光伏发电系统并入大电网所面临的问题与对策

摘要：光伏发电作为一种新兴的发电技术，具有高效、节能等特点，而且不会对环境产生污染。近年来，光伏发电得到迅猛发展，但是，在光伏发电并入大电网的具体应用中，仍面临诸多问题，影响光伏发电技术的进一步应用。因此，深入研究光伏发电并入大电网面临的问题，并在此基础上提出相应的解决措施变得势在必行。

关键词：光伏发电系统;光伏电池发电;光伏并网;运行安全;系统规划

一、光伏发电并网系统概述

1.1光伏电池发电系统概述

光伏发电技术主要依靠太阳光照射光伏元件，进而在光生伏打效应作用下，使得电荷发生聚集现象，继而产生电动势，最终实现将太阳能转换成电能的全过程。通常光伏发电系统主要构由太阳能电池方阵、控制器、直流配电柜、逆变器、交流配电柜等构成，其结构如图1所示。

其中逆变器和太阳能电池方阵是最主要的组成部分。太阳能电池方阵主要依靠串联的方式，将太阳能电池组件组成在一起，使其输出电压足符合要求。光伏电池发电系统主要受温度以及光照强度等因素的影响，其具有波动性和随机性等特点。此外，光伏电池输出为直流电，只有将其通过逆变器转换为工频交流电才可并入大电网。

1.2光伏并网系统概述

光伏电池输出的直流电必须通过逆变器转换为交流电才能并入大电网。在并网过程中，只有当逆变器输出电流得频率和相位分别与电网电压的频率和相位相同，才可以完成并网过程。目前，光伏发电系统的并网主要分为集中式和分散式两种结构。集中式并网是将大型光伏系统所发电能直接输出到大电网，通过输电网将电能传输到其他区域，进而在大电网中根据实际的需求在合理分配，集中式并网主要用于远距离的运输。分散式的并网将各个小型光伏系统所发电能直接并入配电网，供给本地用电负荷使用。分散式并网通常适用于城区供电。

二、光伏发电并网系统面临的问题

2.1雷击问题

从发电方式来说，光伏发电站利用太阳能进行发电，装置多设置在室外，极易受到雷击影响。雷云表面负电荷，会受电缆和支架感应产生高压电，会对光伏系统产生极大破坏。光伏发电并网大电网后，光伏电站运行所产生的电力，直接供给居民及企业，当光伏电站受雷击后，也将对大电网造成一定影响，进而影响居民及企业用电安全。

2.2运行安全性问题

光伏电池发电系统主要受温度以及光照强度等因素的影响，具有波动性，随机性和不确定性等特点，因此当光伏发电系统并网电网后，会增加大电网运行预测的难度，使配电网无法实现断面交换功率控制。同时，光伏分散并网会使大电网中电源分布点大幅增加，因此，各个电源间协调控制的难度也将加大，传统的电压和无功补偿方法，可能难以满足电网的调压需求，进而影响大电网运行的安全性和灵活性。

2.3配电系统规划问题

当光伏发电系统并网后，配电系统的功能将出现一定变化，电能的收集，运输及分配都将发生变化，若处理不到位，将会影响电网运行效率和质量，使电压产生波动和波污染等问题，因此，在光伏并网过程中，需开展配电系统合理规划，继续沿用传统规划思维已不再适用。

三、光伏发电并网系统面临问题的解决对策

3.1加强对光伏发电系统并入大电网的运行研究

光伏发电系统与大电网进行连接，光伏发电系统和大电网会出现很强的相互作用，严重影响大电网在运行过程中的特性，同时，光伏发电系统并入配电网将会导致大电网产生诸多安全性问题，传统的高压电力系统分析方法并不能完全适用于光伏并网系统。之间存在一定的差异。因此，只有加强对于光伏发电系统自身运行工况以及并入大电网后运行工况的研究，才能对其中所出现的问题进行有效解决。

3.2加强对含光伏配电网的电能质量控制

由于光伏发电系统具有波动性，随机性和不确定性等特点，其实际输出功率会出现很大的波动，給用户造成极大的影响。同时，逆变器在逆变过程中所产生谐波，导致配电系统谐波水平逐渐提高。因此，需要加强对含光伏配电系统中电能质量问题的研究，并提高电能质量的监控技术水平。

3.3加强对含光伏配电的科学规划

近年来，我国光伏发电系统得到了迅猛发展，在其应用的过程中，要展开合理地、科学化的规划，对于新型光伏配电系统的规划来说，需要用含分布式电源配电网规划与微网规划的研究成果作为理论基础与前提，还需要考虑光伏并网系统自身波动性，随机性和不确定性等特点。最后还要对光伏发电系统的选址和容量进行电源设置，对光伏发电系统并网控制方法和并网点进行科学地研究。

结语

传统意义上的发电形式越来越难以适应不断发展的现代社会，能源浪费和污染情况时常出现，因此发展光伏并网发电技术变得势在必行。本文从运行安全和系统规划的角度，分析了对光伏发电并网系统面临的问题，并在此基础上，提出了相应的应对措施。未来还需更加深入的分析光伏并网系统并网所面临的问题，从而促进光伏发电技术的发展。

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作者介绍：

夏曼（1992.8.28-）;性别：女;籍贯：湖北麻城;民族：汉;学历：硕士研究生; 研究方向：新能源发电与微网技术;单位名称：广东电网有限责任公司中山供电局。