摘要：隨著科技的進(jìn)步，我國居民生活水平的逐步提高，人們在使用電能時更加注重節(jié)能環(huán)保。光伏發(fā)電就是這樣一個節(jié)約型的能源供電方式，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中還會出現(xiàn)諸多的問題，影響電力系統(tǒng)的正常供電。文章對光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后出現(xiàn)的系統(tǒng)問題進(jìn)行論述，進(jìn)而討論如何解決光伏發(fā)電并網(wǎng)帶來的影響，旨在為創(chuàng)造綠色節(jié)能的供電模式做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：節(jié)能環(huán)保；光伏發(fā)電；智能配電網(wǎng)；系統(tǒng)問題；供電模式

中圖分類號：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0122-02

眾所周知，光伏發(fā)電的實(shí)質(zhì)是一種間歇性的電源，在接入智能電網(wǎng)后，會影響整個配電網(wǎng)的系統(tǒng)，對其正常的運(yùn)作造成諸多的不良后果。目前，分布式電源與智能電網(wǎng)進(jìn)行合并是國際電力行業(yè)研究的重點(diǎn)，如何將光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)并保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行是電力工作人員一直關(guān)注的焦點(diǎn)。國家電網(wǎng)是我國的重點(diǎn)支柱型產(chǎn)業(yè)，根據(jù)我國現(xiàn)階段的國情和人們的實(shí)際需要，制定了智能配電相關(guān)發(fā)展目標(biāo)和具體的解決方案，從而加快我國電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐。

1 我國光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

早在1960年，我國就開展了對光伏器具的研究，并且成功地在20世紀(jì)70年代創(chuàng)造出我國第一個光伏發(fā)電源。在80年代中期，能源方面的專家將美國的單硅太陽能電池和非晶體硅太陽能電池引入中國，經(jīng)歷了長期的研究和發(fā)展，我國的光伏發(fā)電已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展時代，諸多扶持政策也給予光伏產(chǎn)業(yè)較大的支持和保障。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自1997年以后我國相繼建設(shè)7座光伏發(fā)電站，其中令國人驕傲的是1998年在新疆建成的1000kW光伏發(fā)電站，成為了世界上發(fā)電效率最高的光伏發(fā)電站，這項(xiàng)成就將我國的光伏發(fā)電事業(yè)推向了新的高度，成為了光伏發(fā)電歷史的里程碑。2010年在寧夏太陽山舉行的三大光伏并網(wǎng)發(fā)電儀式，對荒漠地區(qū)光伏發(fā)電的推廣起到了很好的示范作用，對中國的新能源領(lǐng)域的開展具有重要的意義。在世界矚目的2010年上海世博會上，世博會的主題項(xiàng)目-中國館和主題館的光伏發(fā)電系統(tǒng)取得了巨大的成功，完美地展現(xiàn)綠色清潔電力的魅力。我國地域?qū)拸V、幅員遼闊，國土光照十分充沛，全年的輻射總量居世界前列，并且光照資源分配得較為平均，這些得天獨(dú)厚的優(yōu)勢決定光伏發(fā)電有著廣闊前景。對于占據(jù)能源主導(dǎo)的煤炭，其消耗量大，并且在使用的過程中會帶來諸多的污染，會對環(huán)境造成一定的影響。所以，要將環(huán)境和能源齊頭并進(jìn)，既要金山銀山，又要綠水青山，我國政府目前已經(jīng)著手開展可再生能源的技術(shù)的推廣。

2 光伏發(fā)電合并網(wǎng)后對系統(tǒng)的影響

2.1 對電壓質(zhì)量的影響

光伏并網(wǎng)后會對配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)的電壓控制和輸送質(zhì)量有一些影響，由于光伏并網(wǎng)系統(tǒng)容易受到日光照射的影響，發(fā)送的電量會發(fā)生不規(guī)則的變化，但配電網(wǎng)一般很少采用除了投切電容抗壓器以外的調(diào)節(jié)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行，一旦發(fā)生大量的電流占據(jù)事件，很容易使配電線路上的電流產(chǎn)生極大的波動，從而加大了電壓控制的難度，直接導(dǎo)致因電壓不能及時調(diào)節(jié)而引起的電壓超標(biāo)現(xiàn)象。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)電壓的影響因素是由光伏并電系統(tǒng)的安裝位置、容量等組成的。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)電的電源減少或者突然缺失時，如果這部分的電壓由當(dāng)?shù)氐呐潆娋W(wǎng)供應(yīng)，會直接影響整個配電網(wǎng)的電壓突然下降，對整個電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。

2.2 產(chǎn)生諧波污染

光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后系統(tǒng)的直流經(jīng)過逆變轉(zhuǎn)化為交流電的過程，會產(chǎn)生諧波，對此時的電網(wǎng)造成諧波污染。電網(wǎng)內(nèi)的光伏并電網(wǎng)系統(tǒng)有時會出現(xiàn)超負(fù)荷的現(xiàn)象，這就要加強(qiáng)濾波器的設(shè)計(jì)，保證將直流轉(zhuǎn)變成交流電時所產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)造成的污染在一個可控的范圍內(nèi)。目前，光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后發(fā)的電量占電網(wǎng)總量的比值有所上升，所以相關(guān)部門必須加大對諧波污染的重視程度，加強(qiáng)對諧波的管理措施，一旦管理不當(dāng)，使各個諧波源的能量相互疊加，極有可能達(dá)到電能質(zhì)量不可接受的諧波量，如果當(dāng)供電系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)多個諧波源時，可能會激發(fā)并電系統(tǒng)內(nèi)其他的諧振，導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

2.3 引起系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和潮流的改變

光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后，會改變電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的負(fù)荷量，電流會出現(xiàn)分布不均勻的現(xiàn)象，另外在并網(wǎng)之后電網(wǎng)整體的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了相應(yīng)的改變，會直接導(dǎo)致無法正常的供電，影響人們的生活和工作，會造成嚴(yán)重的后果，阻礙電力產(chǎn)業(yè)的長久發(fā)展。此外，光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后，整個供電系統(tǒng)的電流會出現(xiàn)不規(guī)則的交替、轉(zhuǎn)化的情況，會影響整個供電系統(tǒng)潮流變化的隨機(jī)性，從而影響了整個電網(wǎng)系統(tǒng)潮流工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，我國電力研究人員正在加大力度研究切實(shí)可行的辦法，來解決潮流變化的問題。研究人員從多個角度考慮，希望可以建設(shè)一個穩(wěn)定的電網(wǎng)系統(tǒng)或者發(fā)揮潮流的優(yōu)勢，建造一個配電潮流系統(tǒng)，有效地利用潮流為電力的輸送做出貢獻(xiàn)。

3 如何解決光伏發(fā)電合并網(wǎng)后帶來的問題

3.1 優(yōu)化調(diào)度和協(xié)調(diào)運(yùn)行

光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后會對原來的電網(wǎng)系統(tǒng)造成沖擊，所以要對并網(wǎng)后的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度和協(xié)調(diào)運(yùn)行。光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后首先應(yīng)該滿足整體區(qū)域的正常供電，在必要的情況下還可以通過新的配電網(wǎng)系統(tǒng)對全網(wǎng)的電能進(jìn)行合理的調(diào)度，使其經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，如此靈活的電力調(diào)度，使電力系統(tǒng)可以不受光照、陰雨天氣等因素的影響正常運(yùn)行。在實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，配電網(wǎng)會面臨具有高滲透率的光伏電源接入，所以電力研究人員要提高對大規(guī)模分布式電源接入配電網(wǎng)的影響狀況的分析，掌握配電網(wǎng)對此類電能的消化機(jī)理，從而找出平衡二者的辦法，對其進(jìn)行有效的控制，解決光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后的問題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在風(fēng)力資源匱乏的季節(jié)，風(fēng)電輸出會低于用電需求，光伏發(fā)電的供電保證率好，此時的電能輸出比風(fēng)能發(fā)電更具有穩(wěn)定性。我國在開采電能的過程中，越來越注重節(jié)能環(huán)保的理念，風(fēng)能和光能的互補(bǔ)可以將環(huán)保的精神貫徹供電的始終，可以充分地利用分儲式的能源裝置，使電能的傳輸更加安全、穩(wěn)定、可靠。所以，此類混合可再生的能源可以有效地對發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，從而深入研究存在的問題，獲取最大的效益。對于高級的配電運(yùn)行框架，要對可再生能源進(jìn)行互聯(lián)和接口的研究，這種混合式的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)會對不同的負(fù)荷、電網(wǎng)電價的波動進(jìn)行有效的控制。endprint

3.2 規(guī)劃含光伏電源的智能配電網(wǎng)

光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后會對原來的系統(tǒng)造成諸多影響，所以要對含光伏電源的智能配電網(wǎng)進(jìn)行合理的規(guī)劃。電力用戶接入大量的分布式電源會難以預(yù)計(jì)負(fù)荷的增長量和具體的分布情況，并且對電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)造成了難以預(yù)計(jì)的影響。分布式電源多樣化的特性使得電力工作者對電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一定困難。對含光伏電源的智能配電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃是電力產(chǎn)業(yè)一項(xiàng)長期的任務(wù)，電力方面的相關(guān)專家和學(xué)者從光伏接入點(diǎn)和電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的角度進(jìn)行了長期詳細(xì)的研究，但目前這些研究仍然停留在理論基礎(chǔ)階段，沒有形成整體的光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。為了建設(shè)強(qiáng)大的智能配電網(wǎng)電力系統(tǒng)，合理地對含光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)智能供電網(wǎng)絡(luò)成為了重要的措施。要對智能配電網(wǎng)的終端系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配置，加強(qiáng)對電網(wǎng)客戶負(fù)荷量的分析，結(jié)合系統(tǒng)的優(yōu)化等相關(guān)的辦法，從設(shè)計(jì)、流程、內(nèi)容、具體實(shí)施等角度進(jìn)行改進(jìn)，旨在提高光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后電能的傳輸效率，保證人們正常的用電需求。

3.3 繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)

光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后，整個配電網(wǎng)將成為具有多個電源的系統(tǒng)，這直接影響繼電保護(hù)的方向性，需要電力研究人員重新考慮正確地對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用。當(dāng)前，我國解決繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用有兩種辦法，即切源辦法和孤島辦法。切源辦法顧名思義就是切斷電源，旨在出現(xiàn)任何故障的時候，立即切斷所有的分布式電源，并且采取有效的保護(hù)措施。雖然切源辦法可以有效地控制繼電設(shè)備的方向性，但同時也降低了電源的速動性和可靠性，在切斷電源的時候要充分考慮電源切斷與排除電流故障的時間以及速斷等問題。孤島辦法就是將多個配電網(wǎng)變?yōu)楠?dú)立運(yùn)行的“孤島”。孤島辦法主要是針對切斷電源辦法中的時間配合、速斷等問題，在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，可以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，盡可能地用分布式電源進(jìn)行供電，縮小停電的范圍，將損失降到最低。

4 結(jié)語

綜上所述，電力作為我國的支柱性產(chǎn)業(yè)，為我國的國民經(jīng)濟(jì)做出了巨大的貢獻(xiàn)。保證國民經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展就是保證人民的切身利益，使人們的生活水平得到提高，促進(jìn)各行各業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。所以，要重視電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，加強(qiáng)對電力系統(tǒng)安全的防護(hù)措施，并不斷完善網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管系統(tǒng)，對電網(wǎng)的運(yùn)行實(shí)施全方位的嚴(yán)密監(jiān)控，保障電力的正常傳輸，供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)綠色可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：陳振興（1986-），男，江西景德鎮(zhèn)人，供職于江西省景德鎮(zhèn)市供電公司。endprint