分布式光伏发电并网对配电网的影响及对策探析

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何林灿

四川巴郎河水电开发有限公司 四川省成都市 610000

摘要

随着社会和经济的迅速发展,各个行业的发展都离不开电力和能源。在现代社会,人们对用电的要求越来越高,这将给我们国家的生态环境带来严重的污染。当今,在经济全球化的时代,每个国家都在快速发展的同时,对生态环境的冲击也越来越大,同时,由于社会的持续发展,国家对能源的需求也越来越大,对环境的保护和资源的匮乏也越来越受到人们的重视。因此,要解决我国目前面临的能源紧缺问题,就必须合理地开发和利用可再生能源,从而将对生态环境造成的危害降到最低。在这一背景下,本文研究了分布式光伏发电接入后对配电网络的影响。


关键词

分布式光伏发电;并网;配电网

正文


在经济飞速发展的同时,我国的科学技术水平也在不断提高,各行各业都需要用到很多的电力资源,而在城市化的不断推进下,电力已经成为了保证人民日常生活不可或缺的一部分。然而,随着人们对用电的需求不断增长,大量的电能被利用,对我国的生态环境产生了严重的污染和破坏[1]。为此,可将分布式光伏发电接入电网,从而有效地减轻电能对环境的污染。通过调研可以看出,将分布式光伏发电接入电网,能够极大地降低配电网络的损失,同时也能够对终端电压进行有效的优化,降低能量的消耗,达到较好的供电效果。

一、分布式光伏发电系统发展的必要性

分布式光伏发电是一种混合电源,与常规电源相比,其兼容性强,易受到外界环境的干扰。随着社会的发展,目前国内外的光伏发电系统基本上都采用了风力发电、太阳能等新能源,在多元能源并存的情况下,分布式发电系统的容量和电压水平将会发生变化。在现代信息技术的支撑下,我国目前的光伏发电体系正在逐步完善,要想让光伏发电系统发挥出最好的作用,就必须在它上面投入巨大的资金,而随着科学技术水平的逐步提升,在目前的光伏发电系统中,所用的费用也在降低。国家相关政策指出,在今后的社会发展进程中,我国仍将继续遵循可持续发展之路,应高度关注低碳经济,在发展过程中采取有效的措施和政策控制碳排放,尽可能地减少碳排放。在实践中,要从源头上治理大气污染,做好相应的工作,推动工业结构的合理调整,更好地保护能源资源,做好污染防治等相关工作。为更好地推动工业结构调整,更好地控制煤炭资源,积极发展新能源,高效地利用可再生能源,降低二氧化碳和有害气体的排放量。从相关研究来看,“碳中和”实际上并不涉及到能源结构,它涉及到工业等各个领域,必然会对产业链的调整和重构产生影响。

二、分布式光伏发电并网对配电网的影响

1.对配电网安全方面的影响

在国家科学技术水平逐步提高的情况下,先进的信息技术正在逐步地在各个行业的生产过程中运用,运用现代技术,既能提高生产效率,又能使生产技术得到持续改进。同时,随着社会的迅速发展,我国对电力的需求量也越来越大,因为在生产过程中消耗了大量的电能,这不仅给国家的生态环境带来了很大的冲击,而且还带来了能源的短缺。在目前的电力系统中,很多电站都将分布式光伏发电接入到配电网络中来,这样的发电行为会对配电网络产生一定的影响,当分布式光伏发电接入配电网络后,将会改变配电网络的流向和分布特征,同时也会引起配电网络的结构变化,由原来的辐射性结构逐步变为多电源结构。比如在继电保护中,当光伏发电接入电网后,导致电力系统发生短路现象时,主电源和各分布式光伏发电都会将电流注入到短路点的位置,因此,在短时间内,配电网络的电流将会急剧增加。通过分析可知,分布式光伏发电接入配电网络后,将导致配电网络中的电流逆向流动,从而对继电保护设备产生不利影响。若电源不能与其它配电系统的保护设备相协调,其它并联支路也会发生误动,从而使故障的影响范围逐步增大[2]

2.并网对配电网电压产生的影响

在电网运行中,由于将功能注入到馈线结构中,这将会降低馈线的传送几率,并会对馈线中的各个节点产生对应的影响。另外,电网接入电网后,也会对电网的电压产生一定的影响,一般情况下,电压会上升,甚至超过规范的要求,都会引起故障。分布式光伏发电是一种复杂的电源,它涉及到了很多因素,其中大部分都涉及到了风能、光能和其它环境因素。比如,在使用太阳能发电时,若有足够的阳光照射,就可以使配电网络的运行更平稳,使节点电压逐步升高。当分布式光伏发电接入电网时,若将其接入电网终端,则很有可能会导致系统的节点电压超标。

3.对配电网谐波的影响

接入电网后,不仅会对电压产生影响,还会对配电网络产生一定的影响,由于接入电网后,电流会进入逆变器内部,从而实现对其它方面的控制和输出。另外,在接入电网后,还会将谐波输入到配电网络中,比如与电力系统有关的电子元件,这些元件中的谐波,将会对系统中的电流产生影响,从而影响到系统的稳定运行。另外,当谐波发生在配电网络中时,当其流动较为严重时,将会对电网的供电质量产生严重的影响,从而使得其在接入配电网络时,会产生大量的谐波,这与其最初的目的背道而驰。由于电网的目标是为人民群众的生活和企业的生产提供稳定优质的供电,然而当电网真正接入电网时,谐波会对电网中的电流和电压产生较大的影响,从而导致了电流波的变形。

4.对电力消纳的影响

分布式光伏发电,作为一种新兴的清洁能源发电方式,其输出效能直接受到众多自然条件的深刻影响。光伏发电的输出会受到光照、风力、温度等自然条件不可控因素影响,由于分布式光伏发电的接入点众多、分散且随机,高比例接入配电网后,电网的复杂性大大增加。电网需要不断适应这些变化,进行电力平衡调节,确保电网的安全稳定运行。然而,这种高比例的接入使得电网的调节变得更加困难,维护成本也相应增加。另外,由于分布式光伏发电的不可控性和随机性,电网在消纳这些电力时,需要承担更大的风险和隐患。当光伏发电量突然增加或减少时,电网需要迅速作出反应,进行电力调度和平衡。然而,这种快速的反应和调度可能会对电网的稳定性和安全性造成威胁。

三、分布式光伏发电并网问题的解决对策

1.合理使用高阻抗电抗器

根据配电网络中存在的问题,提出了相应的解决措施,以提高配电网络的安全性。当所注入的电源容量很大时,就会对电网的稳定运行产生一些影响,会产生短路,从而影响到电流的运行方向,导致电流的选择性和灵活性降低,同时,相应的保护功能等也不能充分发挥其应有的作用和价值。所以,为能有效地消除对电流等带来的影响,科技人员可选用高阻抗电器,利用高阻抗电器可以大幅降低并网时突然发生的大量电流,因此,能够很好地保护电网,并且仅需串联即可实现这一目标,具有很大的便利和积极的意义。另外,为了有效地降低配电系统对电网的安全性,可以通过使用高阻抗元件来降低系统对配电系统的冲击。

2.并网逆变器以及储能装置的安装

为有效地减轻并网对配电系统电压的冲击,可在系统运行时采用与分布式电源接入点或线路末端加装电抗器进行补偿。当分布式光伏电站接入电网后,其接入节点和线路末端均会产生显著的电压上升。当电压急剧上升时,将引起严重的故障,若能在显著上升的部位装设电抗补偿器,则可有效地解决此问题。由于补偿器可以在运行过程中起到调整的作用,它可以对实际的电压高低状况进行适当的调整,使得电压可以被控制在一个合理的范围内,从而极大地保证了在接入电网时的稳定性。另外,还可以通过在高压侧加装补偿器来减轻其对配电网络的冲击,也可以通过使用并联逆变器的方式来解决。经过长期的实际应用,证明该方法并不能很好地实现并点定位。若采用逆变器的输出端进行控制与并网,则可对融合节点处的实际电压进行有效调节,最大限度地确保各相的输出功率均保持较高的稳定性,从本质上达到对电压的综合控制[3]

除了上述两种能够有效地控制电网电压之外,还可以在电网中加装储能设备来进行合理的电压控制。由于气象条件的改变对分布式光伏发电系统的运行有很大的影响,一般来讲,中午的影响是最大的,晚上的影响要小一些。中午是一天中太阳的最强时刻,可以利用能量储存设备来吸收和储存电力,在多云的天气或夜晚,可以有效地将储存的电力释放出来,而在太阳能量不足的情况下,也可以利用储存的电能来有效地控制电压的上升,从而使电压始终保持稳定。通过使用储能设备,不但能够充分保障电压的稳定,为人民的生产和生活提供优质、持续的电力供应,而且还能够对电源的提升进行合理的控制。

3.对谐波量进行合理的控制

当分布式光伏发电接入配电网络时,将有大量的谐波输入到配电网络中,其中包括与之相关联的电气元件,这些元件中含有大量的谐波,这些谐波会对系统的电流稳定产生一定的影响。因此,应采取适当的谐波量控制措施,才能有效地消除其对配电网络的影响。在分布式光伏发电并网系统中,最大的谐波来源就是光伏逆变器中的功率开关。电力系统中的有关技术人员在选择光伏逆变器时,要对是否存在谐波给予足够的关注,要使其在某种程度上能够有效地减少谐波的出现,可以采取避免谐波谐振的方法。首先要选用适当的绝缘栅双极型晶体管,再根据具体的结构进行适当的调节,尽可能地控制相关的参数,并通过对参数的精确性进一步提高,从而达到减少谐波的目的。该方法在使用时,不会对设备的容量造成任何的限制,从而能够更有效地降低谐波含量。因此,在工作中,科技人员可以根据具体的工作需要,对电网进行适当的调整,在将分布式光伏发电并网时,技术人员可以通过接入多台逆变器来减小谐波对供电的影响,从而有效地减小电网中谐波的产生。同时,利用原始滤波器对配电网络中的谐波进行综合控制,使其与光伏系统协同工作,从而达到并网后的稳定运行,从而为电力系统的高效、优质、连续供电奠定坚实的基础。

4.确保检修安全

为了减少分布式光伏电站接入电网时对配电网络的冲击,又要保证系统的安全维护。在实际的维修工作中,技术人员首先要标准化具体的操作方法,同时也要加强对操作环节的监督,这是保证检修安全的关键。在检修期间,要对可能发生的光伏并网装置进行保护,特别要引起技术人员的重视[4]。所以,要想有效地防止上述问题,在实际的维修中,技术人员要扩大检修的面积,对易出故障的部位要进行多次的检查,把系统的开关切断之后,光伏并网装置的内部就不能与电源接通。除此之外,还必须提高对检修安全管理的重视,在实际的检修中,相关的技术人员要针对故障的具体情况,制定出有针对性的措施,尽可能地保证光伏发电和配电网检修期间的安全性,避免工作人员在检修期间发生电源给电的状况,从而危及到检修人员的生命安全。与此同时,在具体的维修工作中,维修人员也要按照有关的规定,进行科学、合理的验电,一旦发现有带电的现象,要先切断电源,然后才能进行检修。

5.采用分布式光伏+储能

采用分布式光伏与储能技术的结合,是一种创新的能源解决方案。在这种配置中,储能装置发挥着至关重要的作用。通过智能化的充放电管理,能够有效地平滑分布式光伏电源的输出功率,确保电网在接入分布式光伏时,不会因为其不稳定的特性而受到过大的冲击或波动。

储能装置能够根据光伏系统的发电量以及电网的需求情况进行充放电调节。在光照充足、光伏系统发电量较高时,储能装置会吸收多余的电能进行充电,避免电网过载;而在光照不足或夜间时段,储能装置则会释放电能,为电网提供稳定的电力支持,确保电网的稳定运行。这种分布式光伏与储能技术的结合,不仅提高了电网系统对可再生能源的消纳能力,还显著提升了能源利用率和经济性。通过优化储能装置的充放电策略,可以实现电能的时空转移,使得电网在不同时间段、不同负荷条件下的运行更加高效。

结语

总之,随着国家科学技术的逐步提高,分布式光伏发电系统接入电网后,将极大地促进我国的生态环境保护,同时也将促进可再生能源的利用,从而对电网的正常运行造成较大的影响。但是,在实际应用中,却会给整个配电网络带来一些不利的后果,所以,需要有关部门的技术人员,针对具体问题,研究出有针对性的措施,以推动电力系统的健康发展。

参考文献:

[1]薛书倩.分布式光伏发电并网对配电网安全的影响分析[J].江西建材,2017,(23):197-197.

[2]李知奎.关于分布式光伏发电并网对配电网的影响分析[J].电子世界,2016(14):146-146.

[3]肖晶民.分布式光伏发电并网对配电网的影响[J].建材与装饰,2017(45):194-195.

[4]霍东亨.探讨分布式光伏发电并网对配电网运行安全的影响[J].科技创新与应用,2017(3):194-194.

 

作者简介:何林灿 1993.08.07 男 成都市郫都区犀浦 汉 本科 四川巴郎河水电开发有限公司


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