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摘要:随着这些年来我国经济发展速度的不断加快,我国的人民越来越重视生活质量和环境问题,近年来受到广泛关注的雾霾问题,就是因为前期为了发展经济而对环境所造成的破坏而引起的,我国大部分地区为了供暖和发电,引起了许多不可忽视且亟待解决的环保问题。因此,我国如今对清洁能源的需求是很迫切的,而作为一种重要且易于采集的可再生能源,太阳能随着我国科技手段的不断进步而获得了越来越广泛的使用,而光伏发电也在我国逐渐得到推广并已解决了一系列难题。本文尝试就我国目前分布式光伏发电并网对配电网运行安全的影响进行分析并提出建议。
关键词:分布式;光伏发电;并网;配电网;运行安全
太阳能作为一种分布广泛且易于获得的清洁型能源,在我国大部分日照充足的地区开发和推广分布式光伏发电有十分重要的意义,一方面既能够解决我国目前的能源问题,又能够减少污染,保护环境。但是由于实际的发电过程中,分布式光伏发电项目电压较低,因此如果要进行电力并网就会对配电网的安全运行产生一定的影响。
一、简要介绍分布式光伏发电
(一)光伏发电以及分布式光伏发电的定义
光伏发电是一种新的发电方式,其主要的原理是依靠太阳能光伏电池将太阳辐射转化成电能并为日常的生产和生活提供动力。当前人们所指的太阳能发电,一般都是在说光伏发电,光伏发电如今已经成为了太阳能发电领域的主导方式。
(二)光伏发电的组成系统
光伏方阵是光伏发电系统的一个重要组成部分,它由光伏组件并联和串联而成,除了光伏方阵之外,组成光伏发电系统的还有逆变器、控制器以及蓄电池组等部分。而在将太阳能转化为电能的过程中起重要作用的核心部件,是光伏发电系统中的光伏组件,光伏组件的主要构成是许多个光伏电池的串联或者并联。
(三)分布式光伏发电并网
配电网的电能往往来自于地区的发电厂或者是输电网,通过当地的配电设施,对电能进行就地分配,或者是使用逐层分配的方式,按照电压大小将电能分配给各级的电网。而分布式光伏发电一旦接入配电网,就会使得配电系统中的发电与用电同时存在,并且使得配电网的结构发生改变,不管是在其电流的流向和分布特性、还是短路电流的大小等方面,都会发生不同程度的改变。
二、分布式光伏发电并网对电网造成的影响
(一)并网对于电网规划所造成的一定程度上的影响
分布式光伏的电源不同于以往的电源结构,因其常常是以家庭为主要单位,因而装机容量不能够明确确定,这就使得电力公司在进行电网的规划和预测时面临不小的困难,打破了先规划后建设的传统方式。也使得如今电网的负荷增长模式发生了新的变革,大大增加了如今管理和改善配电网的难度。
(二)不同的并网方式造成的影响
并网方式的不同,会给配电网带来不同的影响,比如要是使用离网运行的方式,电网则不会因此而受到太大的影响,但如果并网后没有输送功率则会导致电压的波动,如果输送则会在多方面对电网造成影响。
(三)对电能质量所产生的影响
因为目前我国光伏发电尚处于方兴未艾的阶段,规模还不够大,而我国在相关的技术方面还与国际领先水平有所差距,比如在并网逆变系统中,要处理好电磁兼容性和电磁噪声的问题,以及如何对并网逆变发电系统进行跟踪等问题,都必须进行更加深入的探索和研究,因为这些问题都会对电能的质量产生严重的影响,而其所造成的影响,主要都体现在电压波动和谐动等方面。因为光伏发电产生电能的主要方式是依靠太阳光照进行的,因此太阳光照的时间和强度都会对产生的电能造成不小的影响,从而使得电能产生的时间间歇的特点,并影响电网的电压稳定性,出现波动闪变情况。国家近年来正在逐渐推进分布式光伏的装机容量,但是随着光伏发电越来越普及,以上所述的各种影响就会越来越明显。除此之外,分布式光伏接入后产生的另一个重要影响是改变馈线上的电压分布,其接入位置和接入容量会与其影响的大小产生紧密的联系。而且由于通过光伏发电所产生的直流电需要由逆变器转换为交流电,才能进行并网,因此在逆变时存在于逆变器之内的电子器件可能会造成谐波污染,而且还可能同时出现电压不平衡的问题,从而在许多方面对电网的质量造成不同程度上的影响。因此,我国还需要不断地向国际领先水平靠拢,这些问题都会在不同程度上对光伏发电的质量产生影响,因而必须重视。
(四)对继电保护的影响
当前我国许多的配电网的结构都是单电源放射状结构,其保护方式多为限时速断或者速断,这种不具备方向性的保护常常不能达到理想的效果。而如果进行光伏发电并网,随后的并网功率会不断缩小继电保护的范围,使得电网的保护能力进一步削弱,同时还会让其他部分出现的问题波动影响到分布式光伏的继电保护装置,以上这些都会大大影响电网的正常运行工作,损害配电网络所提供的电能质量。
三、分布式光伏并网电能的质量评估
跟其他发达国家相比,我国的光伏产业起步较晚,当前我国所使用的光伏并网标准是根据国家制定的相关标准以及我国国家电网所规定的相关企业标准,这些标准在如何开发和使用光伏并网方面都进行了巨细无遗的规定和说明。在并网的建设过程中,应当紧紧抓住国家相关规定的要求,切实做好电能质量的监控工作,不管是在谐波、直流分量还是电压波动以及闪变等各个方面,都对电能的质量进行实时的监控,确保上述各个方面的参数能够切实符合国家的相关标准和质量要求,保证我国并网的安全运行。
四、光伏电站的功率控制和电压调节
(一)有功功率控制
分布式光伏发电并网必须具备一定的有功功率调节能力,才能够通过10KV(6KV)至35KV的电压等级,并且能够根据实际的需求调节电源在有功功率输出方面的大小,按照国家的相关规定,进行分布式光伏发电的功率输出和功率变化设计,从而确保电网输电的安全与质量。
(二)电压/无功调节
在分布式光伏发电并网的电网电压调节过程中,具有几种主要的调节方式,其中包括电源无功功率的调节、无功补偿设备投入量的调节和电源变压器变比的调节。
五、结束语
随着我国经济的发展,许多从前过度开采和使用不可再生的化学能源的弊病日渐显露,包括臭氧层空洞和雾霾以及全球变暖等环境问题已经日渐引起了国内外的普遍关注,特别是我国北方一到冬天就出现的严重雾霾问题,更是严重地影响了我国人民的正常生活,极大的不利于人民的身心健康。因此,开发诸如太阳能等清洁能源,对于我国的社会经济发展以及生态环境的健康都有着十分重要的意义。
因此,本文尝试从分布式光伏发电并网的工作原理出发,针对并网对配电网的安全运行以及电能质量等各个方面所产生的影响进行深入的分析和介绍,并着重探讨了如何根据相应的国家标准,对分布式光伏发电并网进行开发和维护以及检测等工作,包括其电压和电磁兼容等各个方面的内容,都要进行深入全面的评估,才能为光伏发电在我国的有效推广和应用产生更大的贡献。
如今,我国的光伏发电领域尚处于方兴未艾的阶段,因此,要想在我国大力发展这一行业,还需要相关工作人员的不断努力,只有深入探索和研究光伏发电的相关理论原理,才能做到在进行相关的光伏发电并网的维护和建设工作时游刃有余,只有深入了解其对配电网电能质量的影响和运行方面的限制,才能真正做到有效地发展。
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论文作者:宋健,郝亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
标签:光伏论文; 分布式论文; 电能论文; 电网论文; 电压论文; 我国论文; 质量论文; 《电力设备》2018年第2期论文;