光伏发电并网对电网运行的影响及解决策略

邱亚运 张启超

摘 要：当前我国电力事业发展迅速，随着光伏发电并网的融入，我国电力服务水平不断提高，在我国电力新能源技术推广创新的各方面都发挥了重要影响。对此文章对光伏发电并网对电网运行的影响进行分析，并结合实际运行情况探讨提高光伏发电并网下电网运行的改善措施。

关键词：光伏发电;并网;电网运行;影响;解决策略

1  引言

光伏技术在我国新能源行业发展中发挥着非常重要的作用，因为它装机规模小、占地面积小，能够采取灵活形式进行储能及供能，非常适合我国一些偏远村落、海岛等国家电网建设没有达到的区域进行电能供应与生产。而在光伏供能的技术体系中储能技术占据非常重要的地位。为了保证光伏技术及其储能、并网系统的运行效果，在其布置中要做好前期设计，保证光伏及其储能系统的运行效率，为其能够有效并网供能、储能提供基础条件。

2  光伏发电并网对电网的影响

2.1孤岛效应问题

在光伏发电并网中还会出现孤岛效应，一般常出现在公共网络并网中，在电网运行中，一旦公共网络故障，就无法提供正常的供电需求，但是光伏发电依然能够正常供电，在这个故障发生时，如果没有及时得到检查和维修，光伏发电就会产生无法及时进行电能供应问题，从而引发孤岛效应。此外，如果维修人员直接进行故障检修，又很容易引发安全事故，不及时维修又会出现供电不足，影响正常用电。

2.2对电网频率的影响

传统电力系统运行过程中出现频率异常的概率是很少的，根据相关并网光伏频率变化数据可以知道，即使光伏发电站容量较小时，也可以允许多台机组投切，而不会出现电网频率受限的情况。而在新能源发电站的发电容量占电网内总量比例逐渐增大时，由于新能源发电机出力的随机性，就可能导致整个电网系统频率出现波动，由此对用电用户或整个电力系统的正常运行产生不良的影响。根据相关实验数据并建立风电功率波动对电力系统频率的评估模型后，我们可以得出0.01～1.0Hz的功率波动对整个电网系统的影响最大。

2.3谐波问题

新能源发电站的运行会受到自身和外界的影响，易出现电压电流谐波，影响电网的电能质量。由并网光伏发电特性可知，光照强度、阴影变化、浮云阴影问题都会导致发电功率的变化，会出现谐波污染和电压波动的问题。此外，在新能源发电过程中，由于发电机组自身的原因也会产生一定的谐波畸变。为了实现直流电到交流电的转换，光伏发电系统中会大量使用电子换流器，但这样会产生电流谐波畸变。这些谐波电流的波形不稳定，电抗器和电容器本身的谐振规律会加重其畸变的程度。以上这些原因导致的谐波电流电压畸变，给电网的安全稳定运行带来了隐患。

2.4电网运行控制问题

光伏发电系统有集中式并网和分散式并网方式，集中式并网就是指将光伏发电所产生的电能直接输送到电网，供电网调度使用，这种并网方式主要适应于大型光伏电站并网，如大面积的公路光伏发电装置就是运用这种方式并网;分散式并网是指所发出的电能不直接供

往电网，产生的电能存在某一负载中，电网需要的时候再调度使用，通常用于城区内、特别是于建筑结合的光伏系统，比如装置于屋顶上的光伏发电装置。再者光伏发电主要是利用太阳光进行发电，因而受天气影响较大，发电量存在不稳定性。光伏发电系统并网形式的不同和发电量的不稳定造成光伏发电装置所发的电量并入电网后电网中电源点数的增加，并且这些点数的分布和数量没有任何规律可循，所以对电源的控制和电网的运行都增加了一定的难度。

3  优化电网质量和稳定的措施

3.1提高电能质量

供电单位要想提高电能的质量，必须要提高电能的监管工作。相关人员可以在并网之前，对每一个光伏电源的接入点都进行电能质量的综合性管理。通过对接入点都进行电能质量的综合性管理实现电能质量的检测。在检测的过程中，如果发现谐波或者是电压波动，相关的技术人员可以迅速采取措施，从而加强对电能质量的控制。

3.2减少并网过程中出现的波动性问题

对于新能源发电出现的波动性和不确定性是由于环境的不稳定产生的，不能避免环境所带来的影响，但是可以在环境变化之前做好预防准备，对设备的控制力度加强，在产生的电能并网前先进行降压，把电压降到稳定值之后再与接入传统的电网，减小了对传统的电网的冲击。

3.3谐波问题的处理

谐波对于电网系统的损害较大，也是较为常见的影响之一，在很多电子设备中都会发生谐波现象，无论是新能源发电的相关设备，还是在线路或者电容器中都可能存在谐波情况。但是谐波问题基本都属于可控范围，能够通过相关的措施加以避免和防范，比如在风电场的系统内，为了消除谐波问题，就需要集中连接各种风电机设备，并且安装适宜的谐波过滤设施，全面控制电网系统中的谐波情况，在必要的时候，也需要利用到无功补偿设施。

3.4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%。

3.5加强设备检修及方式管理

在涉及分布式光伏电源的停送电操作和检修工作中，调度部门必须更加严格执行“两票三制”，确保安全措施落实到位。作业前核实作业范围内是否有分布式光伏电源，是否已落实有关停电措施，验明作业地点是否有电并核对状态，采取相应的安全措施。由分布式光伏电源供电的设备，在检修安排、安全措施布置和倒闸操作中应按带电设备处理。

3.6对新型光伏配电系统进行合理规划

随着我国技术的不断发展，光伏发电系统所展示出的功能日益完善，要对新型光伏配电系统进行合理的规划，这样才能更好地满足人们的用电需求。要正确运用相应的理论成果开展规划和研究，在加强微网规划的同时，还要实现对电源配电网的规划，并利用其成熟的理论成果实现对新型光伏配电系统的规划。由于光伏发电并网有其自身的特点，需要正确设置光伏发电的电源，合理选择位置和电源的容量，并在进行光伏發电的过程中采取有效的控制方法，对其并网型适合接入点开展系统的研究。要将光伏发电与传统的发电形式进行对比，找出目前存在的问题并加以改进，在保证稳定、安全供电的同时，还要合理降低成本，融入环保理念，达到节能降耗的效果。

4  结论

综上所述，虽然光伏发电并网对电网运行存在一定的消极影响，但是电力企业可以根据现阶段我国电网的发展技术，不断培养专业人才，投入相关设备，及时发现电网事故并立刻进行解决。在维修工程中，电力人员寻找电网系统故障发生的具体原因，总结维修过程和故障经验，从而确保电网正常运行。

参考文献：

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[2]李秀云，韩继武.大规模光伏发电并网对电力系统的影响及其发展现状[J].智慧中国，2019（04）：93-95.