风力发电和光伏发电并网问题的几点研究

国能黄金埠发电有限公司 程 强

1 风力发电以及光伏发电并网特征和现状研究

1.1 并网型风力发电特点及现状分析

风能属于一种可再生性能源，在实际使用过程中，要求相关人士可通过专业设备、专业系统及专业技术促使风能可以实现循环、可持续性利用。风能属于一种重要的清洁能源，在发电过程中不会对环境造成污染。风力发电虽具有明显优势，但实际应用过程中还存在很大的不足和缺陷。由于风力资源本身具有独特性，在实际应用过程中不能对其进行掌控。另外目前相关发电技术还不够成熟，基本上都是处于初步的发展层面，还需进一步加强研究和开发。此外不能促使风力资源实现存储。在当前的时代背景之下，节能环保是世界一大趋势，要求加强风力资源的广泛使用。目前我国在并网型风力发电过程当中也投入很多人力、物力资源，需相关专业人士对于这一方面内容进一步的强化研究工作[1]。

1.2 并网型光伏发电特点以及现状分析

光伏发电最大的优势是能够提高发电效率，同时也可提供无功功率和有功功率。在光伏发电过程中，主要是促使光能转变成为电能，之后将电能通过变压器转变成为同电网一致等级的电压，进而在电网当中输送[2]。实际应用光伏发电系统的过程中不需要利用电池，若是在实际发电过程中使用电池将会导致大量的资金消耗，另外电池本身也会对环境造成重大的污染和破坏。光伏发电过程中能对整个系统进行全面供电，相对于传统的火力发电模式来讲更加具有可靠性和安全性，同时光伏发电也不会产生噪音，有利于实现环保目标[3]。日常使用光伏发电的过程中操作难度也并不高，可以和环境和谐相处。在当前的背景下，国家也正在不断投入人员和资金对光伏发电进行深层次的分析和研究[4]。

2 风力以及光伏发电在并网当中的主要问题

2.1 孤岛效应

在风力以及光伏发电并网过程中，两种发电方式往往会由于电网系统维修或电网系统故障产生孤岛效应，这种情况之下就会导致光伏发电系统、风力发电系统和整个电网系统呈现出脱离的状况[5]。如果部分电网和主电网相互断开以后这种情况就会导致孤岛效应。部分供电基本上都是完全由光伏发电系统或风力发电系统来独自提供。另外其系统内部会存在着某个区域电流流通、但实际上却没有电流通过的现象产生，这样的现象主要就是由于在实际发电的过程中发电的总量很大、甚至会威胁到人们用电安全性，还可能会出现用电不够稳定，若能够促使电网当中孤岛效应得到有效解决，就需使用相关设备以进行自动关合或手动关合，让系统重新给孤岛区域进行供电，在这样的情况下基本上很容易产生一些不良的反应。

孤岛区域突然接通电路后，很容易导致电压在很短时间内快速升高到一个较高状态，会对设备造成极大的电力冲击，不利于保障配电系统安全性和可靠性，这就需要能够配备专门性现代化设备有效避免孤岛效应的产生。当前可通过逆变器来对孤岛效应进行预防，结合逆变器的类型需要分为被动状态和主动状态的逆变器。在被动状态下可以对于电网电压及频率变化进行实时探测，而主动状态之下可让系统更趋于完善，能够实时地监控电流状况及电网频率等。目前我国很多区域光伏发电及风力发电应用相对较为广泛，但也往往由于光伏发电和风力发电会产生孤岛效应、进而存在一定危险性，所以也需相关人士对此进行充分地考虑，采取合理科学的措施、结合实际情况应对孤岛效应问题[6]。

2.2 受到外在自然因素影响大

在进行风力发电过程中，由于风速本身具有随机性的特点、同时也不可控，所以在发电的过程当中输出功率以及发电频率的波动性比较大，很容易造成电压频繁波动以及闪电等等。在风力发电的过程当中，风力发电引起的电压闪电以及电压波动根本因素是由于并网风电基础输出功率不够稳定所造成的，其中发电机器仅仅是多组发电机以及多台发电机，此外将风力发电融入到电力系统以后，会对于整个系统运行频率和电压稳定造成一定的影响[7]。

电力系统和风力系统实现并网之后，初期阶段可能会产生电压谐波，并且在并网的过程当中如果风速相对较快情况之下，风机附近以及风电场附近电压就容易出现闪络的问题，在一定程度上会对于电力系统安全性和可靠性造成重大的影响。实际光伏发电过程中，主要就是通过使用半导体促使光能逐渐转变成为电能，但由于光的强度受到天气、湿度、季节等各方面自然因素影响重大，所以利用光伏发电本身也存在着一定的难度，尤其是稳定性较差，并网之后很难实现相互的融合。另外，电力系统当中机电保护装置也难以适应于新能源系统，经常会由于电压波动较大造成保护装置出现误动作，进而会对于电网的运行安全性和可靠性造成重大的负面影响[8]。

2.3 导致企业经济负担比较重

虽然在实际应用中，光伏发电和风力发电的过程中安全性、可靠性较差，但两种发电方式都是节能环保的发电方式，符合当前环保的思想理念，具有突出性优点。所以在未来发展的过程当中，也需要加强光伏发电和风力发电的研究，同时要实现光伏发电和风力发电的并网。目前新能源的发展趋势也将会对于传统发展模式造成冲击，并且会逐步地取代传统的发电模式。所以很多火电厂中的设备往往被闲置。此外，当光伏发电或风力发电出现故障情况后会使用传统火力发电模式，因此要保障原有火力发电设备能够实现正常使用，需要定期进行设备保养和维修工作，而在很大程度上就需要企业投入更多的资金、物力和人力，无形当中会导致企业在实际发展过程当中的成本居高不下，对于企业经济效益和市场竞争能力会造成一定的影响。

3 解决光伏发电、风力发电并网问题的主要对策

做好电网运行的检测工作。对于当前的电力企业来讲，在实践过程中需切实保障各个体系的完善性，要求满足负荷需要。对于电力企业而言，也需保障用户用电的安全性和可靠性，要做好电网运行的检测工作，一旦电网当中产生了孤岛效应，要精确发现并采取合理科学的方法进行调控，保障电网实现安全稳定可靠的运行。此外对于当前电力企业而言，还需对电网运行孤岛问题进一步地加强科学研究，要着力研制出更加精确及即时性更强的孤岛检测方式，保障电网运行的安全性和可靠性。另外需对各个环节进行逐步优化，有效地避免电网体系的故障问题，提高电网运行安全性、连续性和有效性，切实保障用电安全以及用电质量符合规定要求。

研究出具有更加优良的新式配电体系。在当前实践的过程中，需研究出具有更加优良价值的新式配电体系，首先，需对风力发电网络进行准确了解和掌控，同时也需充分地了解光伏发电网络，还需明确两者在实际并网后的运作特点。与此同时，在这个前提之下，电力企业要清晰了解光伏发电网络和风力发电网络的实际情况，全面剖析电压动摇、电压谐波所造成的影响，在实践的过程中还需充分考虑光伏发电、风力发电及电网运行过程当中各方面的因素，切实地保障配电网络在运行过程当中具备经济性、安全性以及环保性。

综上，在当前需切实做好电能供给工作，要求相关管理人士对于光伏发电网络和风力发电网络实现并网处理，这样才能达到理想效益。然而由于在技能上和设备上的不足和缺陷，依然存在着诸多的问题亟待解决，需相关企业不断的转变思想观念，同时加强经验累积，实现大力改革和创新，加大科研投入的力度，这样才能够实现光伏发电以及风力发电的健康、稳定及持续性的发展。