光伏发电系统对电力调控的影响

光伏发电系统对电力调控的影响

1.黄建文2.张杨

1、国网浙江省电力有限公司苍南县供电公司 浙江苍南 325800 2、国网浙江省电力有限公司龙港市供电公司 浙江龙港 325802

【摘要】当前，我国加快了能源转型工作的步伐，这主要体现在光伏发电系统的大量增加。因此，本文针对光伏发电系统对电网稳定性的影响进行了研究，分析了其对电网稳定的影响，并在此基础上提出了消除影响的措施，希望可以为改善电网运行质量提出参考。

关键词：光伏发电系统；电力调控；影响分析

0.引言

伴随着我国经济的发展，能源、资源消耗的环境问题日益突出。该系统具有资源丰富、无污染、设备可靠、维护简单、不受地理条件限制等特点。另外，我国的除西南部与黑龙江接壤的地区外，其他地区太阳能资源十分丰富。但目前光伏发电运行中还存在输出不稳定、调节性能差、间歇性和随机性等问题。这些问题对电力调度工作产生了一定的影响，也对调度管理和运行方式提出了挑战。

1.光伏发电系统的简介

基于光电效应，我国的光伏发电系统可将太阳能资源转化为电能。因为太阳能电池板所产生的直流电可以转化成交流电，并进入农村电网系统。所以光伏发电系统相对环保，不会像燃烧化石燃料那样造成大气污染。其中，独立运行、并网型和混合型是这类发电系统的主要类型。在这些类型中，并网型和混合型系统的功率最大，将对电力调控产生一定影响。

2.光伏发电对电力调控的影响

作为可再生清洁能源，光伏发电是未来新能源发展的重要方向，但与传统化石能源有很大区别，如昼夜间歇性不稳定、波动大、不可调节等。一旦进入大型电网，与大型电网联接的稳定性以及供需平衡都会影响到电力市场的监管。

2.1系统电能质量方面

电压、频率和波形可用来表征电网电能质量。但光电系统自身的工作原理决定了它在这方面存在着缺陷。太阳能光伏发电系统与电网相连时，无论有功功率还是无功功率变化都会影响电网的稳定运行。与此同时，其内部光伏组件的启动、停止等都会引起输出变化，影响电网的电能质量。此外，当光伏发电产生的DC电转化为AC电并与电网相连时，还会产生大量的谐波污染。在这个时候，光伏由于能量叠加可以产生超出系统容量的谐波。此外，系统中多个谐波源的相互作用也会导致系统共振，进而危及电网的安全运行。

2.2影响电站的发电计划

此前国家主要的发电方式是火力发电，也就是燃煤发电。但光伏发电若要完全取代火电，仍有许多不足。虽然火力发电会严重污染环境，但是它的输出功率是稳定和可预测的，而光伏发电则缺乏这两方面的特点。反之，由于光伏发电依赖阳光，所以季节、温度、湿度、天气等环境因素都会影响其生产能力。所以光伏发电具有很强的随机性和不可控制性。这些无法控制的因素给光伏发电系统的稳定运行带来了巨大的障碍，这也增加了利用光伏发电系统进行规划和实施的电厂的难度。而随着未来光伏发电应用的增多，也将导致在电力供应企业中，电力系统的功率调节将变得更困难。

2.3直接影响无功电压的特征

一般情况下以太阳能照明为主的系统一般是光电系统。所以，阳光越多，光伏发电系统就会产生更多的电能。基于这一特点，我国光伏发电系统大多处于海拔较高、太阳能资源特别丰富的地区。举例来说，在戈壁和沙漠地区，以及其他人口稀少的地区建设光伏电站。PV发电厂位于相对偏远的地方，在那里用电需求和用电资源都相对不多。在整个电能传输过程中，都存在着相应的电能变化，直接影响到电网的稳定运行。电能的变化还直接影响到电能的长距离传输，从而对电网系统的无功功率平衡产生重要影响。这对于整个网格的平衡有很大影响。

2.4影响了电能的质量

在电力系统运行管理中，电能质量管理至关重要。电力企业的电能质量不仅是电力企业市场竞争力的象征，也是其标志。电网电能质量检测最直观的方法是电压、频率和波形的检测。相对于传统的发电系统，光伏发电系统在电能质量检测方面存在着很大的问题，造成这类问题的主要原因是由于其工作原理的限制。在并网发电系统运行过程中，光伏发电系统的发电量会增加。在传统的发电系统中，由于所连接的光伏发电机组的数量不同，往往会引起原有结构的改变，从而使电网的潮流控制变得困难。在控制难度增加后，电力系统调节难度也增大。PV并网发电系统运行时，功率的变化会给系统带来不同程度的破坏。此外，在整个光伏发电系统中，发电机组的开机与停机都会影响电能的传递，从而直接改变电能传递的质量，进而影响用户的使用。此外，谐波污染也是影响电能质量的一个更为重要的因素。谐波与光伏系统中的逆变器有着密切的关系。随着用电设备和能源设备的增加，家用电器的功率也会增加，耗电量也会增加。若输送时间过长，产生谐波污染的可能性较大，电脑的质量也会受到更大影响。

2.5孤岛效应

电网中的“孤岛效应”是指电流通路存在于电路的某一特定部分，但实际上没有电流流动。随着光伏电站与电网联接发电，孤岛效应产生的可能性增大。这样做不但会损害光伏电站本身的设备，也会损害大电网本身的设备，从而扩大事故的范围，影响供电公司的维修工作，危及他们的人身安全。所以电网监管中心要做好相关工作，确保电网安全稳定运行。为了保证供电可靠性，调节中心必须在孤岛电网不存在的情况下，迅速切断孤岛电网。同时，当它与系统并排放置时，必须进行同步检测，并采取一定的措施降低对系统的影响。

3.对于光伏发电未来发展的建议

3.1能源技术的提高以及电网结构的优化

光伏发电利用太阳能进行电能的转变，因此是一种清洁的能源。但由于受环境因素的制约，其稳定性有所下降。要解决这一问题，必须改善电网结构。在能源技术方面，光伏能源与电网的兼容性直接关系到电网结构的一致性和能源开发需求。掌握本地光伏发电规模及分布，优化电网运行，探索直流输电及交流输电灵活技术，保证光伏发电系统稳定运行，是加强电力监管的关键。

3.2科学规划,加强管理

为支持光伏发电技术的发展，有必要对光伏发电系统进行科学规划，充分研究其自身电网的负荷、容量、结构，并对其自身可接受的电能质量范围进行模拟和测试，确定合理的方法。与此同时，要加强对相关人员的日常管理和培训，及时修订和签订调度协议，使各类调度关系得到有效落实。在无故障情况下，严格执行维护计划，杜绝计划外合并和停用。与此同时，要加强光伏变电站自动化设备的运行监测，及时收集、报告实时信息，充分利用新能源，合理安排生产计划，以提高变电站自动化水平。电力网的发展和进步

4.结束语

光伏发电是国家出于社会环境保护考虑大力发展的能源产业。目前的该系统由于其自身的工作原理和系统结构，还不能完全适应于实际应用。但在清洁能源受到广泛关注的今天，光伏发电系统仍有很大的发展空间。今后，随着电力系统的逐步发展，它将有效解决电力系统自身的功率调节问题，有效提高供电能力，在电力时代中发挥更大的作用。

参考文献

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