摘要：随着经济的不断增长，资源以及能源不断的消耗，作为清洁能源的光伏能源的开发以及应用就显得越来越重要。我国太阳能资源非常丰富，在我国境内，除了西南以及黑龙江边境地区以外，其他地区均为高太阳能辐射区，太阳能资源特别丰富，在这些地区发展光伏发电，无论是地理位置还是光照条件方面都极其有利。然而，在实际的光伏发电在我们国家的发展却依然存在有许多的问题，例如，光伏发电的功率不够稳定、调度性不强、随机波动变化较大、间歇性发电等等特征。上述的这些原因都对于电力的调控产生了很大程度上的影响，对于电力调控以及管理工作而言，都将是一个巨大的挑战。
关键词：光伏发电系统；电力调控；影响；措施
1光伏发电系统的现状
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。
2光伏发电对电力调控的影响
2.1系统电能质量方面
电网的电能质量主要体现在电压、频率以及波形。而光伏发电系统其自身的工作原理决定了其此方面的缺陷性。当并网光伏发电站并网或与系统解列时,其有功与无功功率的变化均会对电网造成冲击。同时其内部光伏发电组件的启停也会造成输出的改变,从而影响电网的电能质量。而且在光伏发电产生的直流电源逆变成并网所需的交流电的过程中,将会产生大量的谐波污染。
随着光伏发电在系统中所占比例的提高,其自身发电所具备的随机性与不稳定性导致电网内的频率出现经常性的波动。并且此时光伏发电产生的谐波经过能量的叠加,有可能超出系统可承受的范围。而且,系统中多个谐波源互相的影响还可能造成谐振,进一步危害大电网的安全运行。
2.2发电计划方面
我国电网长期以来均以火电发电为主,其功率的输出具有良好的稳定性与可预测性。但光伏发电受到季节、温湿度、天气的影响,使其充满了随机性与不可控性,影响了系统运行的稳定性,增加了电网发电计划的制定与实施的难度,并且随着国家新能源政策的推进,光伏发电所占比例将会进一步提高,必将增加供电公司电力调控的难度。
2.3光伏发电站所引发的孤岛效应
在电路上，存在某些区域已经存在电流通路，然而却没有实际的电流通过该区域，一般展现出电网失压的现象，对于光伏发电系统来说，仍然对电力网络中临近的线路实施供电，往往这就是电流系统中的孤岛效应。目前，我国不仅仅在大范围的推广光伏发电系统，同时，光伏发电站的数量也在不断增长。因此，伴随着光伏发电站的不断增多，电流系统中的孤岛效应也会越来越多。光伏发电站产生的孤岛效应，不仅直接影响发电站的有关发电设备性能，还会造成电网的损坏，从而引发更大的电力灾害。例如，如果电流通路中存在孤岛效应，那么在电流通路中就不会存在任何的电流，此时，电力系统处于正常供电，将会直接威胁到电力系统维修人员维修，造成极大的安全问题。因此，作为电力调控中心的操作人员而言，需要保证电力网络系统的安全稳定运行。
2.4直接影响无功电压的特征
在通常情况下，主要依靠太阳能光照进行发电的系统是光伏发电系统。因此，太阳光照越充足，光伏发电系统所产生的电能就越多，根据光伏发电系统的这一特点，我国大多数的光伏发电站都位于太阳能资源特别丰富的高海拔地区。比如，戈壁滩以及沙漠等地方，其他一些人烟相对稀少的地方也会建立光伏发电站。光伏发电站所处的位置相对偏僻，这些地区对于电能的需求较少，在电力资源的需求也相对较少。因此，导致光伏发电系统会存在一种普遍的现象，即电力网络的容量极低。由于光伏发电系统对于太阳能光照要求很高，且光伏发电系统产生的电能需要远距离高压传输到各个地区。所以，在电能的整个运输过程中，会产生相应的电能变化，直接影响电网的平稳运行，电能的变化也会直接影响电能的远距离传输，对于电网系统中的无功平衡产生很大的影响，从而对整个电网平衡性造成巨大的冲击。
3对于光伏发电未来发展的预估和相关建议
3.1电网结构上的技术增强和优化
光伏发电的优势在于其作为清洁能源的独特性,而缺点则是受环境、天气等因素影响而带来的巨大的不稳定性与不确定性。要解决这一问题,电网机构的科学合理与否很关键。电网结构是否符合当前能源发展的需要决定了光伏能源与电网之间的兼容状况,因为在能源技术中,电网是其介入的基础,电网的坚强程度会和能源技术的介入状况产生最直接的关联。所以加强电力调控很重要的一个因素便是本地光伏发电的规模与分布情况的掌握,如果调控部门能够合理的调整电网运行方式,让继电保护可以展开合适的配合,那么对于电网运行就能起到一定程度的改进作用,从而在运行上让光伏发电系统产生更好的供电能力,让电力企业做好更好的供电服务。
相关行业还应积极对直流输电和柔性交流输电技术进行研究,提升相应的供电效率,加强光伏发电系统的短路功率与动态稳定,针对这些方面不断优化能源存储技术,在光伏发电的发展之路更加健康安全的同时,也让电网本身的运行能够趋于平稳。
3.2强化调控制度
光伏电网中存在很大的不可控性,在调控难度上要比普通的火电或水电高许多,因此在具体供电工作中,加强调控规划和人员安排,增强调控制度,可以增强光伏发电的管理力度。同时建立起对应的维修系统,制定和光伏发电系统的工作原理相关的维修、维护措施,也能让检修人员有效应对诸如孤岛效应等在光伏发电中较为常见的问题,保障供电的稳定。
3.3科学规划,加强管理
在大力支持光伏发电这种新能源技术发展的同时,也要做好科学的规划,做好自身电网负荷、容量及结构的充分调研,仿真实验自身在电能质量等方面可承受的范围,确定合理的光伏发电装机容量。
同时依据统一调度,分级管理电网调控原则,加强日常管理与相关人员培训,按时修改与签订调度协议,落实各级调度关系。严审相关检修计划,杜绝非故障情况下的非计划性并、解列行为。同时加强光伏变电站的自动化设备运行监控,做好信息实时采集与上报,做到充分利用新能源,合理安排计划生产,进而促进电网的进步发展。
结论
综上所述,在光伏发电系统接入电网中后,对电压调控系统产生的影响为,需要完成对整个系统的完善和优化工作,让该系统能够根据配电网网当前的运行状态,实现对整个系统的高效调整工作。在调控系统的设计中,需要能够控制光伏发电系统的接入容量、接入点位置,同时按照整个系统的运行状态合理控制运行负荷,并在配电网中设置无功补偿系统。
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