐患问题，进行合理化解决，有效防止分布式光伏发电系统运行中频繁出现故障问题，处于安全、稳定运行中，顺利输送电能，提高供电质量，有效满足地区不同行业以及领域用电量。

2.2自动化技术

利用重合闸配合与分布式光伏发电脱网的特性的方法，来将分布式光伏发电对短路影响的消除。下面是改进的微略。其一，将变电站的重合闸延时的时间延长到2.5～3.5秒。其二，不保持配电终端所送过的电流的信号，或者将信号所保持的时间缩短到1秒以内。其三，处理主站故障的功能需要对二次过电流信号叠加分析的功能进行增加。其四，分布式光伏电源并网的发网容量如果超出线路容量的25%时，对于配电终端故障信息上报的阈值需要重新进行整定，致使设定值提升。

2.3技术文件管理体系

要深入体现各电站运营的安全性，需要构建有关文件的信息档案，接着提升电站运行和维护的可靠性。进行技术文件信息档案的构建，应当考虑多个方面的因素，不但需要有针对性的列出几个大项，还需要做到统筹兼顾，将信息透明化处理。其具体内容是：原始资料种类：设施选型方案、施工图纸资料、科研究性资料；常规资料种类：设施操作和运行、维护与维修工作指标；辅助资料种类：设施说明、技术参数、实验报告；资料说明种类：检测项目、详细维修流程。将这部分内容确定好以后，应当对计算机MIS管理体系进行使用，对于电站信息资料进行整理与归纳，并且构成综合且高效的电站信息库。

2.4复合储能型光伏并网系统

现在，简单的光伏系统具有输出功率不稳定的特点，负荷储能型光伏并网系统是储能技术在光伏并网当中的应用具有一定的代表性，现已我国某电力企业采用的复合储能型并网发电系统进行分析，根据它的结构可以发现它采用的是超级电容器（Super-capacitor）和蓄电池（Battery）复合储能的方式，这种结构方式对于系统并网功率的稳定性具有量好的作用，且能够对并网电流的谐波含量起到有效降低的作用。在其结构中，还包括了Boost变换器、光伏阵列等元件。利用超级电容器和蓄电池的互补性能，这种复合储能型的光伏并网发电系统可以具有较好的稳定性，且对于光伏并网功率波动的问题可以得到良好的解决，进而将并网电流波形质量进行改善，让光伏电站的可调度性提高，将自身对于外界因素的抵抗能力增强。

结语

综上所述，分布式光伏发电因为自身发电方式的特殊性以及发电设备的特殊性，在发电过程中有许多新型的，尚待解决的问题。因为问题的新颖，各种研究观察的核心也逐渐转移到优化方式上，如何更好的解决各种问题也成为社会关注的重点。各种可持续发展的贯彻理念以及国家政策的支持，为更好的解决相关问题提供了必要的基础，相信问题的解决也指日可待。

【参考文献】：

[1]石浛锟.光伏并网发电系统在船舶上的应用[J].珠江水运，2016（12）：～11.endprint