摘要：风力发电是利用自然界的风力转变成电能的一种发电方式，而光伏发电是指直接利用太阳能转化为电能的一种发电方式，这两种新型能源具有清洁无污染、可再生的特性，对于改善我国能源结构，减少对石油煤炭等传统能源的依赖性，节约能源和环境保护都有着重要的意义。因此，了解风力发电和光伏发电并网过程中所存在的问题，探析风力发电和光伏发电并网问题的解决措施，以促进我国风力发电和光伏发电的发展就有着重要的意义。
关键词：风力发电；光伏发电；并网；问题；措施
1光伏发电并网问题研究
1.1光伏发电并网存在的问题
（1）雷击的影响
由于光伏发电系统通常在室外，因此，很容易遭到雷击的影响，主要是因为以下原因：在雷云的表面上存在大量负电荷，这些负电荷与电缆以及支架之间产生感应，进而产生高电压，当遇到闪电穿过这个空间之后，就会由于电磁作用，产生较高的感应电流，而在一些光伏发电系统上如果没有避雷设施，就会由于安全距离较短，给光伏发电系统造成很大的破坏，甚至给大电网造成很大的破坏，影响了居民企业的正常用电，给企业带来很大的经济损失。
（2）对大电网运行的影响
与传统的发电方式不同，光伏发电系统具有自身独特的特点，因此，在对大电网的运行上产生的影响还应该深入研究。如虽然在单个接入点上的功率较小，还是这些接入点还具有一定的特点，如多且存在一定的分散性。然而当光伏发电系统在大规模的接入大电网之后，由于两者之间的相互作用，且相互作用的方式还十分复杂，进而就会影响大电网的正常运行。
（3）对电网运行方式改变
光伏发电系统在实际发电过程中，由于还存在一定的不确定性，这样就在大电网实际运行过程中，增加了电网负荷预测的难度，增大了控制断面交换功率的难度。由于光伏发电系统在接入大电网时，存在很多的接入点，这些接入点的规模较小且十分分散，导致在实际电源协调控制的过程中，产生很大调节的难度。
（4）对配电系统的规划的影响
当光伏发电系统并网大电网后，会对配电系统带来一定的影响，改变配电系统原本的功能。配电系统原本只是将电能进行分配，现在还需进行电能的收集、运输以及分配，变成一种综合的电力交换系统，而且，光伏发电系统还会影响电网运行的质量，如给电压带来一定的波动、谐波污染等，因此，在进行新型配电系统的规划过程中，进行充分的考虑，在方法和思路上进行一定的创新，因为分布式光伏发电接入系统不但会对母线的电压、电流等产生一定的影响，甚至影响整个配网系统的正常运行。
1.2减少光伏并网影响的措施
（1）合理布点
光伏发电在接入电网系统时，接入末端与联络断面情况下的影响是不同的，对电网系统安全稳定的影响具有差异性，并网过程中会导致接入点电压的升高，出现波动与闪变现象。所以，应当优化光伏接入布点，合理选择光伏接入点，对光伏接入系统的接入后优化展开研究，包括光伏电站的布点与容量的优化，以及微电网模式的设计等，通过对系统潮流的优化调整，来不断提高光伏发电并网后的电网系统稳定性。
（2）改善电网网架结构
太阳能光伏电站的输出功率与光照强度相关，除了设备故障的情况下，发电装置输出功率会受到光照、天气、季节与温度的影响，输出功率很不稳定，可能会对配网电压控制造成不良影响，甚至影响高压电网电压特性。许多大规模的光伏电站都建设在比较偏远的地区，与负荷中心的距离非常远，在电网网架的构架方面必须考虑多方面的因素，确保架构的完善与送电通道回路的配合良好，光伏电站与电网之间的电气距离应当适宜，才能够有效为光伏电源接入提供良好的电压支持，提升电网系统的接纳能力。
（3）配置无功补偿装置
光伏发电系统的接入在能源方面具有波动性大的特征，长时间、长距离的外界输送下，可能会影响电网的无功平衡，逆变器并网的情况下可能会出现谐波污染，因此光伏发电的接入应当完善无功调节，配置相应的无功补偿装置，并装设高抗动态无功补偿装置与可控串联补偿装置。无功功率补偿装置的装设能够提高电网的功率因数，降低供电变压器与输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境，提高电网的安全运行质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2风力发电并网问题研究
2.1风力发电并网存在的问题
（1）对系统稳定性的影响
在三相短路故障、断线、风速扰动和发电机断裂的情况下，系统的频率和电压波动较大。当电力系统中有大量的风电场连接时，造成电压不稳定的主要原因是风电场需要无功功率。目前，大多数风力发电采用异步发电机，外部系统将提供无功功率支持。然而，当风电场容量较大且无功功率控制不足时，很容易影响电压稳定。
（2）对电网调度和规划的影响
由于风能的不可控制性质，它不能可靠地预测。风电网后，负载能力将闲置产能-可用，剩下的能力和可用于风荷载，但如果用于风荷载的能力是有限的，将限制风电场的实际操作，在电网风电波动不能完全平衡，必须进行风力发电在电网功率极限。因此，在计划安排中的功率，一定要分析系统频率和峰值剃须，除了需要与调频、峰值剃须相一致外，还需要风力发电机和负载平衡影响的输出波动。
（3）风电并网对电能质量的影响
风电场并网运行会在一定程度上影响电能质量。主要包括电压、频率、谐波、电压波动和闪变以及电压暂降等几个方面，其影响程度与风电机组的类型、控制方式、风电场布置、所接入系统的短路容量以及线路参数等诸多因素有关。随着风电场的容量越来越大，这种影响也越来越大。电压偏差问题属于电网的稳态问题。大幅度波动的风速引起风电机组出力波动较大，所以风电功率的波动导致电网内某些节点电压偏差超出国家标准规定的限值。这种情况下可以采取在风电场装设一定的无功补偿装置或切除部分风电机组等措施，来改善电压水平或使注入电网的风电功率减少，进而减缓风电注入对系统的影响。
2.2减少风力发电并网影响的措施
（1）优化风电场作用下的电网结构
就当前来说，为了实现资源的节约化，我国在风电场建立之后，多是直接与当地已经建设好的电网设施进行连接，而在这个连接的过程中，忽视了对于电网本身属性的重视，从而导致风电的引入打破其本身的结构。对此，可以在风电场建立之初，先对地方的电网系统进行了解与优化，从而降低风电引入对其的影响，使得两者能够协调作用。
（2）提升电力系统的运行稳定性
要就电力系统电压的稳定性进行保障，就应当将重点放在对风电场的无功补偿方面，利用分组快速投切电容器能就这一问题进行解决。但是该设备在实际应用时，难以满足连续性的电压调节要求，可能会存在动作延时问题，不能适应风能的快速变化特征。所以，发电人员应当选择静止无功补偿器来实现这一工作，该设备在实际应用时能快速的就系统无功补偿功率进行调节，保证动态电压的输入，以此来就风电场的无功功率补偿进行控制，实现节点电压的有效控制，在这种情况下就能将风电功率波动所造成的电网稳定性问题彻底解决。另外，现代化的超出能装置也在无功功率调节方面具有重要的应用优势，可以灵活的就系统进行功率补偿，并能实时监测电气量状况，提高风电场输出功率的稳定性。
（3）采取有效措施提高电能质量
在大规模风电并网过程中，电能质量会影响电力系统运行的稳定性，其主要原因为风电场功率波动性较大，因此在具体问题解决过程中应结合电力系统实际情况，采取科学有效的解决措施。例如在某电力系统运行中，工作人员采取轻型直流输电并入电力系统的办法，构建VSC结构，此结构基于PWM控制技术，在具体操作时应用门极可关断晶闸管、电压源换流器和绝缘栅极昌体管。同时在此基础上形成轻型直流输电系统，有效解决分散电源接入导致的输电走廊问题，进而增强电压调节能力，保证系统的稳定性。同时，在具体操作过程中，工作人员还尝试了引入多种新型机组，具体包括双馈电机和变速恒频电机，使得风场大电机组具备承担无功控制、电压控制能力，从而缓解并网对电力系统的不良影响。
3 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：
[1] 李久广.刘士荣.宁康红.周啸波.邹罗建.储能系统对并网型风光分布式发电系统输出的影响分析[J].宁波大学学报（理工版）.2013（03）.
[2]苗蒙.风力发电和光伏发电并网问题的探究.东北电力技术.2016.03
论文作者:宫旭影
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：电网论文; 光伏论文; 系统论文; 电压论文; 功率论文; 风力发电论文; 风电论文; 《电力设备》2018年第27期论文;