光伏发电与风力发电的并网问题研究

经秋霞

摘 要：随着目前社会上对于电力能源需求量的不断增加，对于电力供应及发电效率的要求也越来越高，在这种情况下解决发电问题已经成为必要的社会性任务。就目前的发电情况来看，由于光电发电与风力发电的环保性特点，已经成为越来越重要的发电形式，但在与电网并网中仍旧存在一定问题。基于此，本文主要针对光伏发电与风力发电的并网问题进行研究，以实现光伏发电与风力发电的融合，实现更好的电能供应。

关键词：光伏发电;风力发电;并网

光伏发电与风力发电属于目前常用的两种发电方式，并且在电力工程中都发挥着重要的作用，相比于传统发电方式也都有着明显的优势。在当前光伏发电与风力发电的实际应用来看，为能够得到比较满意的成果，需要促使光伏发电与风力发电的并网问题进行研究，从而使发电效率及有效性可以提升，更好进行电力供应，使社会上各个方面的用电需求得到满足，因而需要相关人员注重这一方面的研究。

1 光伏发电与风力发电并网特点及发展现状

（1）并网光伏发电的特点及现状。所谓并网光伏发电所指的就是使太阳能光伏发电与电力系统之间实现连接，组合形成并网型发电系统，从而将无功功率及有功功率提供给电力系统，促使光能转变成为电能，并且利用电压器转变成为与电网相同的电压，确保电网系统中电能的正常有效传送。由于在光伏发电中不必使用蓄电池，可以使资源消耗及对环境所造成的污染得以减少，并且可以实现实时供电，在实际运行中也更加具有安全性及环保性，同时操作也相对简单，经济效益及社会效益都比较高。但是，光伏发电受环境及技术因素影响比较大，仍需进一步进行研究。

（2）并网风力发电的特点及现状。对于并网型风力发电，其所指的就是使风力发电系统与电网进行并网，在通过电网进行发电的基础上，利用风能实现电力系统供电中的补充。由于风力能源属于清洁能源，可以减少环境污染，并且可以进行循环利用，实现资源利用率的有效提升，减少对不可再生资源的消耗。然而，风力发电并网后由于风力资源特点的影响，在实际的发电中可能会存在一定的问题。比如，由于风能具有波动性的特点，风电较光伏更难以准确预测，因此会增大对电网的扰动，增加电力负荷平衡难度。

2 光伏发电与风力发电并网中存在的问题

（1）并网中产生孤岛效应。就当前光伏发电与风力发电并网实际情况来看，在电网系统维修及发生故障的情况下，很容易导致孤岛效应出现，这种情况下光伏发电系统及风力发电系统及其所带的用电负荷会脱离电网，形成孤岛。在主电网与部分电网断开的情况下，对于孤岛部分的供电，需要完全由光伏发电系统或者风力发电系统供给，导致用户在用电时出现不稳定情况，还会对人们的生命安全产生威胁。在电网实际运行过程中，孤岛效应的产生很容易对供电线路造成损害，对于配电系统内部的保护开关也会产生影响，对电力系统设备运行安全会产生威胁。同时，由于孤岛区域内电流频率及电压波动性，对电力系统设备也很容易造成损坏。

（2）光伏发电与风力发电的可靠性缺乏。就目前光伏发电与风力发电的实际运行情况来看，其可靠性并不是特别理想，具体来说体现在以下三个方面的内容。首先，在电力系统的实际运行过程中，在供电发生中断的情况下，光伏发电及风力发电也会停止工作，致使供电无法顺利进行，在供电方面的可靠性比较缺乏。其次，在实际供电过程中，电力企业在对光伏发电与风力发电进行应用时，并未能够有效进行继电保护，在继电保护方面很容易有误动状况发生。第三，在电力设备安装过程中，电力企业所选择的有关连接方式及安装地点，与风力发电及光伏发电实际需求并不符合，这种情况下也会导致供电缺乏可靠性。但是，与以上三个方面相比较而言，在光伏发电及风力发电这种影响更为严重的因素就是不同天气条件下的不稳定的风速及光照，这两个方面都会导致实际发电过程中电压发生明显变化，对发电效率产生不利影响。

（3）并网中的效益问题。在对光伏发电及风力发电实行并网处理方面，配网中的一些老旧电力系统设备会由此转变成为备用设备。比如，在光伏发电及风力发电的实际运行中，对于实现与配电系统相连接的有关电缆线路及配电变压器，会由于自身的负载太小而导致轻载状况产生，在这种情况下这些配电设备也就成为备用设备，有些成为闲置设备，这种情况下配网的实际运行成本会有所增加，导致电网整体效益受到不利影響，致使电力企业所得到的市场效益降低，也会影响到其社会效益，不利于电力企业的发展[2-3]。

3 光伏发电与电力发电中并网问题的解决途径及策略

针对上述光伏发电与风力发电并网中存在的问题，需要电力工作人员探索解决这些问题的有效途径及方式，以实现更理想的并网，主要就是需要从以下几点入手。

（1）加强孤岛效应的检测。在目前的光伏发电及风力发电的并网过程中，由于逆变器负载所产生的影响，在实际并网时可能会有断电发生时电压频率反向输出的状况出现，在这种情况下，逆变器运行过程中的输出功率会有很大误差，会有孤岛效应产生。基于这种情况，电力企业需要将逆变器输出功率作为基础，通过检测设备的利用对频率偏移情况进行检测，对于得到的检测结果需要向值班人员及时发送，以便及时进行有效处理。同时，在电网系统的实际运行过程中，需要将并网中逆变器所具备的作用充分发挥出来，从而使公共电网与并网系统在输出电流频率方面保证一致性。但是，在实际运行中需要注意的一点就是在有比较大的相位差出现时，需要及时检测两者之间存在的差距，对于电流电压变化情况需要及时充分掌握，对并网系统中孤岛效应的存在状况进行分析，对于这种检测方式而言，其优点就是操作比较简单，并且可以对存在的各种问题更直观地进行了解，有利于并网中孤岛效应问题的有效解决，使光伏发电与风力发电并网更好实现。此外，在孤岛效应的检测方面，应当进一步研究相关的检测方式及方法，探索更加科学合理的现代化检测方式，通过对科学合理的检测方式进行应用，及时发现孤岛效应，也就可以对孤岛效应的发生及时进行处理，减少孤岛效应所产生的影响，为光伏发电与风力发电并网的更好实现提供更理想的支持及依据，确保并网系统的更合理运行。

（2）进一步完善光伏发电及风力发电系统。在光伏发电系统及风力发电系统并网后，电力系统运行特点发生改变，在实际运行过程中很容易导致一些问题的产生，并且这些问题中的大多数都是电气量方面存在故障。然而，由于光伏发电系统及风力发电系统自身存在比较明显的不可控性及不确定性，导致这些故障的复杂程度增加，并且也更加具有多变性，这对电网运行产生一定的不良影响，而导致电力系统的稳定运行受到影响。针对这种情况，电力企业应当与电网实际运行情况相结合，对于有关的并网系统保护方式进行深入研究，并且需要利用现代科学技术进一步完善光伏发电系统及电力发电系统。应当注意风力发电项目需要设置在具有丰富的风力资源的相关区域，但是这些区域通常与电负荷中心之间的距离比较远，需要建设比较长的输电线路，并且通道断面会对其产生影响及限制，因而需要对整体的电力系统进行重新科学合理规划，从而使风力发电并网中的次同步振荡情况可以减少，有效防止损坏风力发电机组设备，确保整体电力系统运行的稳定性及有效性，使风力发电系统的并网可以更好实现。而对于光伏发电系统，需要建設在比较空旷的区域，以保证充足的光照，使整个系统可以获得充足的光照资源，实现更理想的光伏发电，进而实现更有效的并网。

（3）新型配电系统的研究。在目前光伏发电与风力发电的并网过程中，需要以光伏发电与风力发电并网后的实际运行特点为基础，对更加有效的新型配电系统实行探究。在实际研究过程中，不但需要研究配电系统理论，对于优化的光伏发电电源及风力发电电源具体位置，同样需要进行考察，对于接入位置、容量比较以及并网方式进行深入研究，对于并网系统需要尽可能减少对电压波动及谐波所产生的影响。在今后的发展规划过程中，对于电网合理运行中的主要影响因素需要充分考虑，应当以客观角度开展评价，确保光伏发电及风力发电并网之后的系统具有较强的安全性，促使经济与环保之间可以实现有效统一，在此基础上保证并网可以得到满意的效果[3-4]。

4 结语

在当前的电力企业进行电力供应方面，实现光伏发电与风力发电的并网应成为必然的要求，同时也是必然的发展趋势，在提升发电效率方面有着重要的价值及意义，也就需要有效实现光伏发电与风力发电并网。作为电力行业的相关人员，对于风力发电与光伏发电需要加强认知，清楚认识两者在并网方面存在的问题，并且针对这些问题采取有效方式及措施将问题解决，确保光伏发电与风力发电并网的更好实现，实现并网系统的有效运行，在此基础上实现更加有效的电力供应。

参考文献：

[1]张小雷.风力发电和光伏发电并网问题研究[J].中国设备工程，2021（01）：206-208.

[2]谭志杰.风力发电和光伏发电并网问题分析[J].通信电源技术，2020，37（09）：271-273.

[3]王可舜.关于风力发电与光伏发电并网问题的探讨[J].自动化应用，2016（05）：75-76.

[4]苗蒙.风力发电和光伏发电并网问题的探究[J].东北电力技术，2016，37（03）：45-47.