摘要：光伏发电自身的局限性使其很容易受时间、气象、地理、容量等因素影响并因此使发电量减少，现阶段的技术和政策不完善更使得光伏发电并网发展困难。并网发电面临着昼夜、气象条件的变化，以及远距离光伏电能输送和耗能的问题，负荷峰谷也对电网具有很大的影响。提出了为提高太阳能利用效率，电力部门在加强电网建设的同时，光伏行业亦需提高产品质量，制定出合理入网标准。
关键词：太阳能利用；并网发电技术；电网
从长远来看，开发新能源与可再生能源可以逐步改善以化石能源为主的能源结构，缓解化石能源利用的同时带来的环境污染。因此，研究开发新能源与可再生能源对能源的合理利用和社会的发展有着重要的战略意义。目前，由于太阳能资源丰富，光伏发电过程清洁低碳等优势，使得太阳能在新能源的开发利用中拥有更广阔的前景和市场。但因光伏并网技术尚存在一些问题使得并网存在困难。为了解决国内局部电荒的同时部分电力资源却闲置浪费的局面，目前急需提出有效的解决方案来解决并网的问题及影响，从而突破国内光伏市场的瓶颈。
一、光伏并网发电
太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件，利用半导体材料的电子学特性，将光能转化成电能。并网发电系统通过光伏数组将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。现代电力系统网络化操控对电网运行传输提出更高要求，电网运行数据信号必须改变过去的信道传输模式，光伏并网发电是电能生产的新趋势，也是未来电能增长的一个重要来源渠道。系统由电池组件，太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池，这些太阳能电池通过导线连接。如一个组件上，太阳能电池的数量是36片，这意味着一个太阳能组件大约能产生17V的电压；逆变器，将直流电变换成交流电的设备；配电室，由于并网发电系统没有蓄电池及太阳能充放电控制器及交直流配电系统，因此，如果条件允许的话可以将并网发电系统逆变器放在并网点的低压配电室内，否则只要单独建一座4～6m2的低压配电室就可以了。防雷击，为了保证系统在雷雨等恶劣天气下能够安全运行，要对该系统采取一系列防雷措施。
二、光伏并网发电优势
太阳能光伏并网发电系统将太阳能转化成为电能不通过蓄电池储能，而是直接通过逆变器，将电能送入电网。并网发电体现了太阳能发展的一个方向，与太阳能离网发电系统相比，主要有以下几个优点。
（1）光伏并网发电系统的建设需要较大的空间，因为光伏组件的安装需建设大量的地基。可将发电系统建设在荒漠，这样既可减少其对生产可用土地的占用，又减少了地面的蒸发量。若在光伏板下种植耐寒喜阴的植物，还可以在一定程度上对水土保持有正面的影响。
（2）并网后所发电馈入电网，依靠电网存储电能，不通过蓄电池，节省了在光伏系统建设的部分投资，从而降低了成本。不通过蓄电池又可以减少蓄电池对环境的污染。
（3）并网除了大型光伏系统还可进行分布式建设，进退电网灵活，不但可以增强电力系统对自然灾害的抵御能力，而且可以改善电力系统的负荷平衡。
三、对电网运行的影响分析
（一）供电质量问题
有用电能作为光伏并网发电系统提供的唯一电能，具有一定的局限性，如无功电流直接对电网末梢的供电质量造成影响。这时需要增加一些无功设备为供电作补偿。早晚太阳辐射的变化也会对光伏发电系统产生很大的影响，这种情况降低了供电的稳定性。有关专家针对并网装置的利用率问题，提出了一些改善光伏并网系统供电质量的方法，使光伏发电并网的经济效益大大提高。下面将具体针对谐波、电压、频率等因素在光伏并网发电系统接入电网产生的质量问题展开论述。
1.谐波
光伏逆变器虽然对改善无功电流的供电质量有较好的效果，但是光伏逆变器本身含有大量的电子元器件，因此，在实现直流逆变为交流的过程中会产生一些谐波，这时谐波污染对电网的危害是无法避免的。随着光伏发电系统在电网中的使用范围不断增大，谐波污染逐渐引起了人们的重视，目前，人们正努力的寻求解决办法[2]。
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2.电压和频率
光伏并网发电系统存在的形式有两种，这两种形式影响了不但影响了电网的电压质量与频率质量，还影响了会对配电网和高压输送的控制力。光伏发电的形式存在一定的随机性，因此会导致系统经常性的频率波动，这就需要系统本身配备其他的辅助设备对其进行调控。
（二）孤岛效应带来的问题
一旦与光伏并网发电系统连接的电网线路发生故障或事故，需要停下来检修，系统与电网不得不分离开来，但是光伏并网发电系统不会停止，它还会继续向所带负载供电，从而使系统成为不受控制的供电孤岛。这种情况下，供电公司也无法掌控的光伏发电系统，并因此形成孤岛效应，这会造成配电网系统及用户端的损害[3]。
（三）可靠性与稳定性问题
在光伏并网发电系统接入主网后，对供电系统的稳定性及可靠性造成一定的影响，主要体现在以下三方面。
1.我们已知光伏发电系统发电量具有一定的波动性和随机性，这对输出功率的稳定性影响较大，因此，导致光伏并网发电系统供电的可靠性降低。
2.由于光伏电站选址、配置容量及电网连接的方式不同，因此影响了系统的可靠性。同时切除故障光伏电池组件等操作也会影响系统的可靠性[4]。
3.光伏发电系统在运行时，投入量越多，所占的发电容量比例越高，对系统的动态稳定性影响越大，因此，对电网供电的稳定性影响较大。
（四）电网效益问题
因为光伏发电系统发电形式的特殊性，所以系统接入电网后，在电网的效益方面带来一些影响，具体体现在以下两个方面：第一，光伏并网发电系统本身没有调峰和调频的能力，因此在早、晚用电高峰时段产生的负荷对电网造成很大的冲击;第二，随着光伏发电的大量投入，使得负荷预测的难度增加，这在一定程度上增加了电网规划的不确定因素。
由于光伏并网发电系统分为两种形式运行，同时受到自身特性的影响，所以系统接入配电网时，会导致较多问题的发生，因此要求重新考虑各种补充设备、继电保护设备的使用。
四、新时期电网运行智能化改造
随着光伏并网发电系统普及应用，传统电网必须走向智能化改造方向，才能体现出新电网运行作业的应用优势。因此，需要根据数字监控系统功能应用要求，设计智能化监控系统平台，以完成各项发电信号的最优化传输。
1、监控系统。电网运行控制涉及到多方面内容，电网运行系统要对不同行业调度情况提供管理中心，完善数字化监控平台的应用功能。当前，大规模电网运行控制模式日趋形成，传统电网运行监控方式与现有控制体系存在很大差异，建立数字化监控中心可满足大范围监控作业要求。
3、传输系统。鉴于电网运行自动化控制平台建成，电网运行系统服务对象更加明细化，某个部门、某个操作人员等。因此，光伏并网信号传输应当实现审计改造，监控室调度员利用无线网快速地传递信号，及时指挥现场人员对设备运行、人员指挥等执行命令，维持光伏并网发电作业流程有序进行。
五、结论
总之，光伏并网发电促使电网运行向智能化模式转变，加快新型电网调度平台建设与发展，满足了区域用电资源一体化生产需求，促进和推动了经济的发展。为了适应电网运行作业要求，要借助计算机控制平台构建新型调度方案，为光伏并网发电建立多元化运行模式。
参考文献
[1]赵波，张雪松，洪博文.大量分布式光伏电源接入智能配电网后的能量渗透率研究[J].电力自动化设备.2012（08）；
[2]易映萍，芦开平，王林.基于LCL滤波器的光伏并网逆变器控制策略[J].电力自动化设备.2011（12）；
论文作者:董楠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/28
标签：电网论文; 并网发电论文; 光伏论文; 系统论文; 电能论文; 太阳能论文; 逆变器论文; 《电力设备》2018年第2期论文;