光伏发电系统接入电力输配网常见问题及对策研究

马如龙

摘要：光伏发电技术主要指将太阳能转化为电能的一种技术，基于技术革命以及国家低碳环保概念的影响，太阳能现如今已经成为了一种主流能源，实际开展分布式发电操作的过程中开展的光伏电池发电，具体是依靠多晶硅、单晶硅等半导体材料完成的。光伏电池与白天将太阳能转化为电能，还可以将多余能量加以存储供夜晚应用，使电力的利用率得到了大幅度提升。

关键词：光伏发电系统;电力输配网;问题;对策

前言

每个分布式发电系统中电站都是独立的，且相互不产生干扰，通过有效发挥分布式发电实效性的方式，可大幅度降低停电问题出现的几率，促使居民用电的稳定性和安全性有效提升。同时，城市化建设脚步的不断加快，导致各类能源消耗问题逐渐突显出来，只有加大新能源的研究力度才可以确保各环节建设工作的有效开展。

1大规模光伏发电系统

光伏发电系统发展至今，已经取得了一定的成就，在我国的电力供电系统中占据较为重要地位。但是，由于光伏发电具有间接性、随机性和周期性特点，大规模光伏发电更是具有并网性能质量建设问题。可以说大规模光伏发电系统在我国电力系统发展中并不是一帆风顺的，其因为光伏电池设备问题、并网换流器的质量建设问题，成为影响电力系统的重要制约条件。如光伏电池和阵列模型，大规模光伏发电是通过大范围的光伏电池的铺设以及阵列模型所建立起来的。根据当下的技术手段，光伏电池的设备技术核心是采用二极管模式数学表达式在KCL的情况下呈现出来的，而其阵列模型则是通过对这些光伏电池的串联后对其电流、开路电压和最大功率电压计算得出的，而当光伏电池出现压力问题时，则容易导致整个发电系统具有随机性，在发电总电量方面无法妥善的预测结果，由此也大大影响社会上对于电力系统的应用。同时大规模光伏发电系统是基于并网换流和控制模型下所产生的新的技术。通过借助并网换流器和控制模型的方式，其构建了一个双层结构的电压模式，旨在能够由此控制大规模光伏发电对于电力系统电压稳定性的控制。但是，在实际的运行中，双层结构的电压模型中电流数值变化更加随机且关联密切，因此在发电中，这样的操作技术埋下了电压不稳定的隐患。

2大规模光伏发电对电力系统的影响综述

根据大规模光伏发电系统的原理可知其会对电力系统的稳定性产生根本的影响，其具体表现在以下几个方面的：1）影响有功频率的稳定性。对于大规模光伏发电系统而言，具有随机波动性、低无功动态特性、四象限控制能力和拖网现象。而这些特点都是导致电力系统稳定性的重要制约因素。如光伏发电的随机波动性，一旦其波动幅度过大，其频率也会过大，则影响整个配发电系统的平衡性。更重要的是当前的并网大规模光伏系统，其系统的等效构建功能还不齐全，大规模的光伏系统则会导致系统的功率不稳定，电力系统频率迅速发生变化，大大增加电力系统的稳定发展;2）影响功角稳定性。功角稳定性是影响电力系统稳性的重要因素之一，由于光伏电源在本质上属于静止不动的元件，因此在功角振荡过程中，无法参与其中维持稳定性，特别是光伏发电中会改变电网本身的潮流分布情况和传输功率情况，当光伏发电接入到电力系统中时，原本电网结构平衡被打破，而具有随机性的光伏电源更是大大硬性了整体功角的稳定性;3）电力系统同步稳定性的影响。对于大规模光伏发电系统而言，小扰动之后的同步稳定性受到較大程度的影响。通过分析可知，光伏电站的直流方向的测电流能够很好的吸收融合系统出现故障时出现的不平衡功率，但是同时光伏系统内的电容储存能力不够，导致系统另外位置的故障问题所产生的不平衡功率对于光伏电站的直流方向的侧电压产生影响。可以说光伏电站对于系统同步稳定性的控制是一个拆东墙补西墙的原理，其并无法控制小干扰下所产生的失衡问题。4）影响对需求侧管理的。近年来，分布式电源迅速发展，特别是国家在印发《分布式电源并网相关意见和规范》的通知后，分布式电源已成为区域电网电力需求侧管理一个不可忽视的影响因素。其原因是电力用户安装的分布式电源可能与电力负荷直接抵消，从而对整个电力系统的负荷增长模式产生影响，其结果是对电网的扩建规模和进度产生影响。随着分布式电源的大规模发展，必将增加电网公司的运行成本。所以要实现分布式电源与电网协调发展，需要多方面考虑分布式电源接入电网的最优电网规划、运行及检修等方案。5）影响电力公司营销业务。营销服务风险加大，工作量增加：受国家产业政策和扶贫政策等因素影响，分布式光伏发电发展迅猛，先后出现“抢装6.30”“抢装12.31”等集体扎堆报装现象，造成阶段性工作量剧增，并网及结算压力巨大。同时，对并网项目需做好电费及补贴周期结算等工作，对营销服务提出更大的挑战。间接降低客户电力消费成本：分布式电源的接入，将电网结构变为双向网络型结构，用户不再仅仅是电力消费者，也是电力生产者。威胁电网公司的售电市场：分布式光伏发电的并网新模式不断出现，严重影响售电市场，现有部分光伏发电企业或投资公司借助工厂、仓库等房顶建设分布式光伏发电设备，采用余电上网消纳模式直接参与市场交易，造成光伏直接交易试点范围扩大。发电客户可自主选择电价高、用电量稳定的电力用户交易，严重影响电量及电价等指标。分布式光伏发电直接交易、隔墙售电会逐渐蚕食电网公司售电市场，电网公司还需为其提供市场交易组织、计量、电费收集，服务工作量大且无相关收益。

结束语

综上所述，分布式发电自出现以来便取得了快速发展，对电力系统产生的影响较为明显，基于此，有必要加大针对分布式发电开展的研究操作的力度，以大幅度降低甚至避免基于分布式发电产生的不良影响引发的各种问题产生，以将其实效性充分发挥出来，实现优化电能质量、减少电网负荷等目的。

参考文献：

[1]  吴靖，江昊.分布式发电系统的应用及前景[J].农村电气化，2003（7）：19-20.

[2]  张志坚，王建东，马进，王新平.分布式发电及其关键技术[J].山西电力，2007（2）：57-64.

（作者单位：五家渠京能新能源有限责任公司超）