光伏发电并网对电网运行的影响与对策

张浩楠

[摘    要]随着社会和经济的飞速发展，地球上的能源稀缺，环境污染也越来越严重。清洁能源的使用和发展引起了所有国家的关注。太阳能因其丰富、广阔的资源，清洁和环境保护而非常重要。 光伏电源是太阳能应用开发的未来趋势，但是由于其不稳定性、挥发性和间歇性，光伏电池对环境敏感，某些大型的光伏电源网络将受到不利影响，因此，主要讨论光伏发电中并网的影响及其优化方案。

[关键词]光伏发电;并网;电网运行;对策

[中图分类号]TM615;TM732 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）08–0–02

[Abstract]Today， with the rapid development of society and economy， energy is scarce on the earth， and environmental pollution is becoming more and more serious. The use and development of clean energy has attracted the attention of all countries. Solar energy is very important because of its rich resources， vast resources， cleanliness and environmental protection. Photovoltaic power is the future trend of solar energy application development， but due to its instability， volatility and intermittent nature， photovoltaic cells are sensitive to the environment， and certain large-scale photovoltaic power supply networks will be adversely affected. Therefore， this article mainly discusses the integration of photovoltaic power generation. The influence of the Internet and its optimization plan.

[Keywords]photovoltaic power generation; grid connection; grid operation; countermeasure

1 光伏發电并网介绍

为了实现光伏发电系统，有必要以协调的方式使用太阳能电池、控制器和逆变器。许多太阳能电池板（模块）以不同的布置方式（串联和并联）排列以形成太阳能电池阵列。接收太阳能后，张力逐渐减小，当系统达到输入标准时，将通过太阳能模块转换为直流电，然后通过直流配电箱转换为逆变器。直流电源转换为交流电源后，将其提供给网络。通过交流配电箱加载适当的负载。光伏系统的网格潮流方法主要是分散式和集中式的。与中心相比分散，电力相对较低，分布更广，并且有自己的负荷，例如家用太阳能。集中化是指可以直接向电网供电的大容量发电厂的集中安装，不会自行加载。根据《配电网络的分布式电源访问的设计规范》，必须根据安全性，灵活性和经济原则，在进行全面比较和选择之后，确定单个网络终端点的电压电平。

随着我国电网系统对于光伏电源的全面应用，为降低光伏电源并网对于电网正常运行的影响，国家对于光伏电源并网工作提出了具体要求：①在使用电网发电过程中，可以通过并网发电来降低相应的影响。②在光伏电源运行过程中，为配合电网的承载能力，要严格控制光伏电源的装机容量。③在光伏电源的并网过程中，要求使用电压要在8 kV以下。相关的能源监督部门不断加强对于光伏电源并网工作的管理力度，提升光伏电源的应用效果，为人们输送安全可靠的电力资源。

2 光伏发电并网对电网运行的影响

2.1 电网运行控制问题

在由于并网的光伏发电规模扩大而导致供电环境恶化之后，相关电站的工作人员无法准确了解转换后的电网功率，也无法增加负载。如果无法掌握这两个方面，将很难向受影响的员工输送电能。除非广泛使用网络，否则员工可能无法完全理解网络的负载和功能。太阳能生产中还有许多其他不可控制的因素。例如，当光伏工艺受到各种挥发性因素的影响时，这些挥发性因素会引起严重的问题。在这种情况下，光伏电网连接将被禁用。因此，电能的重新分配不能满足大众的用电需求，也不能为社会提供一般的保证。将光伏发电连接到电网后，连接到电网的光伏发电数量会增加，并且随着光伏发电数量的增加，电网的峰值压力和频率控制也会增加。同时，在公共电网上使用光伏能源将增加光伏能源的数量和应用领域。在这种情况下，如果电源系统不能控制所有的光伏电源，则电源单元和电源系统的额定电压会出现问题，在整个网络运行中的控制效果会降低，并且会发生安全事故。

除了大规模使用以及工作人员无法对负荷以及电网功率做出准确把握之外，太阳能发电的过程中也存在着许多其他不可控因素。例如太阳能发电的过程中受到一些不稳定因素影响时，在这不稳定的因素之下，有时会发生较大的问题，这样就会造成严重的问题。在这种情况之下，光伏发电并网就不再适用，相关工作人员就需要采用传统的手段进行发电，这样电能的重新调度，就无法满足人们对于电量的正常需求，无法保证人们的正常用电。

光伏发电并网之后，电网中的接入光伏电源就会增多，光伏电源数量的增加就会增加电网调峰、调频的压力，使得电能的调度过程中受到明显的影响。同时在公共电网中，接入光伏电源，会让光伏电源的数量以及应用的区域变大。在这种情况下，如果电力系统不能够对所有光伏电源进行控制，就会使得电力系统的供电设备、电压值等出现问题，从而造成控制效果比较差，造成整个电网运行过程中的安全事故。

2.2 孤岛效应

光伏源连接到公共网络后，通常会造成孤岛效应。如果在电网运行期间电网发生故障，则电网将无法向公众提供正常的电力，但是在此过程中，光伏电源将保持正常操作，如果无法及时进行维护和维修失败，并且太阳能发电厂继续运行，那么不同地区的许多人将无法及时获得电力，从而产生孤岛效应。同时，如果维护人员立即检查并更正错误，则有发生安全事故的风险。不及时维护可能会导致电力供应不足，并对社区的正常生活和工作造成负面影响。

2.3 对电能频率的影响

电能的频率稳定性是衡量电网安全稳定运行的重要指标。消费用电和工业用电有不同的频率要求，保证了正常用电和群众安全生产。异常频率在现实世界的网络应用中很少见。如果发电机的容量较小，则电能对频率的影响较小。但是，新能源机组大规模并网后，新能源发电所占比重将迅速增加，电网频率将发生变化，对安全使用网络构成隐患。以最常用的风电场为例，风电场的波动和响应特定功能关系的频率轻微变化都会影响电网。单位穿透率为18%时，最大频率偏差接近截止值。为了减少新发电机对电网的影响并增加新能源与能源的比例，应关注间歇性的风能和太阳能问题，并进行必要的调整以减轻其不利影响。

2.4 对电网成本运营的影响

光伏发电装置接收太阳能产生电能后由逆变器接入国家电网，电网系统必须增加容纳电量的容器和转换电能的容器以便接纳使用光伏电能，从这一方面说，光伏发电增加了电网的设备耗能，加大了电网的经济运行性。另外光伏发电系统并网也加大了电网的工作量，需要大量的技术人员去操作并网，这也增加了电网的运行成本。

3 分布式光伏并网对配电网影响的改进措施

3.1 改善孤岛效应

可以找到通过维护增加岛屿影响力的方法。电网关闭后，可以使用无源检测方法查找相关的逆变器参数并查找当前问题。当输出功率和负载功率之间存在较大差异时，称为孤岛效应。相关工作人员还可以使用主动检测或主动和被动检测方法的组合来发现问题。为了解决养成规则的影响，利益相关者需要总结共同的问题，最大程度地减少孤岛效应的发生。

3.2 提高电网的控制

当在操作期间对网络的控制不足时，光伏电源和其他电源将集成到网络中，因为与电源相关的单元可以使用光伏预测技术来检测PV电源的输出功率，稍后将实现自动化，监视输出功率和电压以实现电源计划的合理性。

连接光伏电源后，每个工程师首先检查光伏电源连接到网络区域的光强度、亮度，然后检查使用光伏电源的相关技术。然后，通过相关数据，找到安装光伏电源的最佳位置，最大程度地减少外部因素对光伏电源的影响，提高应用过程中光伏电源的稳定性。如果在发电过程中电能不稳定，则可以将存储的电能用于充电，以实现稳定的电能运行和效率。

3.3 改善电能质量

为了提高电源的电能质量，有必要加强电能的监控。在连接到电网之前，利益相关者对每个PV接入点的电能质量具有广泛的控制权。接入点的全面电能质量控制可揭示电能质量。如果在检测过程中发现谐波或电压波动，则所涉及的技术人员可以立即采取措施，以加强对电能质量的控制。

3.4 克服能源压力

在日益严峻的能源形势下，使用太阳能发电厂和并网可以将社会资源转化为可再生能源，并克服能源压力。电厂的这种电网连接具有先进的应用。公众越来越意识到这一点，光伏发电的实施和推广是一项具有实际重要性的措施。栅格式光伏发电系统是生产分布式发电厂的分支机构之一，其功能是改变特征能量。由太阳能电池模块产生的直流电用于操作连接到電网的逆变器，以将直流电转换为交流电，并将信息值转换为电流。当满足网络要求时，转换后的交流电将用于直接输入。连接到电网和太阳能发电厂的公共网络，产生的功率非常强大，不仅可以为交流负载供电，而且还可以将额外的功率提供回电网。关于光伏发电系统的接入方法，要求根据容量，网络连接方法和系统配置而不同，并且不仅传输网络和配电网络不同。光伏发电的并网发电与常规发电方法根本不同，连接到网络的传统技术条件更加合适，技术的发展更加成熟，连接的计算方法更加科学，还可以产生更好的电力，但是，中国没有针对光伏发电的全面而明确的运营管理标准和技术规范。一些网络公司努力为光伏电网建立标准化的可靠性、安全性和管理规范。一些公司采用了并网光伏系统，并且广泛评估和数据分析揭示了并网光伏系统的复杂性和可行性。连接到光伏电网的光伏系统中有多个外部因素。尽管电力短缺已得到一定程度的解决，但重要的是研究并网光伏发电系统的技术特性并促进克服发电系统的困难，连接到太阳能网络的技术对中国的发展具有积极和重要的意义。

3.5 探究有效的新型配电系统

从配电系统发展完善方面来看，应根据风力发电和光伏发电并网后的运行特点探究更加有效的新型配电系统，加强理论研究的同时，还要实地考察风力发电与光伏发电电源位置和方向，研究两者的容量、并网方式是否科学合理，或减少因为容量过大或并网连接不合理而引起的电压谐波和电压波动问题。在未来，应合理规划并网电力系统，以确保风力发电与光伏发电并网后电力系统运行的安全可靠。

4 结束语

由于化石能源的快速消费和公众对环境保护日益增长的认识，新能源的发展引起了全世界的关注。尽管中国新能源产业的发展水平处于世界前列，但仍然存在阻碍新能源产业可持续发展的问题。必须加强对工程师的培训，并改进新的发电技术。使用其他行业的最新技术来解决发电过程的潜在影响。随着新技术的开发，需要扩大新能源产品的市场，并凸显新能源的优势。

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