光伏发电并网对电网运行的影响及解决策略

王建斌

国家电投集团山西可再生能源有限公司 山西太原 030006

据2016年统计得出，我国光伏发电新增产能为3000多万千瓦。积累的装机容量远远超过世界上各个国家。2016年，光伏发电年产量占全年总产量的1%，随着光伏发电装机容量在电厂中所占比重的不断提高，光伏发电对电厂低压规划产生影响，地方用电量和“中高压联网、高压输变电”将对供电系统的深度和广度产生重大而巨大的影响。

1 光伏发电并网简介

光伏发电是一种通过半导体器件接口的“光伏效应”将光能转化为电能的发电技术，光伏发电需要太阳能电池、控制器和逆变器之间的配合。形成太阳能电池阵列。在接受到太阳能以后，电压随之逐渐提高。一旦达到了系统进行设定的输入标准，将会运用光伏组件进行转换成为直流电[1]。当直流配电场转换时，直流电将转换成交流电，然后通过交流配电场将其传输到电网或相关负载，如图1所示。

图1 光伏并网发电系统简图

光伏发电系统的网络连接主要是分布式和集中式的。与集中式系统相比，分布式系统具有相对较小的容量和较宽的分布范围以及自身的负载。住宅用太阳能的生产；集中系统是指大型发电厂的集中建设，这些发电厂可以直接向电网供电，而无需任何费用。根据《配电网分布式电源设计规范》，在广泛比较和选择后，应按照安全、灵活、经济的原则确定单并联网络接入的电压等级。

表1 分布式电源接入电压等级推荐表

2 光伏发电并网对电网运行的影响

2.1 “孤岛效应”问题

当供电网络因故障而停止供电时，可以连接转换器继续向周围供电网络供电，一旦供电网络恢复，供电网络中的电压和光伏逆变中的电压在输出期间可能有显著的不同。对于故障，如果目前所连接的电源继续向周围供电网络供电，如果网络维护人员继续对线路和设备进行维护，将给维护人员造成严重损失[2]。

2.2 对电网运行控制的影响

由于光伏发电自身主要是依赖阳光，所以，受到天气因素的影响导致存在一定程度的不确定性。这便令短期负荷预测对于电厂自身降幅产生一定的动荡，从而增加了配电及发电的难度。光伏发电系统一旦并入电网，将导致电网中电厂数量的增加。

2.3 对功角稳定性的影响

大规模光伏发电并网所产生的电能具有随机波动的特点，没有时间产生惯性，这将在一定程度上影响原输电网的输电和供电网络，使相应的惯量减少，同时电厂对光伏发电的动态支持技术与常规发电机组也有所不同。对于系统内建成的大型光伏电站，电网在电流角的稳定性会随着规模和位置的变化而变化。

3 解决策略

3.1 “孤岛”检测问题

当电源电网发生了故障问题时，扰动会快速的进行积累并超出设定范围，可进行有效的检测“孤岛”，“孤岛效应”通信方法时进行检测电路使用者的状态或者选择通过传呼载波信号进行。主动检测方法精度高，盲区检测量小或不检测，但检测盲区通信量大，检测方法实时性强，稳定性高，对供电无影响，但成本高，操作复杂，经济优势低[3]。

3.2 电网运行控制

配电系统在并网前，必须对电厂的规划和监控进行检查，原来的配电网结构是无源的、放射状的，在并网、数据采集等方面比较简单，能源规划等。为了有效地控制电网的运行，有必要对光伏发电厂的电力生产以及光伏发电厂分布的数据和对象进行监控，使分布式电力生产的生产和供电得到全面的控制和控制。

3.3 建立健全光伏并网的相关标准以及规范

正式并网前，审查相关技术标准和规范，一般可接入光伏发电生产系统。欧洲内外的学校都找到了很多抑制和谐的方法，增加了谐波补偿器、无源固定频率滤波器、有源滤波器、混合滤波器等，定期检查和维护光伏发电系统，确保生产出高质量的光伏能源。根据《配电网分布式电源接入设计规范》，分布式电源（10kV接入）应具有在线电能质量控制功能，能监测三级不平衡流，送至配电网满足以下指标：电压波动：输出为正弦波，电压波形失真度不大于5%；电压值：电流值偏差小于标称电压的7%；频率：输出电压频率为501770.5hz；谐波：分布式电源接入配电网后，公共连接点的谐波电压满足GB/t549dc组件的要求：提供公用并联网络的直流组件不得超过其交流标称值的0.5%。

3.4 合理开发利用光伏资源。

深入贯彻国家光伏政策，实现政府、贫困户和电厂的发展，开发土地、股权、厂房或仓库或屋顶等现有条件，开发太阳能资源，为太阳能产业的发展铺平道路。

4 结语

综上所述，本文分析了光伏发电的现状和前景，并从“岛电”、运行管理、流量稳定性、无功电压等方面简要分析了光伏发电对电厂运行的影响。结合电力供应分析与控制的经验，对一些解决问题的策略提出了自己的看法和建议。希望能就进一步的研究和消除这些影响问题咨询专家和学习者。