分布式光伏电站并网对县级电电网的影响

2022-09-12

前言

我国的不断发展过程中对于新能源的开发利用也到达高峰, 对于新能源产业我国也给予了大力支持和投资, 而光伏发电的迅速发展, 在政策上占取了相当大的分量, 特别是一些新兴的工程项目自发展以来, 都取得了巨大优势和成果。根据先后制定的《可再生能源中长期发展规划》的条目, 我国光伏发电的总量已经快达到200w KW, 预计今后还有可能达到上千万KW, 因此, 对于光伏电源的开发和利用应该加大力度, 应用到电网中工作。

1. 光伏发电站总述

与其他分布式电源不同, 光伏发电与电网的接入方式具有独特性质, 所以对于这种新型的发电技术还有很多需要解决的问题和修补的漏洞, 我们有必要研究光伏发电系统运行中可能发生的问题并且探讨相关的解决策略。

光伏发电能够将光能转变为电能, 从而接入电网运行, 其原理是利用半导体的光生伏特效应, 由太阳能电池和逆变器达到转变的目的。太阳能电池应该经过串联、并联的方式列为电池方阵, 一旦接收到太阳能后集中能量电压达到目标值, 就会经过光学组件转化成直流电流。蓄电池组件可以帮助组件电流的充电和放电, 直流电会转化为交流电流, 最终交流配电箱通过电网进行电力运输, 让电网负载。光伏发电有集中和分布两种模式, 通常在大容量的发电站可以运用集中式的发电模式, 可以直接供电到电网, 而自己不用负载, 而容量较小的居民发电的话, 就可以用到分布式的模式, 分布范围广, 不过自己带有负荷。

2. 光伏发电中的不利影响

2.1 孤岛效应

当发电装置运用到电网后, 电网一旦发生故障由保护措施断电, 但这个发电装置依然可以由系统提供供电, 这个现象叫做孤岛效应。鼓捣效应会对电力设备和装置产生不利影响, 由于依然供电的现象所以会对前来检修和维护的工作人员产生生命威胁, 发生效应的区域内会有不稳定的电压, 电压频率引起电力设备损坏, 还有可能配电的开光会不受到控制。因此, 解决这种危害需要加装高质的网逆变设备, 发生孤岛效应的同时就能检测到效应和放电区域, 从而规避生命威胁和不必要的损失。

2.2 电网冲击弊端

两个交流电源的并联需要一定条件, 必须达到电压、相位均相同时才能安全并联, 分布式光伏发电站并网的组成部分就是两个交流电源的并联形式, 所以很难做到合格并联。如果电网交流电和逆变器的交流电无法同步就会影响到电网的电流, 产生冲击性电流的同时就有可能损坏其他的电力设备, 电路中有保护措施的装置则会造成停电, 影响日常生活和工作, 并且发生其他一些事故。并联网本身可能也会由于受到电流冲击而受损。

2.3 谐波的影响

逆变器对于整个光伏发电设备都十分关键, 作为基本配置之一, 它的作用是让直流电流转化为交流电流。在转换交流电的过程中一般伴有很多谐波, 这些谐波量大而且次数大, 一旦混入电网就会影响到整个电网的工作稳定性, 例如可能会减低电能的产生量, 影响传输效率和电流的利用效率, 也可能会致使电力设备过热产生其他不利影响, 振动变多或者噪音加大, 老化程度加快, 使得电力设备寿命缩短, 还可能发生运行故障或者烧毁设备。

2.4 运行控制繁复

太阳能发电并不是稳定的发电方式, 经常容易受到天气影响, 电网短期内的复合预测准确性就容易受到影响, 这会无意中增加发电和配电运行规划的人物和难度, 另外也会影响到断面切换和控制工作的准确性。如果在电力系统中加装光伏发电设备, 电网中的电源发生点就会增加, 这些分散的电源杂乱、小规模, 更加加大了控制电源的难度, 一旦运行的状态下难以控制电压和无功功率调度, 就容易在用电期间降低电压的稳定性和安全性, 加大整个电网工作的工作量和控制难度。

3. 电网影响解决探讨

3.1 孤岛现象解决策略

如果想要适应更大规模和高容量的电网运作, 并入光伏发电设备, 同时要确保供电的稳定性和安全性, 就必须要在技术上下功夫, 在政策上也应该进行改善, 避免运行过程中带来不利影响。

电网工作人员应该研究光伏并网设备中如何检测到孤岛现象的方式, 如何在孤岛现象的区域中解决紧急状态的负荷切除, 这关系到选择的技术问题, 还有研究孤岛现象的控制创新技术, 保证快速可靠的切除孤岛区域电流, 并且快速回复稳定供电。

3.2 光伏发电质量提高

光伏发电面临的另一个难题就是谐波问题, 高次的谐波会促使整个电力系统的谐波频率提高, 如果电压的相位出现偏差可能会对电网造成冲击, 引起断电和其他不利状况。对此应该拟定光伏发电时候对应谐波次数的标准, 定期检查光伏发电系统中各个设备的健全, 定期检修维护, 确保运行过程中发电保质保量。

3.3 电网运行的控制提升

光伏发电设备监督过程十分复杂, 不像原有的配电设备, 由供电部门监控和调度, 利用放射性电网, 采集情报和信息, 执行开关启闭, 所有电能的控制都易如反掌。而光伏发电设备应该创造远程监控装置, 如果能远程监控则确保分布式电源的进退, 输出功率和流动都能得到掌控。

3.4 遵守规范和标准

在接入并网之前, 应该考察和研究并网光伏发电设备所需要的控制技术性能, 能承受的干扰能力和标准参数, 对于光伏发电设备的规格、装入规模、接入电压的大小、无功装置和质量等各个方面都应该有所了解, 达到相应的技术标准, 有了这些参数和情报才能保证电网的安全运行。目前节能环保、可持续能源、光伏发电设备的趋势一直在前进, 以后的市场将会有更多的光伏发电设备并入。

4. 结束语

文章着力分析了光伏发电对整个配电电网的安全运行、运行中的故障问题和维护检修、安全和计量安全工作中带来的影响和解决手法。应该从加强管理手段出发, 用规范的技术手法和有效的措施和相关策略, 更加有针对性地提高分布式光伏发电网的故障和运行稳定问题。通过加强其安全管理措施, 能很好地避免法电网运行中的安全隐患, 让其更加平稳和安全地运行, 这样才能实现配电网分布式光伏发电网的优化发展和创新技术的开发。

摘要：随着国内分布光伏电站效率的提高, 其工作的容量大幅加大, 从而容易导致配电网分配能量的质量受到更深入的影响, 例如谐波电流电压对各项运行中的指标都有较大影响, 是最受到关注的部分。应该改善分布式光伏电网的接入方式, 提出新的方案, 保证运行稳定安全, 结合实际案例, 针对多种问题和漏洞提出相关建议, 减少分布式光伏电站接入电网中的不利情况, 提高整体运行效力。

关键词：分布式光伏电站,县级电网,影响,改善