光伏发电系统对电力调控的影响讨论

闫旭斌

摘要：我国社会经济不断发展，人类社会不断进步，各种能耗大和污染大的能源造成了很严重的環境问题，为了减少对环境的污染，需要不断开发利用各种新的能源，改变传统的能源结构，从社会长远发展的现状来看，需要不断开发可再生资源和能源。我国的太阳能资源十分丰富，对于太阳能资源的开发和利用是我国当前的一项重要任务，其中可再生资源发展中，光伏发电的发展速度较快，太阳能光伏发电也是当前发展较大的一项产业，是我国当前开发的新能源的重要组成。本文从对光伏发电自身的特点出发，阐述了其对电力调控产生的主要影响，并就相关问题提出了改善建议。

关键词：光伏发电系统；电力调控；影响

1光伏发电技术浅析

光伏发电在产销量、发展速度和发展前景等方面都优于光热发电。而通俗的“太阳能发电”指的就是光伏发电，全称为太阳能光伏发电。光伏发电是以半导体的光电效应为原理，形成电流，发出电能。硅原子有4个电子，如果在纯硅中掺入有5个电子的原子如磷原子，就成为带负电的N型半导体；若在纯硅中掺入有3个电子的原子如硼原子，形成带正电的P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由N极区往P极区移动，电子由P极区向N极区移动，产生电流，释放电能。光伏发电系统由三部分组成：太阳电池板（组件）、控制器和逆变器，它们均由电子元器件构成，无任何机械部件，因此，设备的可靠性和稳定性表现突出，使用寿命较长，安装维护也相对简单。光伏发电系统既可以独立使用，也可以并网发电，灵活的电力存储模式适应任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源都可以完美胜任。

2光伏发电系统对电力调控的影响

2.1对继电保护的影响

我国的配电网大部分是星型结构，如果将光伏发电系统直接进行并网可能会使得电网的拓扑结构变化，继电保护出现故障，光伏发电对于继电保护的影响主要有以下三大方面：第一，使得三段式的过流保护不能有效的对于故障电流进行判断，使得馈线动作困难产生误动或者拒动的情况；第二，高压熔断器的保护会受到影响，高压熔断器只能对于单个电源系统进行工作，在发生故障的时候，由于光伏并网系统较为复杂，无法对于多个系统进行同时的保护；第三，可能会造成孤岛效应，在进行光伏电站并网之后，如果发生短路故障就可能会使得母线自动切断，使得其他负载会受到牵连的影响。

2.2系统电能质量方面

第一，对电压偏差的影响。电力系统中配电线路存在一定的阻抗，当有电流流过时会在线路阻抗上形成电压降，各负荷节点电压逐渐降低。当分布式电源接入后，随着馈线中有功功率、无功功率发生变化，配电网中的潮流发生了变化，馈线可能会出现逆潮流。由于光伏并网后分布式电源输出的有功功率以及线路上传输功率的减小，各负荷节点的电压升高。当光伏接入容量较低时，光伏系统支撑该节点的电压。当光伏接入容量较大尤其光伏接入馈线末端时，可能会导致某些节点的电压超过允许值。第二，对谐波的影响。分布式光伏电源通过逆变器将直流电转换为交流电并入电网，逆变器中使用大量的电力电子开关器件，逆变器中开关器件连续的导通与关断会产生开关频率附近的谐波分量，对配电网造成谐波污染。光伏并网容量较小时，通过光伏中的滤波环节，可以将并入配电网的谐波控制在一定的范围内。但随着光伏发电技术的发展以及并网容量的不断增大，并入电网的谐波含量可能超过标准规定的允许值。

2.3孤岛效应

孤岛效应是指分布式光伏发电系统并网后出现的一种情况，由于该系统的作业与大电网是并立的（极少数可能存在紧密关联），当大电网出现故障时，可能停止供电，如果分布式光伏发电系统端没有了解该情况，以常规工作要求继续向电网供电，可能导致电能浪费，也可能导致从事电网检修、维护工作的人员受伤。与此同时，当分布式光伏发电系统一端出现故障，在并网运行的前提下，大电网中的电能也可能进入分布式光伏发电系统中（在电压相同的情况下），导致分布式光伏发电系统端工作异常，如果低压电网为单相分布式发电系统，会导致系统三相负荷欠相供电。本次研究所选的分布式光伏发电系统即为单相分布式发电系统，面临上述各类威胁。

3精心调控，确保电网安全

3.1科学规划，加强管理

在大力支持光伏发电这种新能源技术发展的同时，也要做好科学的规划，做好自身电网负荷、容量及结构的充分调研，仿真实验自身在电能质量等方面可承受的范围，确定合理的光伏发电装机容量。同时依据统一调度，分级管理电网调控原则，加强日常管理与相关人员培训，按时修改与签订调度协议，落实各级调度关系。严审相关检修计划，杜绝非故障情况下的非计划性并、解列行为。同时加强光伏变电站的自动化设备运行监控，做好信息实时采集与上报，做到充分利用新能源，合理安排计划生产，进而促进电网的进步发展。

3.2优化电网结构与技术

光伏发电作为清洁能源具有巨大的优势，但其自身的不稳定性与不确定性也是其最大的弱点，而电网机构是否科学合理、是否符合当前能源发展的需要决定了新能源与大电网的兼容问题。毕竟一个坚强的电网才是新能源技术介入的基础。调控部门应根据本地光伏发电的规模与分布情况，合理调整电网运行方式，调整相应的继电保护配合，从而从运行上为光伏发电企业做好服务，保障国家发展新能源的正确理念。并应用直流输电以及柔性交流输电技术，改进优化能源存储技术，从短路功率与动态稳定方面着手，既维护光伏发电的健康发展，又保障电网本身的安全运行。

3.3强化反复性发电系统的电网运行

为深度分析电力系统，必须开展潮流计算，并且实施动态仿真，使用监理合理化模型，最大程度上保障结果。在进行光伏电池分布式系统的研究时，重点研究电源特征，构建动态化模型，掌握不同运行状态下系统的不确定性。目前，光伏发电技术已经被普遍应用。随着应用规模的不断扩大，极有可能会造成大系统电压以及频率等出现问题，比如稳定性不足，因此要深度研究光伏发电系统、系统运行方式、并网大电网形式等。提升光伏发电功能的预测精准度，使其及时受到不确定性因素的影响，还能够保障发电的可行性，顺利推进各项计划。提升技术水平，是推动光伏发电并网应用的重要手段和途径，必须要做好全面的分析和研究，最大程度上提高电网运行的水平。

3.4落实无功补偿

光伏发电运行中并网大电网的运行，落实无功补偿对其供电质量的提升，以及供电稳定性的保障奠定良好的基础。其中具体落实无功补偿的依据为，光伏发电微网运行中与大电网运行中，两电网之间的运行功率存在一定的差异性，该类差异性的表现直接呈现为高线损，高故障率，供电不稳定等现象。因此针对低等级的光伏发电微网实施无功补偿，则可使其在接入大电网并网运行时，整体的微网电能传输供应较为稳定，波动现象较少，最终有效地提升了电网的运行质量，对于用电户的稳定用电保障，以及各类供电设备的稳定运行，奠定了良好的基础。综合分析有效地提升了电力企业的实际收益，并且对于光伏发电并网接入大电网的稳定运行及可持续发展，发挥了积极的作用。

4结束语

总之，由于光伏发电自身的不稳定与不确定性，传统的工作方法必将无法满足新的工作要求。这就要求不断结合情况发展制定可行的办法，调整电网结构、科学规划，促进光伏发电新能源技术的发展。

参考文献

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