刍议光伏发电系统对电力调控的影响论文_谭翔宇,胡玉利,谭桢昊

刍议光伏发电系统对电力调控的影响论文_谭翔宇,胡玉利,谭桢昊

(博尔塔拉供电公司 新疆博尔塔拉蒙古自治州 833400)

摘要:中国属于具备高太阳能资源的国家,这使得国内具备了大力发展光伏发电系统的基础条件。就目前而言,随着国家在2018~2019年持续出台对环境治理及维护的相关政策,环境整治将是未来社会发展中政府着重注意和出力的区域,此外在2018年全国用电量已突破两万亿千瓦大关,同比增长了9.3%。环境整治战略加强,政策实施加快,同时电器行业迅速发展,社会用电量激增,这两个社会因素的共同发力促使大众对发电系统提出了更高的要求。这种情况下,资源广泛、没有污染的光伏发电崛起并成为社会主流发电系统已经成为一种不可逆的趋势。2018年6月国家能源局发布《关于2018年光伏发电有关事项的通知》,先后提到十八大和十九大中的能源新战略问题,强调“清洁能源产业”将是未来的战略发展方向。而在清洁能源产业中应用度最广、代表性最强的光伏发电成为《通知》着重提及的产业发展对象。中国是全球最大的光伏发电应用市场,国内的新增装机已保持五年世界第一,而光伏发电建设速度还在不断上升,2017年国内的光伏发电装机容量为1.3亿千瓦,2018年上升到1.4亿千瓦,光伏发电的应用市场正在以肉眼可见的速度迅速扩大,但伴随光伏技术应用而来的诸多问题也开始逐渐显现。

关键词:光伏发电系统;电力调控;影响

1光伏发电原理以及特点

1.1光伏发电原理

随着我国城市经济水平的不断提升,我国在城市建设的过程中对电力的需求也在不断增大,这使得电力单位所面临的压力也在持续加深。在此背景下,我国电力单位逐渐开始运用新能源光伏发电系统,其可以有效缓解我国的能源紧张问题。在对光伏发电系统进行应用的前期,首先必须要对光伏发电原理进行了解。光伏发电的核心部件是太阳能光伏电池,其主要是由薄膜或单晶硅或多晶硅等材料制成,其工作原理与二极管较为相似,但不同的是在光伏发电太阳能电池中所起到推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热,即光生伏特效应。而光伏发电系统主要指的是由光伏电池、逆变控制器等核心部件等组成的系统,其包括了离网光伏、并网光伏发电两个系统。在实际的应用过程中,由于离网光伏发电的操作较为简单,其适用范围较广,因此使用率较高一些。而并网光伏发电系统由于蓄电池体积较大,在太阳能电力不够时需要通过电网购电才能够保证后续的使用,发电成本较大,而且后续的维护工也作较为复杂,使得实际应用程度较低。

1.2光伏发电特点

在光伏发电系统的应用过程中,运用光伏发电可以有效节约资源,从而减少发电单位的成本,促进其长远的发展。光伏发电之所以能够进入到电力市场,与其自身的优势与特点有着密不可分的关系。首先,光伏发电可以作为分散式电源进入到电力市场,可以在市场中取代常规能源,也可作为常规能源的补充,能够有效解决特殊领域的用电需求,进而保证用电区社会大众的正常用电生活。此外,光伏发电还具有充分的清洁性,其主要体现在光伏发电属于清洁能源,且在使用的过程中不会对环境产生污染。同时,光伏发电还具有绝对的安全性,在并网光伏发电系统中的电压一般在220V以下,电压较小可以有效规避应用过程中的风险性问题。最后,光伏发电还具有极强的实用性,在后续的应用过程中其使用寿命较长,且不易受到各方面因素的影响,具有很强的稳定性。光伏发电凭借着自身的优势在发电系统中获得了广泛应用,而要保障其作用得到充分发挥,相应的单位以及工作人员必须针对实际情况进行分析与探究,通过有效的应用途径来发挥其效能,从而促进我国电力单位的稳定、健康发展。

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2光伏发电技术的概述及对电力调控的影响

2.1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。

2.2对调控管理方面的影响

光伏发电系统作为一种和火电、水电等电力系统迥异的发电系统,在运营人员上和传统大型国有发电企业存在极大的不同,其自身的需求具有相当程度的灵活性,并会因此出现“量身订做”的情况,即根据自身的需求对机组进行并、解列。另外,光伏发电由于其自身发电原理所受自然条件的影响,使其充满了随机性与不可控性,让配电网侧的能力管理相较于传统火电、水电出现了很多的新难题,同时也让调控中心的调控力度及实施难度猛增不降。此外,在未来大型并网光伏发电站的数量只会越来越多,其直接接入的电压等级也在提高,电网调控的管理模式也会更加复杂化。

2.3影响电站的发电计划

国家此前的主力发电方式是火电,也就是煤炭等燃烧物发电,火电因污染等问题在未来的发电系统中正逐渐被边缘化,但光伏发电要想完全取代火力发电还存在很大的缺陷。火电虽然对环境的污染巨大,但在其功率的输出上具有光伏发电所不具备的稳定性和可预测性。相较之下,光伏发电依赖光照,因此季节、空气温湿度、天气等环境因素都会对其产能带来影响,所以光伏发电充满很强的随机性和不可控性。也正是这层不可控性,使得光伏发电系统的运行稳定性受到了极大的阻碍,这也增加了以光伏发电系统发电的电站在制定发电计划以及实施时的难度。在国家能源局的《2018年光伏发电通知》公布之后,未来的光伏发电应用数量和应用范围还会持续增高,而这样一来,供电公司的电力调控难度还会走向越来越困难的状态。

3光伏发电的未来前景

首先,光伏发电是一种单独的光伏系统,在离网工业领域、交通信号灯、离网住宅供电领域等方面有着较大的发展空间。现阶段,一些太阳能路灯、机场跑道照明系统、隧道照明系统等均是单独的光伏发电系统。其次,其属于并网光伏系统,在缓和光伏、用户并网光伏以及电站系统中有着良好的未来前景。最后,光伏发电目前在光伏声屏障系统与建筑一体化中的利用率也逐渐升。所谓建筑一体化,具体是指其建筑、景观相融合,光伏市场中占据较大份额的是基于BIPV的光伏屋顶,特别是近些年德国与日本在安装光伏时均采用了并网方式。

结束语

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。综上所述,以上内容就是光伏发电系统对电力调控影响的论述。

参考文献:

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论文作者:谭翔宇,胡玉利,谭桢昊

论文发表刊物:《河南电力》2019年1期

论文发表时间:2019/8/30

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