试析风力发电和光伏发电并网问题

2016-03-16王英法

环球市场 2016年14期

关键词：孤岛风力配电

王英法

潘集淮河河道管理局

试析风力发电和光伏发电并网问题

王英法

潘集淮河河道管理局

本文从风力发电及光伏发电并网的特点及现状出发，分析了风力发电与光伏发电并网过程中出现的问题，并针对这些问题提出了有效的解决措施，以供参考。

风力发电；光伏发电；并网

前言

风力发电、光伏发电目前已应用相当广泛。不过这两种发电方式所应用的能源在类型方面不同于传统应用能源，因此在实际运作以及调度过程中不可避免产生一系列障碍性因素。只有深入分析这些障碍性因素，在准确掌握其诱发主因基础上，制定具有针对性的解决策略，才能确保供电安全，提高电能的社会总效益。

1　风力发电和光伏发电并网的特点和现状

1.1并网型风力发电的特点和现状

并网型的风力发电规模普遍较大，由上百台风力发电机共同组合而成，其容量非常大，因而得到了大电网的有效支持，能够对风力资源进行充分利用和开发。风力资源属于可再生资源，且清洁无污染，并网型风力发电的最大优点在于对风力资源的有效利用。但同时也有一定的局限性，风力资源具有不可控性，现有的存储技术难以存储大量的自然风。并网型风力发电在我国有广阔的发展前景。目前，我国的风力发电成本在不断降低，发展速度也在不断加快。

1.2并网型光伏发电的特点和现状

并网型光伏发电系统是与电力系统连接在一起组成的光伏发电系统。并网型光伏发电系统可提供有功电能和无功电能，通过电流源方式将电能送入电力系统中。变换器能够将所需的电能形式通过电网进行传送，因此并网型光伏发电的过程并不需要蓄电池，这大大降低了运行成本。光伏发电不仅安全可靠，且无噪音和其他危害，安装和维护过程也比较简单，兼容性也非常好。目前，并网型光伏发电的发展速度异常迅猛，已经占据了光伏市场发展的一大半，国家也在不断扶持光伏市场，加大对城市和沙漠并网型光伏发电站的研发和投资。

2　风力发电与光伏发电并网问题

2.1并网过程中容易出现孤岛效应

孤岛效应即实际供电过程中，电力企业内部系统运行故障或维修问题导致电力供应中断，用户端发电系统因无法及时检测供电中断行为，而通过切断方式强行分离自身与市电网络，导致其周边光伏、电力发电网络脱离电力企业的掌控，以单独形式存在。电网运行过程中，孤岛效应极易损坏电力企业的供电线路，威胁相关人员的生命健康以及财产安全；直接影响配电系统内部保护开关的动作程度，进而诱发强大冲击电流，威胁电力系统设备的运行安全；孤岛区域内的电流频率以及电压由于存在巨大的波动性，也极易损害电力系统设备。

2.2风力发电与光伏发电在实际应用中缺乏可靠性

光伏发电及风力发电在实际运行中并不具有良好的可靠性，具体表现在以下三个方面：电力系统运行过程中，若供电中断，则风力发电或光伏发电工作便会立刻停止，导致供电工作无法顺利进行，供电缺乏良好的可靠性；电力企业在实际供电过程中应用风力发电方法或光伏发电方法，但却没有做好继电保护工作，继电保护执行过程中便极易出现误动等情况，导致供电工作丧失可靠性；电力企业在安装电力系统运行设备时所选择的安装地点以及连接方式，不符合风力发电、光伏发电的实际需求，也会导致供电工作丧失可靠性。不过，相较于上述三个方面而言，对风力发电、光伏发电影响最大的，是不同天气条件下风速的随机性、光照辐射的不稳定性，这两种因素均会导致风力发电、光伏发电的实际运行电压出现较为明显的变化，且不易准确预测、有效管控。

2.3风力发电与光伏发电并网产生的效益问题

对风力发电、光伏发电进行并网处理，配网中旧的电力系统设备将会转变为闲置设备或备用设备。例如，风力发电以及光伏发电在实际运行过程中，连接其与配电系统的电缆线路、配电变压器便会因自身负荷较小而出现轻载现象，进而致使配电设备转变为风力发电以及光伏发电的闲置设备或是备用设备，导致配电网的实际运行成本大幅度增加，严重损害了电网的整体效益，降低了电力企业的市场效益、社会效益以及经济效益。

3　风力发电与光伏发电并网问题的解决措施

3.1研究更有效的新型配电系统

要想研究出更具实际应用价值的新型配电系统，首先要深入了解并准确掌握风力发电网络、光伏发电网络二者并网后实际运作的具体特点；然后在此基础上，电力企业要明确落实风力发电网络、光伏发电网络二者的选址、电源容量以及电源优化位置，深入研究风力发电网络、光伏发电网络二者的接入位置、并网方式以及控制方式等，全面分析电网给电压谐波、电压波动带来的影响。电力企业在开展实际规划过程中还要充分考虑风力发电、光伏发电在实际电网运行过程中所应具备的合理性，并客观评估其具体影响，确保配电网络在实际运行过程中，具有良好的安全性、经济性以及环保性。

3.2完善二者电网运行的控制设备及技术

(1)完善光伏发电系统

电力企业通过微网方式，将光伏发电网络并入整体电力系统内部后，彻底改变电力系统在运行过程中的旧有故障特征，导致电网在实际运行过程中极易出现一系列故障，且这些故障多为电气量故障，具有较强的多变性以及复杂性，不仅会给电力系统检测方法带来巨大的挑战，还会严重影响电力系统的保护方式，增加检修工作量与工作难度系数。此时，电力企业必须结合电网实际运行的故障情况，不断深入研究相应的保护方式以及先进技术。

(2)加大孤岛效应的检测力度

电力企业电网在实际运行过程中若系统各个环节均出现了程度不一的故障，则并网分布式电源会自动切离自身与主网，确保自身处于独立状态，进而实现持续运行，以此满足本地负荷的实际供电需求。这种供电模式会严重弱化用电质量，降低用电安全性，易给日常生活与生产活动预埋下巨大隐患，威胁到人们的生命健康以及财产安全。电力企业要想确保居民用电拥有良好的质量以及安全性，就必须做好电网运行监测工作，一旦电网出现此类孤岛问题，便可以及时且准确发现，采取合理措施，有效调控从电网系统内部分离出去的孤岛部分，确保电网实现安全、顺畅运行。