孟鑫亞 姬豪兵

【摘?要】目前，社會進(jìn)步迅速，我國的各行各業(yè)建設(shè)的發(fā)展也有了提高。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中合理應(yīng)用儲能裝置，能夠有效減少光伏發(fā)電單元在實際工作的過程中由于波動而引發(fā)的功率變化，減少因功率變化而給電網(wǎng)以及敏感負(fù)荷帶來的沖擊，能夠確保光伏系統(tǒng)在離網(wǎng)的狀態(tài)下以及并網(wǎng)的狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)相互間的平穩(wěn)過渡，實現(xiàn)整體供電質(zhì)量的提升。而在實際設(shè)置系統(tǒng)儲能單元的過程中，可以嘗試使用閥控式密封鉛酸蓄電池，在充分考慮光伏發(fā)電系統(tǒng)自身運(yùn)轉(zhuǎn)情況的基礎(chǔ)之上，分析儲能單元在處于不同工作模式的過程中其自身的運(yùn)轉(zhuǎn)特點，以此為依據(jù)，建立完善的放電控制系統(tǒng)以及充電控制系統(tǒng)，并對相應(yīng)控制策略有效性的情況進(jìn)行驗證。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電;光伏發(fā)電;并網(wǎng)問題研究

引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，新能源發(fā)電技術(shù)突飛猛進(jìn)、在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等諸多領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，成為推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步的關(guān)鍵科技力量之一。

1光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)運(yùn)行帶來的影響

1.1運(yùn)行調(diào)度

光伏電源自身具有一定的可調(diào)度性，但是這種可調(diào)度性會在一定程度上受到外界天氣因素的影響，尤其是在一些天氣變化相對較快的城市或是海拔相對較高的地區(qū)，天空中的云層對于光伏電源可調(diào)度性的影響更加明顯。在電網(wǎng)運(yùn)行商的調(diào)度系統(tǒng)中，如果光伏電源的整體占比相對較高，且高于臨界比例，在進(jìn)行電力調(diào)度的過程中就需要采取一系列的保障措施，確保電網(wǎng)運(yùn)行過程中的可靠性以及安全性能夠切實得到保障。除此之外，常規(guī)電價與光伏電價之間還普遍存在一定的差異，因此，在對電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度的過程中也需要充分考慮經(jīng)濟(jì)性的相關(guān)問題，但是上述的所有操作都需要最大限度地避免給電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全帶來不利影響。

1.2系統(tǒng)保護(hù)

光伏發(fā)電系統(tǒng)在實際運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，如果遇到光照相對強(qiáng)烈的情況，那么電站在實際進(jìn)行輸出的過程中功率也會相應(yīng)增加，進(jìn)而引發(fā)一系列的連鎖反應(yīng)，最直接的表現(xiàn)就是短路電流的增加，進(jìn)而增加過流保護(hù)在配合過程中的難度，加大失誤問題的發(fā)生概率。除此之外，電站輸出功率的變化也會在一定程度上影響熔斷器的常規(guī)工作，進(jìn)而給電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)帶來十分不利的影響。若光伏發(fā)電系統(tǒng)在工作的過程中沒有正常接入配電網(wǎng)，支路潮流在實際運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中則多數(shù)情況下是屬于單向性輸出，且這種單向性輸出缺乏必要的保護(hù)措施。而在光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，當(dāng)配電網(wǎng)接入之后，配電網(wǎng)絡(luò)自身的性質(zhì)也會相應(yīng)地發(fā)生變化，轉(zhuǎn)成多元配電網(wǎng)絡(luò)，但是在這一過程中，網(wǎng)絡(luò)潮流的流向則會體現(xiàn)出較強(qiáng)的隨機(jī)性特點，控制難度進(jìn)一步增加，為了保證系統(tǒng)整體的運(yùn)轉(zhuǎn)安全，則需要在系統(tǒng)中常規(guī)進(jìn)行方向性保護(hù)裝置的安裝。

1.3電能質(zhì)量

光伏發(fā)電系統(tǒng)在日常開展發(fā)電工作的過程中，經(jīng)常會受到外界環(huán)境因素的影響，尤其是在陰雨天，空中巨大的云層，在一定程度上會遮擋住陽光，就會導(dǎo)致光伏電源的功率在短時間內(nèi)大幅度上升或是下降，尤其是對大型的光伏系統(tǒng)影響更為普遍，系統(tǒng)內(nèi)的電壓在短時間內(nèi)就有可能出現(xiàn)閃變，進(jìn)而出現(xiàn)較大的頻率波動，除此之外，也有部分類型的光伏發(fā)電系統(tǒng)是進(jìn)行直流電發(fā)電的，在進(jìn)行電網(wǎng)接入的過程中，如果采用的是逆變裝置法，那么，諧波的出現(xiàn)概率也會大幅度增加，進(jìn)而使電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)受到影響。

2太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

2.1光伏發(fā)電站

光伏發(fā)電技術(shù)的順利應(yīng)用，離不開光伏電站的支持，光伏電站是進(jìn)行光伏發(fā)電的基礎(chǔ)設(shè)備，其直接影響著發(fā)電率和電力的有效應(yīng)用。目前，太陽能發(fā)電廠大致分為分散發(fā)電廠和集中式太陽能發(fā)電廠兩種。分散發(fā)電廠是指在恒定電壓水平且不超過20000kW并網(wǎng)的單個發(fā)電廠的點存儲容量，轉(zhuǎn)換后的電能主要用于變電站地區(qū)的太陽能發(fā)電設(shè)備。集中式太陽能發(fā)電廠在電能傳輸中有很多階段，設(shè)備也更復(fù)雜，它通常包括以下步驟：第一，通過轉(zhuǎn)換設(shè)備的作用將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，第二，轉(zhuǎn)換后的電能通過配電和接收設(shè)備輸送到逆變器。最后，在逆變器的作用下，直流電在交流變壓器箱中流動，并與網(wǎng)絡(luò)建立連接。為了確保在傳輸過程中安全使用電能，有必要確保各種太陽能組件的正常運(yùn)行。

2.2光伏建設(shè)一體化

當(dāng)前，綠色環(huán)保的概念逐漸滲透到人們的思想，因此光伏發(fā)電技術(shù)越來越受歡迎，并且被越來越多的應(yīng)用到了我國的建筑設(shè)計中。例如：在建筑物的屋頂上裝有太陽能電池板，太陽能電池板通過電線連接到電網(wǎng)，從而將能量轉(zhuǎn)化為電能，使人們在日常生活中得以應(yīng)用。利用太陽能發(fā)電不僅可以節(jié)省大量資源，還可以體現(xiàn)綠色環(huán)保理念，有效促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。

2.3光伏發(fā)電與LED照明結(jié)合

太陽能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，并且太陽能發(fā)電與新型材料和新技術(shù)的結(jié)合正在逐漸成熟。LED照明技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生的一種新技術(shù)，其應(yīng)用的是將電能轉(zhuǎn)化為光能的原理，并發(fā)揮照明作用。通過將太陽能和LED技術(shù)相結(jié)合，可以將LED技術(shù)應(yīng)用于太陽能提供的電能，然后轉(zhuǎn)換為必要的光能，從而有效地節(jié)約了能源。兩者的有效組合和功能的基礎(chǔ)是它們既是直流電又是低電壓。

2.4通信/通訊領(lǐng)域

太陽能光伏發(fā)電被廣泛應(yīng)用于電信和電信領(lǐng)域，電信和電信領(lǐng)域包含很多內(nèi)容，并且直接影響著我們的日常生活。例如，農(nóng)村運(yùn)營商的廣播、電信系統(tǒng)和電話系統(tǒng)。建立這樣的系統(tǒng)可以滿足人們的生活需求。將太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于這些系統(tǒng)可以有效地輸送電力，確保系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，給人們的生活帶來了極大的便利，同時衛(wèi)星通信、士兵的GPS等工程也得到了極大的發(fā)展。

結(jié)語

綜上所述，從光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)自身的特點來進(jìn)行分析，儲能技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠有效提升電網(wǎng)在實際工作過程中的穩(wěn)定性和安全性，同時還能有效發(fā)揮電網(wǎng)自身在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的經(jīng)濟(jì)效益，使用戶常規(guī)的用電需求能夠切實得到保證，進(jìn)而有效解決以往電網(wǎng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中容易受到光伏并網(wǎng)影響的情況，使我國社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略能夠切實得到落實。而從我國現(xiàn)階段的情況來看，儲能技術(shù)雖然在一定程度上得到了發(fā)展，現(xiàn)階段光伏發(fā)電系統(tǒng)中所使用的儲能技術(shù)相較于以往已經(jīng)有了較大幅度的進(jìn)步，但是，研究人員還需要進(jìn)一步開發(fā)新的儲能裝置，使我國光伏并網(wǎng)發(fā)電能夠真正得到發(fā)展，使其應(yīng)用范圍能夠真正得到擴(kuò)大，讓太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)能夠真正使我國的更多人民受益，使發(fā)電能夠真正做到綠色環(huán)保，進(jìn)而有效減少以往火力發(fā)電給環(huán)境帶來的不利影響。

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（作者單位：河南工學(xué)院電氣工程與自動化學(xué)院）