摘要:由于光伏发电是基于自然能源而发展的,因此此方式容易受自然环境的影响,具有明显的随机性。同时,在完成光伏电站并网作业后,电网系统也已经演变为多电源系统,此时谐波与直流分量都随之加大,设备故障率随之提升。基于此,有必要对光伏电网并网发电技术展开深入研究,分析其对电力系统的影响机制,从而提升电力系统的质量。
关键词:光伏发电;并网技术;现状;展望
引言
随着煤、石油等化石能源储量的日益开采,世界范围内的能源日趋枯竭,人类不得不面对能源危机的现实环境,为了改善人类赖以生存的生态环境,维护人与自然和谐发展的环境,各国都在致力于新能源的发展,光伏发电技术与水电、风能相比,拥有无噪音、无污染、故障率低和维护简便等优点,取之不尽用之不竭的太阳辐射能源为人们提供了良好的光伏发电环境。根据实际数据显示,光伏发电已成为当前较新的一门技术,尤其是光伏发电的大型化和并网化成为光伏发电的发展方向,共同承担了发电的任务。
1并网光伏发电系统的优势
(1)能够利用清洁干净的、可再生的自然能源太阳能发电,不会耗用不可再生的且资源有限的含碳化石能源。在实际使用过程中,也不会产生温室气体与污染物,能够较好的保护生态环境,满足经济社会持续、和谐发展需求。(2)所发电能馈入电网,以电能为储能装置,节省了蓄电池,相比于独立的太阳能光伏系统,可节省大约35~45%的建设投资,大大降低了发电成本。同时,由于其省去了蓄电池,还可提升系统的平均无故障时间与蓄电池的二次污染。(3)分布式安装,就近就地分散供电,灵活的进入、退出电网,可有效增强电力系统抵御灾害的能力,改善电力系统自身的负荷平衡状况,降低线路损耗。(4)可发挥调峰效用。就目前情况来看,联网太阳能是世界上个发达国家在光伏应用领域中竞争发展的关键,是世界太阳能光伏发电的主要发展趋势,市场较大,发展前景十分可观。
2光伏发电并网及其相关技术发展
1.1恒定电压法
温度变化对光伏阵列输出功率引起的变化非常大,但是辐照度对光伏发电的影响更加明显,根据相关数据显示,不同辐照度下的最大功率点对应地方输出电压变化量并不大,也就是说,可以粗略的将MTTP默认为稳压控制,这种方法优点是控制起来简单,实现容易,但是精度并不是很高,因为其忽略了光伏发电的温度影响。
2.2扰动观测法
在光伏发电运行正常时,通过不断的微小的电压波动扰动光伏阵列的输出电压,继而在端电压变化同时检测输出功率变化的方向,就能够确定最优化途径,从而决定下一步电压的参考值,这种方法容易实现,测量的参数较少,而且相对精度较高,但是这种方法受环境的影响较大,不容易找到最大功率点,而是将临界点放到了最大功率点附近。
2.3导纳增量法
根据光伏阵列的P-V曲线,必然存在唯一的点,成为最大功率点,在这个点处,功率对电压的导数为0,此时,输出电导的变化量等于输出电导的负值时,光伏阵列工作点就可以认为是其最大功率点。这种方法的准确性最高,而且还可以避免环境变化的跟踪性,但是实施起来相对复杂,而且对微处理器有较高的要求,尽管如此,依然受到很多同行的青睐。
2.4最大功率点跟踪技术
通过运用最大功率点跟踪技术,可明确光伏并网发电系统所在的环境,分析环境中的温度、光照等对并网造成的影响,并且还可绘制光伏并网发电系统的特性曲线,然后在依据曲线的变化状况,对并网光伏发电的最大功率点进行相应的跟踪。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时,最大功率点跟踪技术与光伏并网发电系统自身的运行效率之间存在直接的关联,例如常用的两种跟踪方法:①扰动观察法,在光伏并网发电时,通过设计小型扰动,可比对扰动前后的并网情况,获得最大功率点位置,并网扰动方式可控制输出电压,利用电压差,还可形成扰动,以跟踪功率状态。②电导增量法,瞬间电导数据与变化量是此类方法运用的决定性因素,其能够通过分析光伏列阵的曲线变化情况,获得曲线的单峰值,并由此判断出光伏并网是否处于最大值发电状态。
2.5自动化调度控制方案
(1)35/10 kV并网自动化调度配置分析
35/10 kV光伏电站,须通过通信装置将并网的电压、状态、发电量、功率因数、断路器开关状态等各类信息传输到调度中心,实现这一需求可采用远动功能装置,将远动装置集成在光伏监控系统中。通信网络采用电力调度数据专网,通信方式可采用基于光线通信的SDH同步于数字体系或是PDH准同步于数字系列。在35/10 kV接入系统中,需要在每个并网点设置电能质量自动检测设备,向管理者以无限的形式传输监测数据,专门针对光伏接入后带来的三相不平衡电流、谐波对电网是否造成闪变、电压波动问题。
(2)SDH通信方案
建立SDH通信期间,将SDH光端机设置在光伏电站中,利用光缆在变电站的通信电路中介入SDH光端机,将光伏电站自动化、通信信息介入到系统的通信通道中,同时采用485线将光伏电站的智能汇流装置、电能表装置、逆变器等一系列电气装置与通信接入装置(规约转换器)相互连接,确保设备同键控制站的规约一致,随后调度中心利用远动装置进行数据传输,在设备接入阶段,如果光伏电站原有的设备已经同控制站之间达成规约一致,就可以直接接入到远动装置当中。
2.4加强对电能质量的控制
增强电能质量的方法较多,具体有:(1)对谐波进行抑制。基于静止无功补偿器,可以显著削弱谐波的危害程度,常见的设备有电抗器等,它具有跟踪无功功率的能力,通过实时的方式获取并网的功率状态,确保电力系统处于稳定运行状态。(2)对电压闪变和波动进行抑制。基于有源电力滤波器,当负荷出现变化后可以通过补偿无功电流的方式提升负载电流的稳定性,通常动态电压恢复器也可起到此作用,作为高效的补偿装置,其内部配有丰富的储能单元,它可以在短时间内完成高精度的电压传输作业,这对于解决电压波动现象而言起到了积极作用,还可以为用户提供更高质的供电服务。
3光伏发电并网系统发展前景
近年来,随着科学技术的迅速发展,我国在光伏发电并网系统方面已经研发出了一些新型技术,在光伏发电并网系统的控制与切换方面依旧需要继续、深入研究分析。为了提升光伏发电并网系统的工作效率,必须全面掌握光伏发电并网系统的控制,并且还需妥善解决并网光伏发电系统的切换问题,以确保光伏发电并网系统能够大规模的运用于普通用户。光伏发电并网系统是太阳能发电的应用系统,具有太阳能发电系统的所有优势,但其还具备价格贵、投资高、发电量受气候变化影响等方面的缺陷,是现阶段并网光伏发电系统运行存在的主要问题,但随着日后科技的不断进步,并网光伏发电系统必将成为全民的发电系统。
结束语
我国光伏发电虽然取得了很多的成就,但是依然有很多难题需要攻克,总体上来讲,其发展前景是很好的,尤其是近些年来,我国加大了对光伏发电的投入,大力扶持我国的光伏发电企业,加快对光伏技术的科研投资,一系列的政策出台帮助光伏发电并网技术取得了很好的发展势头,尤其是一些前沿科技,不断突破欧美等发达国家的封锁,大大促进了我国光伏发电技术的发展,从很大程度上提高了我国的国际影响力,我们相信,随着我国光伏发电技术的精进,会不断的发展我国光伏发电产业,促进我国光伏发电技术的不断进步。
参考文献:
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论文作者:白士礼
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
标签:光伏论文; 系统论文; 电压论文; 技术论文; 装置论文; 并网发电论文; 通信论文; 《电力设备》2019年第6期论文;