摘要:随着我国经济的发展,能源与资源的消耗对环境的影响日益严重,光伏发电作为清洁能源其开发利用显得日益重要。光伏发电系统具有资源普遍、无污染,设备可靠,维护简单并受地域条件限制小的特点。并且,我国太阳能资源十分的丰富,排除西南以及黑龙江边境地区外均为高太阳能资源区,这对发展光伏发电系统十分有力。同时,光伏发电也存在着诸多问题,如功率输出不稳定,可调度性差,并具有间歇性发电和随机波动性变化的特点。这些都对电力调控造成一定影响,对电力调控工作的管理与操作提出了一定的挑战。因此,本文就光伏发电系统对电力调控的影响进行了分析与探讨。
关键词:光伏发电;电能质量;电力调控;电网安全
引言
在电力调控中,重要参数为配电网的电压值,当发现电网线路的电力参数超出设定值时,需要采用合理的方法完成调控工作。当光伏发电系统接入电网中时,会对配电网产生两种影响:积极影响是,可以发挥稳压作用;负面影响是,光伏发电系统的相关运行参数会导致电网中电压的稳定性下降,降低了整个系统的运行质量。
一、光伏发电对电力调控的影响
光伏发电为可再生的清洁能源,是未来新能源发展的重要趋势,但其与传统化石能源有着很大不同,比如发电的间歇不稳定性、波动性,昼夜功率输出的不可调整性等,均使之在与大电网并网运行后影响大电网本身的稳定性与供需平衡,这就对电力的调控工作造成了传统能源未产生过的影响。
1.1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。
1.2发电计划方面
我国电网长期以来均以火电发电为主,其功率的输出具有良好的稳定性与可预测性。但光伏发电受到季节、温湿度、天气的影响,使其充满了随机性与不可控性,影响了系统运行的稳定性,增加了电网发电计划的制定与实施的难度,并且随着国家新能源政策的推进,光伏发电所占比例将会进一步提高,必将增加供电公司电力调控的难度。
1.3继电保护方面
光伏发电系统的并网使得电网中的潮流具有了双向性,并且电网故障时短路电流的大小、方向以及分布也会因此而有所改变。因此光伏发电系统与系统变电站均需要装设继电保护装置,防止故障后的系统失稳与对系统反送电,保护光伏发电站本身也保护系统不受到故障多次冲击。当已并网的光伏发电系统向大电网输入功率时,会使原继电保护装置的保护范围缩小,从而影响到继电保护装置工作的灵敏性与可靠性。
1.4孤岛效应
在电力系统中,孤岛效应是指电路的某个区域有电流通路而实际没有电流流过的现象。随着并网光伏电站的增加,孤岛效应发生的概率也会随之增加,其不仅会对光伏发电站本身的设备造成损害,也会对大电网本身的设备造成损害进而扩大事故,同时还会对供电公司的现场检修人员的人身安全造成威胁。因此电网调控中心做好相关工作来保障电网的安全稳定运行至关重要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当孤岛电网不再因保供电可靠性而存在时,调控中心需迅速地检测出孤岛电网并可靠切除。并且当其重新与系统并列时,应做好同期检测并采取一定措施,减少对系统的冲击。
1.5调控管理方面
由于光伏发电系统运营人员不太同于原有的大型国有发电企业,其自身的需求具有一定的灵活性,并会因此出现根据其自身需求并、解列机组的情况。同时由于其自身发电原理的所受自然条件的影响,使其充满了随机性与不可控性,都使得配电网侧的能力管理增加了新的问题,也加大了调控中心调控力度的实施难度,并且随着大型并网光伏发电站的增多,其直接接入的电压等级也在提高,电网调控的管理也产生了新时期的挑战。
二、精心调控,确保电网安全
供电公司作为服务型企业,有责任与义务保障电网运行的安全与稳定,以及新能源的健康发展与使用。调控中心作为供电公司的实际执行与操作机构应就新的能源结构与工作形式做好相应的工作进步,合理安排好电网的调控,保障光伏发电站与电网的安全运行。
2.1合理应用电力法律法规
尊重科学发展进步的脚步,遵守电力市场的规律规则,结合光伏发电的自身特点与本地电网特有的运行情况,制定切实可行的电网调控管理办法,使自身的工作具有合理性与合法性,同时兼顾本地电网运行的特殊性,实现精心调控,优化调控,与时俱进,确保安全。
2.2优化电网结构与技术
光伏发电作为清洁能源具有巨大的优势,但其自身的不稳定性与不确定性也是其最大的弱点,而电网机构是否科学合理、是否符合当前能源发展的需要决定了新能源与大电网的兼容问题。毕竟一个坚强的电网才是新能源技术介入的基础。调控部门应根据本地光伏发电的规模与分布情况,合理调整电网运行方式,调整相应的继电保护配合,从而从运行上为光伏发电企业做好服务,保障国家发展新能源的正确理念。并应用直流输电以及柔性交流输电技术,改进优化能源存储技术,从短路功率与动态稳定方面着手,既维护光伏发电的健康发展,又保障电网本身的安全运行。
2.3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。
三、结语
综上所述,在光伏发电系统接入电网中后,对电压调控系统产生的影响为,需要完成对整个系统的完善和优化工作,让该系统能够根据配电网网当前的运行状态,实现对整个系统的高效调整工作。在调控系统的设计中,需要能够控制光伏发电系统的接入容量、接入点位置,同时按照整个系统的运行状态合理控制运行负荷,并在配电网中设置无功补偿系统。
参考文献
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论文作者:王春莹
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/7
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