摘要:当前,能源在社会发展中起到越来越重要的作用,其推动着科技的进步,并保障经济与社会的持续发展,因此,解决能源短缺问题已经刻不容缓。相比于其他能源,太阳能拥有清洁环保,取之不尽用之不竭等特点,符合当前的可持续发展理念,因而在新能源领域拥有更大的潜力。但由于光伏并网技术尚存在一些问题,使得并网存在困难,国内目前存在电力资源分布不均匀的现象,为解决此现象,目前亟需提出有效的方法来解决光伏并网技术存在的问题。
关键词:光伏发电;接入;电网;影响
1光伏发电国内发展状况
根据智研咨询机构公布的《2017-2022年国光伏市场行情动态及发展前景预测报告》可以非常明显地看出,我国的太阳能总量呈现非常可观的势头,报告显示,我国一年总的日照时间大于2000个小时并且一年太阳的总辐射量大于5000MJ/m2的地方竟然占到了全国总面积的三分之二以上,这些数据的得出对于发展光伏是极其可观的。根据相关资料的统计和分析,我国陆地总面积每年所受到的太阳能辐射量可以达到3.3x103-8.4x103MJ/m2,如果换算到煤的话,这些太阳辐射的总量转化的电能可以等同于2.4x104亿吨的标准煤燃烧时发出的电量。
对于我国而言,光伏产业现如今己经呈现出了明显的规模和制造成本的优势。我国的光伏材料多晶硅的产能已经达到了8万吨,光伏电池的产能达到了30GW,组件产能也是由原来的相对而言比较低的值增加到了40GW。这些产业的规模越来越大,产业的集中度也在越来越高,相应的生产成本也在逐渐降低,相关的生产设备也越来越完善,这些因素的存在使得中国的光伏产业的发展迎来了一个新的春天,完全呈现出了越来越好的优良前景。
2光伏发电接入对配电网可靠性的影响
配电网是整个电力系统的最后环节,也是整个电力系统最重要最关键的一步,是为用户提供电能以及配送电力。因此,配电网的供电可靠性一直备受关注。当光伏发电接入配电网后,配电网可靠性也随之受到影响。主要体现为以下几方面:
(1)光伏发电容量与配电网系统容量相比足够大时,会影响到配电网短路故障电流,进一步会影响到常规配电网保护整定和配合原则,造成系统保护拒动或误动的结果,降低配电网系统供电连续性和可靠性。
(2)光伏发电具有正特性,白天发电量大,与配电网负荷工作情况相似,可以削峰缓减配电系统过负荷问题。即使配电网某个支路发生故障,也不会影响到光伏接入附近负荷供电连续性,此时光伏电源与附近负荷形成孤岛运行,这样提高了配电网供电可靠性。但是孤岛运行也会带来一些弊端,会出现电压、频率不稳定现象影响配电网供电可靠性;甚至出现运行检修人员在故障后意识不到孤岛自给供电系统的存在而造成安全事故。
(3)光伏接入配电网后,配电网变成多电源的网络结构,配电网潮流双向流动。光伏接入位置以及方式对配电网可靠性也有一定程度的影响。一般来说,光伏发电从多处接入配电网比集中接入的可靠性高。
3解决策略
3.1“孤岛”检测问题
电力公司要求接入电网的光伏发电站必须配备防“孤岛”检测装置来防止对人身和设备的伤害,而逆变器的“孤岛”检测就是需要解决的一个核心问题。常用检测“孤岛”的方法主要有主动式检测法、被动式检测法和通讯式检测法。主动式检测方法是向是逆变器的输出加入一定规律的扰动信号,当电网正常供电时,电网的钳制作用使得扰动信号对电网无影响,一旦电网出现故障,扰动将快速累积并超出允许范围,便可检测“孤岛效应”;被动式检测方法是利用电网断电时逆变器输出的电压、频率、相位或谐波的变化进行孤岛效应检测;通讯式检测法是利用通讯手段检测断路器的开断状态或发出载波信号并根据信号的变化判断“孤岛效应”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主动式检测法的检测精度和准确率高、检测盲区小甚至无检测盲区,但会影响电能质量;被动式检测法不会影响电能质量,但存在较大的检测盲区;通讯式检测法实时性强,稳定性高,对电能无影响,但成本较高,操作复杂,经济利润低。
3.2电网运行控制
对于并网之前的配电系统来说,其调度以及监控等都是由电力机构统一进行管理的,原有的配电网结构属于无源的放射式,所以在开关操作方面、信息采集方面以及能源调度方面都相对比较简单。但是在光伏发电系统并入之后此过程就变得非常的复杂,要想有效控制电网的运行需要对光伏电站的发电情况进行远程监控,对于分布式光伏发电信息以及对象进行远程的监视,这样能够确保充分掌握并控制分布式电源的投入、退出以及功率的流动。
3.3建立健全光伏并网的相关标准以及规范
在正式进行并网之前,电网首先要对光伏并网发电系统相关的技术参数、基本控制性能和电网能够承受的扰动能力的相关标准进行充分的研究分析,制定出光伏并网的相关技术标准(主要包括接入电压等级、光伏发电的规模、无功配置以及电能质量等等),同时也要对大规模接入光伏发电系统所需要具备的条件等相关技术标准以及规范进行研究。通过相关标准和规范的制定,从制度层面来保证并网后不会对原有电网安全运行造成损害。
3.4光伏发电质量
针对光伏接入后电能质量问题,国内外学者提出了许多抑制谐波的方法,如:增加谐波补偿器、无源固定频次滤波器、有源滤波器、混合滤波器等。电力公司制定相应的技术标准来限制光伏发电的谐波数,同时也制定相应的计划定期对光伏发电系统的逆变器实施检测以及维修,确保光伏发电质量。根据《分布式电源接入配电网设计规范》,分布式电源(10kV接入)应实现电能质量在线监测功能,并可监测三相不平衡电流,该分布式发电应保证并网点处功率因数在0.95以上,向配电网送出的电能质量应满足以下指标:电压波动:输出为正弦波,电压波形失真度不超过5%;电压值:电压值偏差小于额定电压的7%;频率:输出电压频率为50±0.5Hz;谐波:分布式电源接入配电网后,公共连接点的谐波电压应满足GB/T14549的规定;直流分量:向公用并网点注入的直流电流分量不得超过其交流额定值的0.5%。
3.5合理开发利用光伏资源
近几年国家大力倡导发展光伏发电产业,积极推广“光伏扶贫”工程,走出一条产业扶贫、生态发展扶贫和清洁能源建设扶贫的新路子。光伏扶贫清洁环保、技术可靠、受益稳定,既发展了新能源,又实现了脱贫增收,为贫困地区脱贫攻坚培育了新产业,为壮大贫困村集体经济开辟了新路径,为解决贫困群众稳定脱贫提供了新手段。但是新能源项目的选址与电网发展的衔接不够,无序开发问题严重,电力公司要提前介入、提前规划,理顺光伏发电并网管理流程,深入贯彻国家光伏政策,实现政府、贫困户和电网发展共嬴,合理利用土地、厂房或仓库屋顶、水库、湖泊等现有条件开发太阳能资源,为光伏行业的发展铺路护航。
结语
光伏发电项目虽已发展数年,但是目前国内光伏发电的大规模应用尚未展开。应未雨绸缪,提前规划整体发展,为光伏发电并网做好准备。这需要电网企业,光伏企业,开发商的共同努力,电力部门需加强电网建设,光伏行业亦需制定出合理的入网标准,完善行业规范,并制定一系列强制标准规范以提高产品质量。
参考文献
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作者
武星辰,身份证号码:13070219860614xxxx。
论文作者:武星辰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/25
标签:光伏论文; 电网论文; 配电网论文; 孤岛论文; 电能论文; 电压论文; 谐波论文; 《电力设备》2017年第25期论文;