摘要:随着我国社会水平的提升,经济步伐的推进,我国的电力事业也在这个过程中得到了较大程度的发展。其中,光伏发电和风力发电是两种类型较为特殊的电力,且其同常规使用的能源类型存在较大的差异。
关键词:风力发电;光伏发电;并网技术;电力系统
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。
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。孤岛效应的出现频率与光伏、电力发电量息息相关,光伏、电力发电量越大,孤岛效应出现频率越大。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。
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3风力发电和光伏发电并网问题的解决措施
3.1构建风力发电和光伏发电系统的研究验证环境
3.1.1建模研究与验证环境
对于风力发电和光伏发电系统来说,需要能够首先对其发电系统的特性进行研究,并在相应的电力分析软件中对这两种发电系统建立起全面的动态以及静态模型,并将光伏发电同控制器的两种特性进行全面的比较,并在比较的基础上建立起一套完善且全面的风力发电和光伏发电控制系统模型,从而通过在电力软件对这两种发电系统所具有的供电能力进行计算的基础上,为后续风力及光伏发电的验证以及测试打好基础。
3.1.2仿真实验环境
在对风力及光伏发电系统进行建模研究之后,也需要能够适时地对风力及光伏发电典型的案例进行研究,并对典型案例的发电系统、运行方式、故障场景以及对其进行控制的措施进行研究分析,之后再对这部分案例进行仿真计算,从而能够通过这种方式不断地积累相关经验,并以建立专门数据库的形式将这部分成功的参数以及做法为后续工作的开展作出保障。
3.2深入研究风力及光伏发电系统同电网共同作用的机理
当风力及光伏发电网络通过微网的方式同电网进行连接之后,两者间所具有的作用情况则是十分复杂的,且会对电网的运行特性产生较大的影响。而对于这种情况来说,则需要能够通过全新的方式对影响情况进行分析,并且需要通过全新的分析方式对配电系统的稳定性以及同微网之间的影响进行研究,从而通过这种形式来找出主网同微网之间所存在的本质区别以及发展的方式。
3.3研究新型配电系统的方式
在对风力及光伏发电并网工作所具有的特点进行一定的掌握之后,则需要对配电系统的方法以及规划理论进行一定的研究。首先,需要找出风力及光伏发电电源的优化位置、容量以及选址情况,从而以此为基础进一步地对风力及光伏发电的控制方式、并网方式以及接入位置等等进行研究,并更好地分析电网对于电压波动以及电压谐波所产生的影响。而在实际开展规划的过程中,也需要能够充分地对风力及光伏发电在电网运行过程中的合理性进行考虑,并对其影响进行评估,从而在电力系统的层面上保证整个配电网络能够以一种环保、经济、安全的方式运行。
3.4风力及光伏发电电网运行的控制设备及技术
3.4.1对于光伏发电系统而言,其通过微网接入到系统之中,从而以一种非常彻底的方式对系统故障原有的特征进行了改变,而这也会使电网在出现故障后一系列电气量方面具有了非常复杂的变化,而以往经常使用的故障检测方法以及保护方式也会因此而受到较大的影响,对此,就需要我们能够努力地根据实际情况,在今后不断地研究新的电网保护方式以及新技术。
3.4.2当整个电网系统出现故障时,并网分布式电源则会同主网断开,并能够继续以独立运行的方式向本地符合继续进行供电。而面对这种情况,为了能够更好地保障用电的质量以及安全,就需要我们能够及时地对这种孤岛情况进行检测,并对这种孤岛同系统所分离的部分实行适合的调控措施,并在整个系统故障解决、恢复运行之后再继续以并网的方式运行。同时,还需要我们能够努力研制出更及时、更准确的孤岛检测方式,以及在紧急状态下对于孤岛进行划分的优化技术,从而能够在系统产生故障时能够更好地对故障进行切除、更好地恢复供电。
4结束语
电力资源是目前我国社会与经济发展过程中一个非常重要的资源,而风力发电以及光伏发电更是保障我国电力事业发展,保护我国环境能源安全的一个有效方式,需要我们加以充分重视。当前,我国在风力发电及光伏发电的并网方面还存在着很多的问题,需要我们加强这方面的研究和投入,以新知识和新技术的应用来应对这些问题,促进风力及光伏发电的发展。
参考文献:
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[2]王超,徐建源,李家珏,等.计及多频率调节因素的孤岛频率协调方法研究[J].东北电力技术,2013,34(2):1-4.
论文作者:包文静
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
标签:光伏论文; 风力发电论文; 风力论文; 方式论文; 系统论文; 电网论文; 孤岛论文; 《电力设备》2017年第8期论文;