光伏发电系统对电力调控的影响

2019-12-18胡明安陈家楷张鹏

魅力中国 2019年45期

胡明安陈家楷张鹏

（江苏省扬中市供电公司，江苏扬中 212200）

光伏发电作为新能源和清洁能源，是国家出于社会环保清洁考虑而在未来将要主力推行的能源产业。目前的光伏发电因自身工作原理、系统结构等问题，在具体的使用投入中还没法做到十全十美。但在清洁能源受到重视的当下，光伏发电系统也存在着极大的发展空间。在发电系统逐渐进步的将来，其自身的电力调控问题一定能被有效解决，让供电产能有效提升，在电力时代中发挥出更大的作用。

一、光伏发电系统对电力调控的影响

（一）对继电保护的影响

我国的配电网大部分是新型结构，如果将光伏发电系统直接进行并网可能会使得电网的拓扑结构变化，继电保护出现故障，光伏发电对于继电保护的影响主要有以下三大方面：第一，使得三段式的过流保护不能有效的对于故障电流进行判断，使得馈线动作困难产生误动或者拒动的情况；第二，高压熔断器的保护会受到影响，高压熔断器只能对于单个电源系统进行工作，在发生故障的时候，由于光伏并网系统较为复杂，无法对于多个系统进行同时的保护；第三，可能会造成孤岛效应，在进行光伏电站并网之后，如果发生短路故障就可能会使得母线自动切断，使得其他负载会受到牵连的影响。

（二）系统电能质量方面

电网的电能质量主要体现在电压、频率以及波形。而光伏发电系统其自身的工作原理决定了其此方面的缺陷性。当并网光伏发电站并网或与系统解列时，其有功与无功功率的变化均会对电网造成冲击。同时其内部光伏发电组件的启停也会造成输出的改变，从而影响电网的电能质量。而且在光伏发电产生的直流电源逆变成并网所需的交流电的过程中，将会产生大量的谐波污染。随着光伏发电在系统中所占比例的提高，其自身发电所具备的随机性与不稳定性导致电网内的频率出现经常性的波动。并且此时光伏发电产生的谐波经过能量的叠加，有可能超出系统可承受的范围。而且，系统中多个谐波源互相的影响还可能造成谐振，进一步危害大电网的安全运行。

（三）影响无功电压的特性

光伏发电系统本身是依靠太阳能资源产生电能，日照越充足产生的电能才越多，基于这一运行特点，国内很多光伏发电系统在建立之时都会选择海拔高、日光足的地方，比如像戈壁滩或者沙漠等处，或是其他人烟稀少的“无人区”。这些地段由于位置偏僻，电能的需求量少，相应的电系统负荷也不需要太高，因此也使得国内的光伏发电系统存在一个常见现象，就是以光伏发电系统供电的电网其短路容量很低。因为光伏发电系统需要日光充足的地方，而其产生的电能都需要用远距离高压输送到千家万户，在这一运输过程中，电能就可能发生随机波动，对于电网运行的无功平衡影响很大，因为随机波动的有功出力会穿越近区电网和长距离的输电通道，从而对无功平衡产生冲击，使得电网的整体平衡性都受到影响。

二、精心调控，确保电网安全

（一）科学规划，加强管理

在大力支持光伏发电这种新能源技术发展的同时，也要做好科学的规划，做好自身电网负荷、容量及结构的充分调研，仿真实验自身在电能质量等方面可承受的范围，确定合理的光伏发电装机容量。同时依据统一调度，分级管理电网调控原则，加强日常管理与相关人员培训，按时修改与签订调度协议，落实各级调度关系。严审相关检修计划，杜绝非故障情况下的非计划性并、解列行为。同时加强光伏变电站的自动化设备运行监控，做好信息实时采集与上报，做到充分利用新能源，合理安排计划生产，进而促进电网的进步发展。

（二）电网结构上的技术增强和优化

光伏发电的优势在于其作为清洁能源的独特性，而缺点则是受环境、天气等因素影响而带来的巨大的不稳定性与不确定性。要解决这一问题，电网机构的科学合理与否很关键。电网结构是否符合当前能源发展的需要决定了光伏能源与电网之间的兼容状况，因为在能源技术中，电网是其介入的基础，电网的坚强程度会和能源技术的介入状况产生最直接的关联。所以加强电力调控很重要的一个因素便是本地光伏发电的规模与分布情况的掌握，如果调控部门能够合理的调整电网运行方式，让继电保护可以展开合适的配合，那么对于电网运行就能起到一定程度的改进作用，从而在运行上让光伏发电系统产生更好的供电能力，让电力企业做好更好的供电服务。

三、光伏发电的展望

我国光伏发电虽然取得了很多的成就，但是依然有很多难题需要攻克，其发展前景是很好的，尤其是近些年来，我国加大了对光伏发电的投入，大力扶持我国的光伏发电企业，加快对光伏技术的科研投资，一系列的政策出台帮助光伏发电并网技术取得了很好的发展势头，尤其是一些前沿科技，不断突破欧美等发达国家的封锁，大大促进了我国光伏发电技术的发展，从很大程度上提高了我国的国际影响力，我们相信，随着我国光伏发电技术的精进，会不断的发展我国光伏发电产业，促进我国光伏发电技术的不断进步。