光伏发电系统对电力调控的影响探讨

魏秩群

（山东力诺电力设计咨询有限公司，山东 济南 250000）

随着经济的不断增长，资源以及能源不断的消耗，作为清洁能源的光伏能源的开发以及应用就显得越来越重要。我国太阳能资源非常丰富，在我国境内，除了西南以及黑龙江边境地区以外，其他地区均为高太阳能辐射区，太阳能资源特别丰富，在这些地区发展光伏发电，无论是地理位置还是光照条件方面都极其有利。然而，在实际的光伏发电在我们国家的发展却依然存在有许多的问题，例如，光伏发电的功率不够稳定、调度性不强、随机波动变化较大、间歇性发电等等特征。上述的这些原因都对于电力的调控产生了很大程度上的影响，对于电力调控以及管理工作而言，都将是一个巨大的挑战。

1 光伏发电系统的简介

我国光伏发电系统在光电效应的基础上，可以将太阳能资源转换为电力能源，并且将其用于人们的日常生产以及生活，这是因为太阳能电池板所发出的为直流电，可以经过转变成为交流电，接入国家电网系统。因此，光伏发电系统的环保性相对较高，不会像化石燃料燃烧那样产生空气污染。其中，主要的发电系统由以下几种：独立运行、并网型以及混合型。在上述几种光伏发电系统中，并网运行以及混合型系统的功率最大，会对电力调控带来一定的影响。

2 我国光伏发电系统对于电力调控的具体影响

我国属于全球最大的一项光伏发电应用市场，由于发电建设速度比较快，所以发电的应用市场有了很大程度的延伸，不过，光伏发电系统还对电力调控有着直接性的影响。

2.1 直接影响发电站的发电计划

目前，我国主要采取发电方式是火力发电，即使用一些化石能源、煤炭以及其他的物体进行燃烧发电，所以，伴随着时间的发展，在未来发电技术的发展过程中，火力发电技术所造成的污染问题已经被逐渐的边缘化。然而，未来发电技术如果想替代火力发电技术，仍然还是有许多的问题。当前使用的火力发电虽然对于环境造成的污染比较大，但是其发电的功率却远远大于光伏发电，并且电力也具有一定的稳定性。与火力发电相比较，目前应用的光伏发电系统却仅仅依靠太阳光能。会受到季节、空气湿度等等环境因素的影响，对于光伏发电技术而言，具有不可控制的特点。因为光伏发电系统的这层特点，所以，直接影响了系统的安全稳定性，与此同时，也极大地增加了光伏发电计划的实施难度。依据《2018 年光伏发电通知》，可以得出，在未来，光伏发电系统的使用数量以及范畴还会继续增加，这样，电力企业的电力调控难度就会大大增加。

2.2 光伏发电站所引发的孤岛效应

在电路上，存在某些区域已经存在电流通路，然而却没有实际的电流通过该区域，一般展现出电网失压的现象，对于光伏发电系统来说，仍然对电力网络中临近的线路实施供电，往往这就是电流系统中的孤岛效应。目前，我国不仅仅在大范围的推广光伏发电系统，同时，光伏发电站的数量也在不断增长。因此，伴随着光伏发电站的不断增多，电流系统中的孤岛效应也会越来越多。光伏发电站产生的孤岛效应，不仅直接影响发电站的有关发电设备性能，还会造成电网的损坏，从而引发更大的电力灾害。例如，如果电流通路中存在孤岛效应，那么在电流通路中就不会存在任何的电流，此时，电力系统处于正常供电，将会直接威胁到电力系统维修人员维修，造成极大的安全问题。因此，作为电力调控中心的操作人员而言，需要保证电力网络系统的安全稳定运行。

2.3 直接影响无功电压的特征

在通常情况下，主要依靠太阳能光照进行发电的系统是光伏发电系统。因此，太阳光照越充足，光伏发电系统所产生的电能就越多，根据光伏发电系统的这一特点，我国大多数的光伏发电站都位于太阳能资源特别丰富的高海拔地区。比如，戈壁滩以及沙漠等地方，其他一些人烟相对稀少的地方也会建立光伏发电站。光伏发电站所处的位置相对偏僻，这些地区对于电能的需求较少，在电力资源的需求也相对较少。因此，导致光伏发电系统会存在一种普遍的现象，即电力网络的容量极低。由于光伏发电系统对于太阳能光照要求很高，且光伏发电系统产生的电能需要远距离高压传输到各个地区。所以，在电能的整个运输过程中，会产生相应的电能变化，直接影响电网的平稳运行，电能的变化也会直接影响电能的远距离传输，对于电网系统中的无功平衡产生很大的影响，从而对整个电网平衡性造成巨大的冲击。

2.4 影响了继电保护

光伏发电并网运行系统使得光伏电网呈现出了双向性的特征，在这一现状下，电网故障期间短路电流出现了变化，无论是大小、分布还是方向等，都成为了几项影响因素，基于此，装设继电保护装置成为了光伏发电系统内十分关键的一个环节。通过这种方式，可以进一步提高电网稳定性，防止出现返送电情况。通常情况下，在电网中继电保护装置可以起到电力保护作用，避免电网受到损害。但是，在电网系统的实际运行过程中，并网发电系统向电网在输入功率时，往往会导致保护区域的大幅度缩减，继电保护设备难以保护电网，致使电网受到影响，这样就弱化了继电保护装置的可靠性和稳定性。

2.5 影响了电能的质量

在电力系统的运行管理工作中，电能质量的管理是电力系统中最为重要的部分，电能质量不仅仅象征电力企业，同时也代表着电力企业的市场竞争实力。在光伏发电系统中，并网运行直接影响着电力企业的电能质量。众所周知，如果想检测电网的电能质量，最直观的方式就是检测电力系统中的电压、频率、波形。与传统的发电系统相比较，光伏发电系统在检测电能质量方面是存在较大问题的，而产生这种问题的原因也大都与光伏发电系统的工作原理紧密相关。

如果光伏发电站处于并网发电系统运行时，发电系统的电力容量就会增加。由于连接的光伏发电机组的数量不一样，所以，往往导致传统的发电系统在原先的结构方面出现了很多的变化，因此，控制电网中的潮流就会变得愈发艰难。由于控制难度的增加，随之带来的就是电力调控难度的提升。光伏发电站处于并网发电系统运行时，功率的变化都会对于电力系统造成不同程度的损害。另外，在整个光伏发电系统内，发电设备的启动以及停止也会对于电力的传输造成影响，从而直接改变电里传输中电能的质量，从而直接影响用电客户的电力使用效果。除此之外，影响电能质量的另外一个比较重要的因素是谐波污染，电力谐波与光伏发电系统中的逆变器有着紧密的关系。随着电力能源设备的增加，使用的用电器功率也会随之变大，消耗的电能也会不断增高，如果运行的时间过长，谐波污染的可能性就越大，电能质量所受的影响就越大。

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

光伏发电是利用太阳能光照进行电能的转化，因此是一种清洁能源。然而，其自身也受到环境因素的制约，产生了稳定性下降的现象，要想解决此种情况，就需要提升电网机构的合理性。在能源技术内，电网结构和能源发展需求是否相一致和光伏能源以及电网兼容情况有着直接性的联系，这是因为电网是介入的重点，电网本身性能和能源技术介入联系教秘。基于此，强化电力调控的重点是掌握本地光伏发电的规模和分布情况，优化电网运行方式，探究直流输电和柔性交流输电技术，确保光伏发电系统的稳定性。

3.2 加强电网结构分布以及研究

光伏发电系统被积极的推行以及发展的过程中，需要重点做好光伏发电系统的规划工作。由于受到光伏发电系统自身因素的影响，导致了光伏发电系统中的电能质量大幅度降低。因此，需要对光伏发电站的电网负荷情况、电机容量以及电力系统的结构进行调查研究，从而提升电能的质量。

4 结语

随着光伏发电技术的进一步发展，我国的电力调控能力也会进一步增强。因此，对于供电企业电力调控部门来说，在新的背景条件下，确保光伏发电技术的发展、提升电网的安全性是当前调控工作的重点。因为光伏发电技术具有不稳定性以及不确定性，如果在电力调控工作中依然采用传统的工作方法势必不能满足新形势下的工作要求。因此，就要求电力调控部门结合实际的工作情况以及发展趋势制定可行性方案，对传统的电网结构进行合理调整，使用继电器保护装置以及管理方式进行电力调控，同时，还要做好合理的规划，进一步促进光伏发电技术的发展。