光伏发电对配电网的影响分析

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光伏发电对配电网的影响分析

摘要:随着新理念的提出,人们也越来越重视环保问题,传统能源对环境污染大,影响生态系统,只有不断拓展使用清洁能源,才能更好地保护生态环境,实现人与自然和谐共生。在新能源中,光伏发电是最为普遍的一种新型技术,其环保性、便利性被广泛应用到了各领域,发挥了良好的作用。本文介绍了光伏发电技术优点、光伏发电系统以及并网后对配电网的影响,旨在进一步推动光伏发电系统的应用及为后继开展更为深入的研究提供借鉴与参考依据。

关键词:光伏发电;配电网的影响

引言

近十年以来全球光伏发电产业正在以每年40%以上的速度高速增长。中国也成为了世界上光伏发电行业发展最为迅速的国家。能源是社会发展的重要力量,其和人民群众的生活存在密切的关联。社会的进步发展使得社会范围内的能源问题日益凸显出来,比如在使用化石能源使用的过程中会产生大量的气体,这些污染性的气体会加剧社会范围内的环境污染。我国是世界上的工业大国,在发展的过程中面临日益严重的资源、能源紧缺问题,开发和利用新能源是国家发展迫切需要解决的问题。在众多新能源中,太阳能是一个十分重要的资源,且光伏发电具有低碳、清洁的作用,一时间成为新能源开发利用的重要关键。为了能够应对国家部分地区电力资源浪费的局面,需要相关人员能够仔细研究和分析光伏并网发电系统对电网运行的影响,根据这种影响来制定出一系列的处理对策,从而更好地推进光伏并网发电系统的应用作用。

1光伏发电技术的优点

光伏发电就是通过利用光电技术来实现太阳能向电能的转化,以此来提供绿色清洁能源。光伏发电技术自身具备良好的优势,和传统发电技术比较,其优势主要体现如下:一是不污染环境,环保。在发电的过程中,传统能源有一定量的燃烧与释放,对周边环境造成污染,有的非常严重,导致了生态不平衡。但是利用太阳能资源,具有环保效果,实现了生态环境指标,太阳能作为可再生能源,其广泛分布在各地,能够更好地为人类服务,随时取用,成本更少。二是人力投入少。传统能源建设需要大量的人工来完成,其设备复杂机械故障较多。从以往经验看,传统发电技术制造或维护上均需要大量的投入,一些设备在使用过程中往往会出现故障,影响到了周边的电能供应。而通过利用太阳能发电,其电站建设成本不高,整体设备使用量不大,投入少、见效快、站损小,转变太阳能为电能时,不需要更多的时间成本来维护,其自身就具备运转能力。

2光伏发电对配电网的影响

2.1潮流

配电网是在电力系统中起分配电能作用的网络,一般采用闭环设计,开环运行,结构一般呈辐射状。潮流是用来表示电力系统的一个稳态运行状态,支路潮流电压具有单向流动的特性,即随着与发电厂距离的增大,电压功率等参数逐渐下降。但是,当电网中接入光伏电源后,情况有所不同。当接入电源后,线路上的传输功率减少,可能会使节点电压升高,导致潮流方向的变化变得不可预测,即电压降落和电压调整难以计算,致使电压调整设备出现错误,同时,还可能导致变压器电压、容量超量程等问题,这些情况都会使发电系统的稳定性、可靠性、安全性受到影响。为应对光伏发电过程中的随机性和波动性,需要发电系统中具备足够的调峰电源和调频机组,当出现末电压升高引起潮流方向变逆,电压倒送情况时,通过调整变压器的调压开关,并与光伏发电系统和无功补偿装置配合使用,降低伤害。

2.2孤岛效应

孤岛效应就是在电力系统稳定运行时,因出现突发状况强迫电网中断供电,但发电系统不会突变,仍旧维持着负载供电模式,一直向外界输出电能,此种情况被称为“孤岛效应”。当发电系统在“孤岛状态”运行时,将对配电网和负载造成极大的危害。1)电网内部的电压和频率变得不稳定且无法控制,会给设备运行带来威胁。2)由于处于孤岛状态中的供电系统依然带电,可能会给工作人员的安全造成危害,从而导致安全事故的发生。3)当故障解决、恢复正常工作时,光伏发电系统需要重新并网,此时可能会因相位等参数不一致,引起极大的电流冲击。针对孤岛效应,研究其解决方法和保护措施显得尤为必要。保护措施可以采用反孤岛保护技术,这种技术可以在危险出现时及时控制电网进入停止状态,避免了电压不稳的情况出现。孤岛检测方法可以分为主动型和被动型。主动型检测法主要包括有源频率偏移法(AFD)、滑膜频率偏移法(SMS)和带正反馈的有源频率偏移法(AFDPF)等。被动型检测法主要包括高低频检测、相位突变检测和电压谐波检测等。

2.3对配电系统运行可靠性影响

当光伏发电作为备用电源进行发电时,能够对系统发生故障或线路正常检修以及春查、秋查的系统预试等造成的配电网断电事件起到很好的后备电源作用,避免出现一些重要电力用户的失负荷现象。这样的电力供应无疑增加了配电网安全运行的供电可靠性。当光伏发电以分布式电源并接入公共配电网时,对配电网的供电可靠性也有所影响,表现为积极或消极的影响,这也是由光伏发电的随机性所决定的。当光伏发电与公共配电网消极地相互影响工作时,或是光伏发电的输出电能极其不稳定,很容易使得配电网的供电可靠性下降。当光伏发电并接入配电网时产生的另外一个不利因素是有可能增加系统震荡的时间,这是对配电网安全可靠性的严重威胁。造成这种现象的原因是当光伏发电以较大容量接入到配电系统中时,若配电网故障引发震荡时,光伏的接入不能抑制震荡的发展,反而增加其震荡的趋势。为了避免这种情况的发生,光伏接入配电网的容量要结合配电网的实际负荷情况。

2.4对配电网网损的影响

当光伏发电以分布式电源的形式接入到配电网中时,会对配电网的网损产生以下2种影响:①对配电网的网损产生积极的影响,即降低了配电网的总网损,但是在计算单条线路的网损时,也有可能其值有所增加。造成这种现象的原因是当某些配电网的节点本身负载较大,而接入的光伏容量和其相比并不大时,接入的光伏在降低这条线路的电量损耗方面做功不多,为此并不能使得这条配电支路的损耗有所减少,但是光伏的接入会使得线路的潮流计算发生变化,进而最终计算整个配电网的电量损耗时,其值是有所降低的。②光伏的接入对配电网的网损产生消极的影响,即增加了配电网的总损耗。造成这种现象的原因是光伏并入配电网的节点位置和并入的容量不科学,此时配电网网损不仅不能够减少反而使其值增加。当并入配电网的光伏总容量超过总负载的2倍甚至更多倍,且光伏并入配电网某些地方的容量超过该处的负载容量时,这样的光伏并入配电网的方案获得的配电网的总电量损耗就是升高的,也得到了较低的做功效率。所以光伏以分布式电源并接入配电网时,要注意其安装节点位置、容量等。

结束语

目前,我国在大力发展新能源产业,光伏发电技术也备受关注。光伏发电技术受到关注的一大主要原因是传统大规模集中发电方式弊端较为明显。如,系统调度控制难度大,运维成本高,且难保证供电的稳定性与可靠性;系统内一个小的故障就有可能引起电网大规模停运等。在此情况下,将微网技术与分布式发电技术应用于电力系统,充分发挥分布式发电的技术优势,实现清洁、环保、高效、安全的供电目标备受关注。

参考文献

[1]沈辉,曾祖勤.太阳能光伏发电及其应用[M].北京:化学工业出版社,2005(5):120-123.

[2]李建军.浅析光伏发电系统对配电网电能质量的影响[J].百科论坛,2019(003):211-212.

[3]陈炜,艾欣,吴涛,等.光伏发电系统对电网的影响研究综述[J].电力自动化设备,2013(2):26-32.