郭文雙 馬華

摘要：隨著我國經濟的發(fā)展，能源與資源的消耗對環(huán)境的影響日益嚴重，光伏發(fā)電作為清潔能源其開發(fā)利用顯得日益重要。光伏發(fā)電系統(tǒng)具有資源普遍、無污染，設備可靠，維護簡單并受地域條件限制小的特點。并且，我國太陽能資源十分的豐富，排除西南以及黑龍江邊境地區(qū)外均為高太陽能資源區(qū)，這對發(fā)展光伏發(fā)電系統(tǒng)十分有力。同時，光伏發(fā)電也存在著諸多問題，如功率輸出不穩(wěn)定，可調度性差，并具有間歇性發(fā)電和隨機波動性變化的特點。這些都對電力調控造成一定影響，對電力調控工作的管理與操作提出了一定的挑戰(zhàn)。

關鍵詞：光伏發(fā)電;電能質量;電力調控;電網(wǎng)安全

一、光伏發(fā)電對電力調控的影響

光伏發(fā)電為可再生的清潔能源，是未來新能源發(fā)展的重要趨勢，但其與傳統(tǒng)化石能源有著很大不同，比如發(fā)電的間歇不穩(wěn)定性、波動性，晝夜功率輸出的不可調整性等，均使之在與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行后影響大電網(wǎng)本身的穩(wěn)定性與供需平衡，這就對電力的調控工作造成了傳統(tǒng)能源未產生過的影響。

1.1系統(tǒng)電能質量方面

電網(wǎng)的電能質量主要體現(xiàn)在電壓、頻率以及波形。而光伏發(fā)電系統(tǒng)其自身的工作原理決定了其此方面的缺陷性。當并網(wǎng)光伏發(fā)電站并網(wǎng)或與系統(tǒng)解列時，其有功與無功功率的變化均會對電網(wǎng)造成沖擊。同時其內部光伏發(fā)電組件的啟停也會造成輸出的改變，從而影響電網(wǎng)的電能質量。而且在光伏發(fā)電產生的直流電源逆變成并網(wǎng)所需的交流電的過程中，將會產生大量的諧波污染。

隨著光伏發(fā)電在系統(tǒng)中所占比例的提高，其自身發(fā)電所具備的隨機性與不穩(wěn)定性導致電網(wǎng)內的頻率出現(xiàn)經常性的波動。并且此時光伏發(fā)電產生的諧波經過能量的疊加，有可能超出系統(tǒng)可承受的范圍。而且，系統(tǒng)中多個諧波源互相的影響還可能造成諧振，進一步危害大電網(wǎng)的安全運行。

1.2發(fā)電計劃方面

我國電網(wǎng)長期以來均以火電發(fā)電為主，其功率的輸出具有良好的穩(wěn)定性與可預測性。但光伏發(fā)電受到季節(jié)、溫濕度、天氣的影響，使其充滿了隨機性與不可控性，影響了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，增加了電網(wǎng)發(fā)電計劃的制定與實施的難度，并且隨著國家新能源政策的推進，光伏發(fā)電所占比例將會進一步提高，必將增加供電公司電力調控的難度。

1.3繼電保護方面

光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)使得電網(wǎng)中的潮流具有了雙向性，并且電網(wǎng)故障時短路電流的大小、方向以及分布也會因此而有所改變。因此光伏發(fā)電系統(tǒng)與系統(tǒng)變電站均需要裝設繼電保護裝置，防止故障后的系統(tǒng)失穩(wěn)與對系統(tǒng)反送電，保護光伏發(fā)電站本身也保護系統(tǒng)不受到故障多次沖擊。當已并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)向大電網(wǎng)輸入功率時，會使原繼電保護裝置的保護范圍縮小，從而影響到繼電保護裝置工作的靈敏性與可靠性。

1.4孤島效應

在電力系統(tǒng)中，孤島效應是指電路的某個區(qū)域有電流通路而實際沒有電流流過的現(xiàn)象。隨著并網(wǎng)光伏電站的增加，孤島效應發(fā)生的概率也會隨之增加，其不僅會對光伏發(fā)電站本身的設備造成損害，也會對大電網(wǎng)本身的設備造成損害進而擴大事故，同時還會對供電公司的現(xiàn)場檢修人員的人身安全造成威脅。因此電網(wǎng)調控中心做好相關工作來保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行至關重要。當孤島電網(wǎng)不再因保供電可靠性而存在時，調控中心需迅速地檢測出孤島電網(wǎng)并可靠切除。并且當其重新與系統(tǒng)并列時，應做好同期檢測并采取一定措施，減少對系統(tǒng)的沖擊。

1.5調控管理方面

由于光伏發(fā)電系統(tǒng)運營人員不太同于原有的大型國有發(fā)電企業(yè)，其自身的需求具有一定的靈活性，并會因此出現(xiàn)根據(jù)其自身需求并、解列機組的情況。同時由于其自身發(fā)電原理的所受自然條件的影響，使其充滿了隨機性與不可控性，都使得配電網(wǎng)側的能力管理增加了新的問題，也加大了調控中心調控力度的實施難度，并且隨著大型并網(wǎng)光伏發(fā)電站的增多，其直接接入的電壓等級也在提高，電網(wǎng)調控的管理也產生了新時期的挑戰(zhàn)。

二、對于光伏發(fā)電未來發(fā)展的預估和相關建議

供電公司是服務型企業(yè)，負責提供充足穩(wěn)定電力服務，作為供電者有責任也有義務保障電網(wǎng)運行的安全與穩(wěn)定，保護新能源的健康發(fā)展與使用。

光伏發(fā)電作為我國在未來主力推廣的發(fā)電方式，盡管還存在一定的問題，但也具備很強的發(fā)展空間。保障光伏發(fā)電站與電網(wǎng)的安全運行，解決因為光伏發(fā)電帶給調控中心調控電力時的問題，是電力行業(yè)在未來應著重考慮的問題。

2.1電網(wǎng)結構上的技術增強和優(yōu)化

光伏發(fā)電的優(yōu)勢在于其作為清潔能源的獨特性，而缺點則是受環(huán)境、天氣等因素影響而帶來的巨大的不穩(wěn)定性與不確定性。要解決這一問題，電網(wǎng)機構的科學合理與否很關鍵。電網(wǎng)結構是否符合當前能源發(fā)展的需要決定了光伏能源與電網(wǎng)之間的兼容狀況，因為在能源技術中，電網(wǎng)是其介入的基礎，電網(wǎng)的堅強程度會和能源技術的介入狀況產生最直接的關聯(lián)。所以加強電力調控很重要的一個因素便是本地光伏發(fā)電的規(guī)模與分布情況的掌握，如果調控部門能夠合理的調整電網(wǎng)運行方式，讓繼電保護可以展開合適的配合，那么對于電網(wǎng)運行就能起到一定程度的改進作用，從而在運行上讓光伏發(fā)電系統(tǒng)產生更好的供電能力，讓電力企業(yè)做好更好的供電服務。

相關行業(yè)還應積極對直流輸電和柔性交流輸電技術進行研究，提升相應的供電效率，加強光伏發(fā)電系統(tǒng)的短路功率與動態(tài)穩(wěn)定，針對這些方面不斷優(yōu)化能源存儲技術，在光伏發(fā)電的發(fā)展之路更加健康安全的同時，也讓電網(wǎng)本身的運行能夠趨于平穩(wěn)。

2.2強化調控制度

光伏電網(wǎng)中存在很大的不可控性，在調控難度上要比普通的火電或水電高許多，因此在具體供電工作中，加強調控規(guī)劃和人員安排，增強調控制度，可以增強光伏發(fā)電的管理力度。同時建立起對應的維修系統(tǒng)，制定和光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理相關的維修、維護措施，也能讓檢修人員有效應對諸如孤島效應等在光伏發(fā)電中較為常見的問題，保障供電的穩(wěn)定。

2.3增強電網(wǎng)結構分布和調研

科學規(guī)劃應是在光伏發(fā)電被大力推行和發(fā)展的同時并行做好的工作之一，光伏發(fā)電系統(tǒng)因為自身原因在電能質量方面有很大的負面影響。而如果能就電網(wǎng)負荷、容量及結構部分做好充分調研，就能在有效提升電能質量等方面的可承受范圍，在一定程度上緩解因為“系統(tǒng)容量過大”等問題帶來的影響。供電公司如能確定科學化的光伏發(fā)電裝機容量，做到統(tǒng)一調度、分級管理，相關人員嚴格按照電網(wǎng)調控原則進行系統(tǒng)操作，加強人為可控因素，落實各級調度關系，降低非故障情況下發(fā)生非計劃性并、解列的行為，那么在很大程度上能夠降低諧波問題，會對光伏變電站的電力調控產生維穩(wěn)的效用。

三、結語

隨著光伏發(fā)電技術的發(fā)展，其對電力調控的影響將進一步加深，如何在新形勢下既保障光伏發(fā)電的發(fā)展又保障電網(wǎng)運行的安全與穩(wěn)定將是供電公司調控部門工作的重中之重。由于光伏發(fā)電自身的不穩(wěn)定與不確定性，傳統(tǒng)的工作方法必將無法滿足新的工作要求。這就要求不斷結合情況發(fā)展制定可行的辦法，調整電網(wǎng)結構、繼電保護配置與管理手段，做好精心調控，科學規(guī)劃，促進光伏發(fā)電新能源技術的發(fā)展。

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