光伏发电并网关键技术及对策探究

吴凯健

摘 要：为积极响应和坚守《巴黎协定》中承诺，降低碳排放，引领低碳发展潮流。近些年来，我国加大了对光伏发电的投入，大力扶持我国的光伏发电企业，加快对光伏技術的科研投资，一系列的政策出台帮助光伏发电并网技术取得了很好的发展势头。为了促进光伏发电技术的精进，要不断优化创新光伏发电技术，促进我国光伏发电技术的不断进步。

关键词：光伏发电；并网；对策探究

前言：

光伏发电作为新能源的一种形式，具有良好的发展前景。但是，在实际运行发电过程中却存在一些的缺陷与不足，主要对电网电压、频率、电能质量造成一定程度的影响，严重影响着电网运行的安全性与稳定性。因此，电力企业要积极采取有效措施对其加以应对，确保电网运行得到安全可靠保障。

1太阳能光伏发电技术的应用

1.1大型并网型光伏发电系统

并网型光伏发电系统通过升压站直接以电网相连，通常由光伏电池阵列、并网逆变器、升压变压器等组成。其运行的原理是首先由光伏电池方阵将太阳能转换为一定电压的直流电，直流电通过逆变器转换成交流，再通过升压变压器升压，最后进入变电站通过输电线路注入公共电网，其简洁的过程在一定程度上避免了电能的损耗。

在光伏发电并网过程中，逆变器是关键部件。它可以转换光伏发电系统产生的直流电，形成与电网一致的正弦交流电；在电网发生紧急情况时，逆变器可自动切断电源，脱离电网，有效防止电网故障串入光伏阵列中；

1.2光伏建筑一体化应用

太阳能光伏建筑一体化应用是新技术，也是一个在光伏发电中比较热门的技术。这个应用主要包括两个方面的内容：第一：在建筑物屋顶布置光伏阵列或者利用光伏瓦代替传统的琉璃瓦；第二：将建筑物一部分玻璃幕墙替换成光伏薄膜组件，减少室内热量，转换成清洁电能供整栋楼使用。这样就可以提高太阳能的有效利用，而且还实现建筑材料和光伏发电材料同时使用在建筑物中，能够有效地控制好光伏发电的建造成本，实现低碳、节能。

2光伏发电并网对电力系统的影响

2.1对电网电压及其稳定性的影响

随着国家政策大力支持新能源发展，光伏并网发电系统的装机容量在电网系统内逐步提高，在一定程度上影响着电网内的电压控制，并且对电网电压的稳定性造成影响。根据电压与电流成反比关系，当光伏并网发电系统中电流出现变化时，电压势必会随之发生一定变化，而光伏并网发电系统的发电功率与光照状况存在紧密关联，中午时日照条件好，电流偏高，而早上和下午日照条件差，电流偏低，进而会导致电压产生较大的波动，可能会引起电网中相关无功调节装置出现频繁动作，影响相关调节装置使用寿命，影响电网运行安全。当某一地区在一定时间内连续出现阴雨天气，将会导致该区域太阳功率大幅度降低，有可能会造成该地区功率出现的现象。缺额会对严重影响着该地区的电压质量，甚至会降低该地区电压的稳定性。

2.2对电网频率的影响

由于光伏发电具备一定的随机性，电压因光照条件产生波动，在一定程度上会促使电网内的频率发生波动。如若光伏发电系统内的一次调频机组大多采用火电机组，将会严重降低汽轮机叶片的使用周期。此外，电力企业为了实现对大容量光伏发电系统发出的电能接纳，针对光伏发电并网系统的时变性，则需要电力企业必须在电网内部设置足够的调峰电源。同时，电力企业要重新审视传统的电网调峰容量配置，确保电网调峰容量配置的科学性与合理性。

2.3对电能质量的影响

光伏发电系统并网所产生的电能质量问题主要包括谐波、电压波动、闪变等，影响有功及无功潮流、频率控制等特性。随着光伏发电系统的并入电网，其所接入的发电机组和原来的机组有很大区别，光伏发电功率随日照强度变化对电网负荷特性产生影响，它的接入改变了电网潮流方向，使电网的潮流分布更难控制。而且光伏发电单位不具有调度自动化功能，加大了电网控制与调度运行的难度。同时，由于大规模光伏系统的介入，其中存有的大量的电力电子的作用，改变了既有电力系统原有的运行模式，不利于电能的质量的提高，逆变器开关的反应过慢，输出失真，进而产生谐波，简谐波的波动范围会随某一区域的光照变化的加快而增大，甚至出现波动叠加现象。

3光伏发电并网技术的应用对策

3.1电网结构上的技术增强和优化

光伏发电的优势在于其作为清洁能源的独特性，而缺点则是受环境、天气等因素影响而带来的巨大的不稳定性。电网结构是否符合当前能源发展的需要决定了光伏能源与电网之间的兼容状况，因为在能源技术中，电网是其介入的基础，电网的坚强程度会和能源技术的介入状况产生最直接的关联。所以加强电力调控很重要的一个因素便是本地光伏发电的规模与分布情况的掌握，如果调控部门能够合理的调整电网运行方式，让继电保护可以展开合适的配合，那么对于电网运行就能起到一定程度的改进作用，从而在运行上让光伏发电系统产生更好的供电能力，让电力企业做好更好的供电服务。

相关行业还应积极对直流输电和柔性交流输电技术进行研究，提升相应的供电效率，加强光伏发电系统的短路功率与动态稳定，针对这些方面不断优化能源存储技术，在光伏发电的发展之路更加健康安全的同时，也让电网本身的运行能够趋于平稳。

3.2强化调控制度

由于受天气、环境温度、光伏板安装位置等因素影响，光伏电站的输出功率会有所变化，最大变化率甚至超过额定量的10%，因此产生了发电量的不稳定问题，导致光伏发电系统并入电网中存在很大的不可控性，在调控难度上要比普通的火电或水电高许多，因此在具体供电工作中，加强调控规划和人员安排，增强调控制度，可以增强光伏发电的管理力度。增加对电能质量全部参数的实时监测，对发生电能质量事件进行实时告警，并对电能质量问题数据分析。同时制定和光伏发电系统的工作原理相关的维修、维护措施，也能让检修人员有效应对诸如孤岛效应等在光伏发电中较为常见的问题，保障供电的稳定。

3.3增强电网结构分布和调研

科学规划应是在光伏发电被大力推行和发展的同时并行做好的工作之一，光伏发电系统因为自身原因在电能质量方面有很大的负面影响。如果能就电网负荷、容量及结构部分做好充分调研，就能在有效提升电能质量等方面的可承受范围，在一定程度上缓解因为“系统容量过大”等问题带来的影响。供电公司如能确定科学化的光伏发电装机容量，做到统一调度、分级管理，相关人员严格按照电网调控原则进行系统操作，加强人为可控因素，落实各级调度关系，降低非故障情况下发生非计划性并、解列的行为，那么在很大程度上能够降低谐波问题，会对光伏变电站的电力调控产生维稳的效用。

3.4汲取国外先进的经验

在新能源发展的过程当中，电力企业需要积极汲取国外丰富的经验，结合光伏发电系统的实际运营情况，制定科学合理的入网标准，提升国内太阳能产品的检测能力，同时及时消除可能会为电网运行的隐患。制定规范的光伏并网电站技术标准，提升光伏发电的质量与水平，使电网运行得到安全保障。

结语：综上所述，在能源形势严峻的背景下，光伏发电作为新能源发电形式，能够合理地优化可再生资源，拥有着良好的发展前景。在并网过程中，为了促进光伏发电技术优势的发挥，应当从增强和优化电网结构技术、强化调控制度、增强电网结构分布和调研等方面对技术应用进行强化，与此同时汲取国外先进经验，促进新能源技术的发展。

参考文献：

[1]张鹏，王溢泽，王丽琴，郭云飞.光伏发电系统对电力调控的影响[J].电力设备管理，2019（02）：84-87.

[2]李少华.新能源发展对电网运行的影响及应对思考[J].南方农机，2019，50（02）：214.