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分布式光伏并网问题分析与建议

2019-10-21刘永贵

科学导报·科学工程与电力 2019年27期
关键词:分布式问题

刘永贵

【摘  要】我国针对现阶段经济发展与能源紧张之间的矛盾问题,提出了节能减排的口号,以此减少对不可再生能源的依赖,使用可再生的新能源进行生产运行与活动。我国的供电局势一直处于供不应求的状态,因此国家电网、供电单位提出了多方面的改进措施,例如西电东输、峰谷供电等,但是这仅能缓解部分供电危机,而采用目前应用效果极佳的分布式光伏发电技术,可以保证满足区域内所有用电群体的用电需求,确保人们可以顺利开展各项活动。

【关键词】分布式;光伏并网;问题

1分布式光伏电源概述

使用可再生的太阳能进行电能转化时,可以使用太阳能电池板将太阳能转化为电能,这种获取电能的装置即光伏电源,其依托太阳的光生伏特效应,将太阳发出的热量,在电池板等装置的作用下,生产出电能,这种电能可以作为有效的电源供应给所需的人使用。光伏电源的装置结构主要包括三部分,即控制器、太阳能电池板、逆变器,在共同作用下进行电能的发电与储存。这种电源的电压等级较低,在生产使用的过程中,不会对环境造成破坏,使用灵活,尤其是对于一些偏远山区的居民而言,使用太阳能供电的效果好于电网供电,其应用优势非常明显。在使用区域发电后,该电源可以独立使用,或者可以连接周边的配电网共同配电。其有着较强的地区适应性,储备的电能基本可以供应本地区人们的用电所需。但是在进行电能转化时,太阳能受气候等因素干扰,容易出现输出功率异常等情况,并网运行可能会对配电网运行的稳定性产生影响,使得电网的负荷调控无法顺利进行。现阶段,国家电网公司对于分布式光伏并网工作提出了规范性要求,使得光伏电源需要按照要求进行并网输电,减少并网后的不利影响。要求指出,首先,并网后光伏电源可以为电网输送电力资源,且能够促使电网稳定运行。其次,接入的光伏电源数量需要控制,多个电源的总体影响较大,且接入的总容量需控制,不可超过上级变压器有效负荷量的1/4。最后,该电源的短路和额定电流的比值需要在10kV以上;根据电网条件、装机容量,确定并网电压等级,一般光伏电源的电压值处于8kV以下,或者低于8kV时,配电网的电压值即为220kV等。如果接入的低电压、高电压均符合并网标准,则可以先进行低电压的并网。因此,供电单位在本地区的供电中,根据该项标准对并网工作进行检查监督,找出影响电网稳定性的因素,及时采取有效的手段进行规避处理,确保分布式光伏并网工作的安全可靠性。

2分布式光伏发电对配电网的影响及存在的问题

2.1影响潮流分布

分布式光伏发电与传统电源系统有较大差异,其受温度、阳光辐射等外部环境影响较大,输出功率容易变动,呈现浮动性特点。然而此类变化有规律可循,一般情况下,阳光晴朗时的光伏发电力度强,系统能够正常运行,到了乌云密布天气,系统电力微弱。受此特点影响,光伏电源在运行期间会对配电网带来不利影响。传统的配电网为辐射式结构,电源连接在用户端模处,利用分布式光伏发电技术后,相当于在配电网中增加了电源数量,致使潮流分布更为复杂,容易出现逆流问题,而配电网中电压也会受到影响,变得混乱。除此之外,分布式电源容量和连接位置也会对配电网中潮流的大小带来影响,使之发生波动。

2.2电压偏差与波动

光伏发电会对配电网中的电能质量带来影响,通常情况下,电力系统中存在不同负荷点,电压会跟随潮流流向逐渐下降。然而采用分布式光伏发电模式后,在潮流复杂的情况下,一旦出现逆流问题,会使传输功率降低,导致负荷点电压上升,进而出现电压偏差。而光伏电源作为配电网系统中的关键部分,出力程度不同会导致潮流发生变化,凭借系统自身的能力很难对此进行控制。如果工作人员并未按规定开启与暂停分布式电源,在其接入或退出系统时,可能致使输出功率大幅变化,电压出现较大波动及闪变。另外,温度变化、阳光强度等也会导致电流输出功率浮动与电压波动。

2.3谐波污染与孤岛问题

在光伏电源供电期间,输出的直流电经过逆变器会转变为交流电,在配电网系统中可能出现谐波污染。一般情况下,工作人员可以加入合适的滤波器,对光伏容量较低的电源进行控制,避免出现谐波污染。但是近年来,光伏发电规模逐渐扩大,配电网中电量日益增长,以此方式控制污染效果不佳,为此,我国技术人员需要继续进行研究与实践,争取早日提出可以解决此问题的对策。另外,分布式光伏发电也会导致孤岛问题的出现,尤其在配电网断电情况下,供电企业不易掌控光伏电源的情况。随着并网系统的敷设,孤岛面积会加大,带来严重危害,影响人类与电力设备的正常工作。即便在供电恢复以后,配电网也会因为相位间的差异问题遭受冲击。

3分布式光伏发电并网问题的解决建议

3.1创新调压设备

针对以上分布式光伏发电并网存在的问题,技术人员需要深入研究,制定针对性的解决策略。为了改善配电网电压偏差的情况,可以对调压设备进行优化与创新。在光伏发电模式下,企业需要引进无功发生器、静止补偿设备等先进系统,使其发挥作用,调节配电网的电压。

3.2调节变压器变比与光伏电源接入位置

对配电网中的变压器变比进行调解,可以科学分配线路的电压,减小与预期的偏差程度,避免其超出供電范围。在工作期间,技术人员需要先调节变压器,之后再介入光伏电源,期间要对线路情况进行实时探测,需多次调整变比,通过反复操作达到预期效果。如果部分配电网系统无法调节变压器,技术人员需要对改变分接头的压力。如果依然无法平衡电压,则更换其他类型的变压器,选择有载调压功能的设备最佳,从而使其携带负载调压,帮助范围、速度达成标准。因为光伏电源会受太阳光照及辐射强度的影响,造成出力大小的波动,如果出力逐步增强,配电网线路潮流会随之降低。

3.3运用灵活性策略

一般情况下,如果分布式光伏电源进入量不同,使用一类调压方式难以合理分布电压,此时工作人员需要创新思维,采取灵活性策略进行实践。可以同步对光伏电源接入位置及变压器变比进行调整,如此能够缩短电压高低差值,从而提高配电网系统的平衡稳定性。但是在进行具体操作时,要注意先后顺序,需先调整光伏电源进入位置,并观测电压值情况,如果其已达到标准,即不必进行下一步骤。如未达成标准,则要对变压器分接头的电压进行调节,从而使配电网中的电压合理分布,并保持平稳。

3.4同步并网

同步并网是解决分布式光伏发电并网问题的有效方式之一,在电源接入系统时,工作人员要确定配电网电压与电源频率的一致性。在电网系统闭合之前,也要跟踪了解具体情况,在保证系统相位、频率等参数符合标准后,方可开始闭合。以5000~1000kW容量的分布式电源为例,其频率差达到0.2Hz,相位差与电压差为15与5时,即符合标准。

4结论

综上所述,近年来,分布式光伏电源被广泛应用在电力系统中,然而在其并网期间,会对配电网带来不利影响,致使电力系统运行质量降低。因此相关人员需要对该问题进行深入研究,分析存在的原因,制定出应对策略,可以对并网方式进行优化设计,合理方式调节电压,从而促进配电网的平稳运行。

参考文献:

[1]张继成,周艳华,宋晓薇.分布式光伏并网发电对电网的影响研究[J].科技风,2018(28):164-165.

[2]高莹.分布式光伏发电并网的成本/效益分析[J].电气技术与经济,2018(03):67-69.

[3]史帅彬.分布式光伏并网对配电网电能质量的影响[J].农村电气化,2018(06):65-68.

[4]丁明,姚宇亮,李林,毕锐,曹军.分布式光伏并网装置的研制[J].电力自动化设备,2018,38(03):1-6+15.

(作者单位:新疆名品电力有限公司)

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