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摘要:大规模光伏发电推广符合我国节能环保的战略目标,是促进可持续发展的体现。提高人们的环境保护意识,帮助人们养成良好的用电习惯,对促进电力企业的可持续发展具有重要意义。
关键词:大规模光伏发电;电力系统;影响分析
一、重要意义和工作原理
大型光伏发电采用太阳能发电属于清洁能源,与其他能源相比,污染少,不需要储存和释放电能,能耗低,利用率高,增加了电能输出,更好地满足人们的能源需求。光伏发电系统在建筑综合体中的有效应用,使建筑布局更加科学合理,外部结构更具特色,更吸引消费者。大规模光伏发电的本质是利用发电系统把储存的太阳能转化为供人使用的电力。电力需求的过程是把直流电转化为交流电。集中式大型并网发电站和分散式小型并网发电系统是光伏发电的两种不同形式,集中式大型并网发电站可以直接完成站内电能的转换,实现用户分配电力,适合国家电站使用。
二、光伏发电系统的现状分析
目前,我国光伏发电主要是利用太阳能。我国太阳能资源相对丰富,光伏发电开始大规模发展,系统也在不断改进。近年来,光伏发电系统因其能够保证电力供应的质量和安全,在沙漠和偏远山区得到了广泛的应用。在我国光伏发电系统的应用过程中,除了独立的光伏发电系统外,还有光伏并网发电系统。光伏并网发电相对于独立的光伏发电而言,它有着更广泛的应用,主要是军事、城市、农田、土壤、通讯等等。另外,近年来并网发电的大规模应用还在不断发展和推广。我们所说的独立光伏发电和并网光伏发电以及大规模光伏发电,大部分也依赖于太阳能光伏发电。但目前我国在太阳能光伏发电方面还处于起步阶段,在应用方面还存在许多问题和不足:一是我国光伏发电的基础不足,这种材料大多需要从国外进口。二是用于光伏发电的太阳能电池大量出口,在光伏发电的使用上是不够的。第三,太阳能光伏发电基础设施和其他维护不到位,使得光伏发电不能达到其原有价值。第四,相关法律和政策落实不到位,光伏发电的正常运行得不到保障。
三、大规模光伏发电对电力系统影响的分析
1、大规模光伏发电入网对功角稳定性的影响
所谓功角反映了发电机运行稳定性,是衡量线路裕度重要指标。在发电机组运行过程中,为了保证发电机组的稳定运行,有必要对其进行监测。然而,光伏发电本身是非常稳定的,不参与功率角的振荡,不会影响功率角的稳定性,但光伏发电接入电网会影响电网的原始功率分布和动力传输功率等,可能会发生相应的变化,导致电网寿命功率角的稳定性发生变化。这种变化与电网设计初期的拓扑结构有关,但也存在一定的不确定性。
2、对电能质量的影响
由于大规模光伏发电的结合,电力电子技术同时得到了广泛的应用,非线性负载逐渐被应用到系统中,导致电力系统的故障和污染,以及电能质量等问题。逆变器开关速度变化小,灵活性差,导致输出失真,谐波严重,由于受到太阳光照射的影响,输出功率小,变化过大,同时又出现较大的光伏并网电流谐波叠加等效应,光伏大规模集成到并网系统中,使电网内部电子元件的系统结构更可靠、更稳定,大大提高了系统的信息和功能运行的智慧。同时,污染现象也可能发生,一旦污染现象会导致整个电力系统的电能质量下降。在国内外大型光伏发电站的运行实验中,为了跟上电能质量的变化,单台并网逆变器的输出电流谐波由于多台并网逆变器的存在而变得较弱。
3、对配电系统保护的影响
在电网系统中,采取措施对电网设备进行保护,采取适当措施保证配电系统的安全稳定运行是非常必要的。通过大规模光伏发电,使得配电系统保护受到大规模光伏接线的冲击,使得配电系统的原始运行受到一定程度的影响,故障特征也发生了变化。现有的配电系统中的中间保护装置不能起到保护作用,有文献指出,电力系统中的灯光,变压器的接线方式与传统的接线方式有很大的差距,继电保护特点也发生了变化。此外,它也可能受到人为因素影响,而且光伏并网变换器是非常敏感的,一些员工正在改变不合格的保护被添加到变换器,这也将提供后备电源变电站在原来分布系统,正常使用的电源有很大的区别。
4、有功频率特性的变化
光伏发电的电流水平传播经常会出现随机波动。为了保证电流的顺利通过,最大限度地减少和避免损坏设备和元器件,从而影响系统的运行,电网的负载能力增加了系统维持有功功率平衡的难度,运行特性也将受到很大的影响,现有的电力系统一般都设置了备用系统,但是光伏阵列的干预,改变了原有的电力系统结构,为了满足当前的输电要求,原有的常规电源只能在发生紧急情况时才能更换,系统的响应能力大大降低,频率的变化降低了系统的整体运行效果。
5、大规模光伏发电对无功电压发展的影响
大规模光伏发电还有许多其他的积极作用,其中无功电压技术是一种新型的电源技术,它主要用于供电,供电系统在应用过程中由于电源电阻过大而引起的供电应用过程应该是缓慢的问题,需要采取一定的措施与外力电压充电形式公式进行科学合理的改进和完善。无功电压技术的出现,可以有效地保证电力系统的电压稳定。系统的正常运行为最终实现无功电压技术在电力系统中的应用提供了支持。光伏发电技术本身具有良好的稳定性,可以实现电力系统无功电压可操作和多功率同时使用的状态。光伏发电技术与无功功率压力技术在一定程度上起到了相辅相成的作用。光伏发电电力的大规模应用促进了无功电压的发展和应用,但光伏发电正常运行所带来的电源和电压技術的良好效应并没有为光伏发电的正常运行奠定基础,两者的积极发展形成了良性循环。
6、对小扰动稳定性方面的影响
大型光伏发电存在电气运行不稳定的问题,威胁着电网的稳定运行,增加了系统运行的风险。因此,有必要对大型光伏发电系统最大功率运行点的实际输出状态进行分析,以了解电气运行的不稳定机理。同时,如果电容器的储能相对较小,也会影响电力系统供电运行的稳定性。
结束语
综上所述,只有正确认识到当前大规模光伏发电系统同电力系统的影响关系,才能够加强对大规模光伏发电系统的研究力度,帮助我国电力系统更好更稳定更长久的运行,并助推我国社会的可持续发展。
参考文献
[1]毛颖丝.光伏发电并网对电力系统的影响与建议[J].科技创新导报,2018,15(36):31-32.
[2]安向勇,张立伟,樊习英,苏晓学,张春茹,李峰.新能源并网对电力系统电能质量的影响[J].现代工业经济和信息化,2018,8(16):49-50+53.
三峡新能源西南分公司,四川成都 610000
关键词:大规模光伏发电;电力系统;影响分析
一、重要意义和工作原理
大型光伏发电采用太阳能发电属于清洁能源,与其他能源相比,污染少,不需要储存和释放电能,能耗低,利用率高,增加了电能输出,更好地满足人们的能源需求。光伏发电系统在建筑综合体中的有效应用,使建筑布局更加科学合理,外部结构更具特色,更吸引消费者。大规模光伏发电的本质是利用发电系统把储存的太阳能转化为供人使用的电力。电力需求的过程是把直流电转化为交流电。集中式大型并网发电站和分散式小型并网发电系统是光伏发电的两种不同形式,集中式大型并网发电站可以直接完成站内电能的转换,实现用户分配电力,适合国家电站使用。
二、光伏发电系统的现状分析
目前,我国光伏发电主要是利用太阳能。我国太阳能资源相对丰富,光伏发电开始大规模发展,系统也在不断改进。近年来,光伏发电系统因其能够保证电力供应的质量和安全,在沙漠和偏远山区得到了广泛的应用。在我国光伏发电系统的应用过程中,除了独立的光伏发电系统外,还有光伏并网发电系统。光伏并网发电相对于独立的光伏发电而言,它有着更广泛的应用,主要是军事、城市、农田、土壤、通讯等等。另外,近年来并网发电的大规模应用还在不断发展和推广。我们所说的独立光伏发电和并网光伏发电以及大规模光伏发电,大部分也依赖于太阳能光伏发电。但目前我国在太阳能光伏发电方面还处于起步阶段,在应用方面还存在许多问题和不足:一是我国光伏发电的基础不足,这种材料大多需要从国外进口。二是用于光伏发电的太阳能电池大量出口,在光伏发电的使用上是不够的。第三,太阳能光伏发电基础设施和其他维护不到位,使得光伏发电不能达到其原有价值。第四,相关法律和政策落实不到位,光伏发电的正常运行得不到保障。
三、大规模光伏发电对电力系统影响的分析
1、大规模光伏发电入网对功角稳定性的影响
所谓功角反映了发电机运行稳定性,是衡量线路裕度重要指标。在发电机组运行过程中,为了保证发电机组的稳定运行,有必要对其进行监测。然而,光伏发电本身是非常稳定的,不参与功率角的振荡,不会影响功率角的稳定性,但光伏发电接入电网会影响电网的原始功率分布和动力传输功率等,可能会发生相应的变化,导致电网寿命功率角的稳定性发生变化。这种变化与电网设计初期的拓扑结构有关,但也存在一定的不确定性。
2、对电能质量的影响
由于大规模光伏发电的结合,电力电子技术同时得到了广泛的应用,非线性负载逐渐被应用到系统中,导致电力系统的故障和污染,以及电能质量等问题。逆变器开关速度变化小,灵活性差,导致输出失真,谐波严重,由于受到太阳光照射的影响,输出功率小,变化过大,同时又出现较大的光伏并网电流谐波叠加等效应,光伏大规模集成到并网系统中,使电网内部电子元件的系统结构更可靠、更稳定,大大提高了系统的信息和功能运行的智慧。同时,污染现象也可能发生,一旦污染现象会导致整个电力系统的电能质量下降。在国内外大型光伏发电站的运行实验中,为了跟上电能质量的变化,单台并网逆变器的输出电流谐波由于多台并网逆变器的存在而变得较弱。
3、对配电系统保护的影响
在电网系统中,采取措施对电网设备进行保护,采取适当措施保证配电系统的安全稳定运行是非常必要的。通过大规模光伏发电,使得配电系统保护受到大规模光伏接线的冲击,使得配电系统的原始运行受到一定程度的影响,故障特征也发生了变化。现有的配电系统中的中间保护装置不能起到保护作用,有文献指出,电力系统中的灯光,变压器的接线方式与传统的接线方式有很大的差距,继电保护特点也发生了变化。此外,它也可能受到人为因素影响,而且光伏并网变换器是非常敏感的,一些员工正在改变不合格的保护被添加到变换器,这也将提供后备电源变电站在原来分布系统,正常使用的电源有很大的区别。
4、有功频率特性的变化
光伏发电的电流水平传播经常会出现随机波动。为了保证电流的顺利通过,最大限度地减少和避免损坏设备和元器件,从而影响系统的运行,电网的负载能力增加了系统维持有功功率平衡的难度,运行特性也将受到很大的影响,现有的电力系统一般都设置了备用系统,但是光伏阵列的干预,改变了原有的电力系统结构,为了满足当前的输电要求,原有的常规电源只能在发生紧急情况时才能更换,系统的响应能力大大降低,频率的变化降低了系统的整体运行效果。
5、大规模光伏发电对无功电压发展的影响
大规模光伏发电还有许多其他的积极作用,其中无功电压技术是一种新型的电源技术,它主要用于供电,供电系统在应用过程中由于电源电阻过大而引起的供电应用过程应该是缓慢的问题,需要采取一定的措施与外力电压充电形式公式进行科学合理的改进和完善。无功电压技术的出现,可以有效地保证电力系统的电压稳定。系统的正常运行为最终实现无功电压技术在电力系统中的应用提供了支持。光伏发电技术本身具有良好的稳定性,可以实现电力系统无功电压可操作和多功率同时使用的状态。光伏发电技术与无功功率压力技术在一定程度上起到了相辅相成的作用。光伏发电电力的大规模应用促进了无功电压的发展和应用,但光伏发电正常运行所带来的电源和电压技術的良好效应并没有为光伏发电的正常运行奠定基础,两者的积极发展形成了良性循环。
6、对小扰动稳定性方面的影响
大型光伏发电存在电气运行不稳定的问题,威胁着电网的稳定运行,增加了系统运行的风险。因此,有必要对大型光伏发电系统最大功率运行点的实际输出状态进行分析,以了解电气运行的不稳定机理。同时,如果电容器的储能相对较小,也会影响电力系统供电运行的稳定性。
结束语
综上所述,只有正确认识到当前大规模光伏发电系统同电力系统的影响关系,才能够加强对大规模光伏发电系统的研究力度,帮助我国电力系统更好更稳定更长久的运行,并助推我国社会的可持续发展。
参考文献
[1]毛颖丝.光伏发电并网对电力系统的影响与建议[J].科技创新导报,2018,15(36):31-32.
[2]安向勇,张立伟,樊习英,苏晓学,张春茹,李峰.新能源并网对电力系统电能质量的影响[J].现代工业经济和信息化,2018,8(16):49-50+53.
三峡新能源西南分公司,四川成都 610000