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摘 要:在这样的环境背景下,太阳能作为一种清洁能源,逐渐为各国所重视。但是将太阳能光伏发电系统接入电力输配网络还存在一些问题,本文将对太阳能光伏发电系统进行概述,并对太阳能光伏发电系统接入电力输配网相关问题进行分析,希望对太阳能的推广有所裨益。
关键词:光伏发电;并网;电力系统运行;对策;
中图分类号:TM615 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2015)-07-00-01
人类文明的进步是与能源的消耗作为基础的,而如今人们的生产生活都离不开电力,但是可以用来作为发电材料的煤炭等资源所剩无多,并且燃烧煤炭对于生态环境造成了巨大的破坏,因而利用太阳能等清洁能源将是未来的发展趋势,但是太阳能等清洁能源存在间歇性,这种间歇性会影响到所产生电力的稳定性,解决太阳能光伏发电系统接入电力输配网的相关问题是当务之急。
一、常见分布式并网光伏发电系统
(一)有逆流并网光伏发电系统。所谓的有逆流并网光伏发电系统,指的是当光伏发电系统发出的电能充裕时,可以将使用不完的电能卖给电网,用户可以取得一定的经济收益。而当光伏发电系统所发出的电能不能够满足用户的需求时,用户可以向电网买电来满足自己的需求。在这样的系统中,电流可以在光伏发电系统与电网之间双向流动,因而称为有逆流光伏发电系统。
(二)无逆流光伏并网发电系统。无逆流光伏并网发电系统是相对于有逆流并网光伏发电系统来说的,即光伏发电系统发出的电能有多余时也不向电网输送,而在光伏发电系统发出的电能不够时则可以由电网进行补充。这种并网发电系统在一定程度上浪费了光伏发电系统的资源,因而普及价值不是很大。
(三)有储能装置的并网光伏发电系统。一般的光伏发电系统是不需要储能装置的,系统有多余的电量可以传输给电网,而系统电量不够时要电网来进行补充。但是在某些特殊场合,需要组建由储能装置的并网光伏发电系统,这样才能在电网出现限电或者故障是可以脱离电网进行独立运行,能够保证对于负载的供电。有储能装置的并网光伏发电系统一般都是作为紧急供电系统所使用,被广泛应用于医院、紧急避难场所等。
二、太阳能光伏发电系统接入电力输配网的问题
太阳能光伏发电系统的运行具有不稳定性,而由这种不稳定性所带来的将太阳能光伏发电系统接入电力输配网的问题主要有以下几个:1、电能质量问题。太阳能光伏发电系统的电能质量直接受阳光的光强、光照时间所控制,因而输出功率存在随机性,而且由于其独特的发电原理,容易产生谐波、三相电流不平衡问题。2、电网调度与经济运行问题:由于太阳能光伏发电系统的运行依靠阳光,因而光照条件对于光伏发电的影响显著,光伏发电的输出功率是随机的,这样随机的输出功率不利于光伏发电的调度,增加了并网的难度。光伏与屋顶相结合: 建筑物屋顶作为吸收太阳光部件有其特有的优势,日照条件好,不易受遮挡,可以充分接受太阳辐射,系统设计以紧贴屋顶结构安装,减少风力的不利影响,并且,太阳电池组件可部分替代保温隔热层遮挡屋面。通过对阳光的反射减少夏季的热吸收,同时因为冬季事空气不直接接触楼顶减少了,大楼的散热,加强了保温。再者维护太阳能光伏发电系统的成本较高,经济运行问题也是太阳能光伏发电系统并网的重要阻碍之一。
三、含光伏发电系统的电力系统运行情况分析与对策
(一)电能质量分析。由于太阳能光伏发电系统运行上的不稳定性,使得太阳能光伏发电系统在与电网并网之后,容易对电网产生各种干扰。其输出功率具有随机性、容易产生谐波、三相电流不平衡等问题都影响了太阳能光伏发电系统的电能质量。为了提高电能的质量,目前常用的方法是安装特殊的滤波器来控制谐波,而在电路中添加多功能逆变器,能够有效改善输出功率以及三相电流的变化。
(二)继电保护设计。太阳能光伏发电系统有其特殊性,即如果在电能充足时可以对外传输,如果电能不充足则需要由电网进行补充,这样的系统才适宜大规模的推广。而这样的光伏发电系统的构建,需要重新设计继电保护方案。目前较为常用的解决方案有切源方案和孤岛方案。切源方案是在电网出现问题时立刻断开所有的光伏系统,这样能够杜绝电网的变化对太阳能光伏发电系统带来硬件上的损伤,而且不需要增加新的继电设备。而孤岛方案则是在电网供电出现问题时保证光伏发电系统向必要的运行负荷供电,对于不必要的负荷则直接切断。这种处理方式更适合医院等随时需要电源的场所。
(三)优化调度与经济运行。对于小型的太阳能光伏发电系统,系统在组建时不仅要满足区域内对于电能的要求,还要能够为今后与电网的并网运行提供条件,能够实现全网的能量优化调度和经济运行,这样才能充分利用太阳能光伏发电系统所产生的电能。
想要优化太阳能光伏发电系统的调度,就需要配置各种类型的储能装置,将电流变得更加稳定,然后通过一定的方式将直流电变为交流电,最终传输到电网之中。想要做到这一点,小型太阳能光伏发电系统的建立不仅要考虑用户电能的需求,能够脱离电网独立运行,还要能够实现与电网的并网运行,在两种模式之间实现无缝的切换,唯有这样才能充分保障用户的体验,也能够充分保证电网的稳定性。解决了各种并网问题的太阳能光伏发电系统,才能够真正降低运行的成本,实现经济运行。
(四)可靠性分析。太阳能光伏发电系统与一般的发电系统既有其相似性也有其独特性。一般来说,仅仅将太阳能光伏发电系统作为备用的电源使用,那么可以提高整个建筑供电系统的可靠性。如果将太阳能光伏发电系统作为主要电源来使用,受制于阳光的变化,整个建筑的供电系统的可靠性会降低。因此在将太阳能光伏发电系统并入电网时,首先需要考虑的是太阳能光伏发电系统在建筑中的功能地位,如果该建筑不需要稳定的电源,则可以考虑将太阳能光伏发电系统作为主要电源使用。
四、小结
能源的大量消耗以及人類意识形态的进步,使得人类意识到了可持续发展的重要性。作为最主要的清洁能源之一,太阳能有巨大的应用前景,但是太阳能光伏发电系统与电力输配网的并网又存在一定的问题,这些问题阻碍了太阳能光伏发电系统的推广,唯有对这些问题进行充分的分析,提出相应的解决办法,才能够使得太阳能光伏发电系统真正大规模推广。
参考文献:
[1]邱燕.太阳能光伏发电系统应用于绿色建筑的探讨[J].价值工程,2015,(6):40-41.
[2]赵春江,洪崇恩,刘永生等.家庭太阳能光伏发电系统的研究[J].上海节能,2013,(4):38-41.
关键词:光伏发电;并网;电力系统运行;对策;
中图分类号:TM615 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2015)-07-00-01
人类文明的进步是与能源的消耗作为基础的,而如今人们的生产生活都离不开电力,但是可以用来作为发电材料的煤炭等资源所剩无多,并且燃烧煤炭对于生态环境造成了巨大的破坏,因而利用太阳能等清洁能源将是未来的发展趋势,但是太阳能等清洁能源存在间歇性,这种间歇性会影响到所产生电力的稳定性,解决太阳能光伏发电系统接入电力输配网的相关问题是当务之急。
一、常见分布式并网光伏发电系统
(一)有逆流并网光伏发电系统。所谓的有逆流并网光伏发电系统,指的是当光伏发电系统发出的电能充裕时,可以将使用不完的电能卖给电网,用户可以取得一定的经济收益。而当光伏发电系统所发出的电能不能够满足用户的需求时,用户可以向电网买电来满足自己的需求。在这样的系统中,电流可以在光伏发电系统与电网之间双向流动,因而称为有逆流光伏发电系统。
(二)无逆流光伏并网发电系统。无逆流光伏并网发电系统是相对于有逆流并网光伏发电系统来说的,即光伏发电系统发出的电能有多余时也不向电网输送,而在光伏发电系统发出的电能不够时则可以由电网进行补充。这种并网发电系统在一定程度上浪费了光伏发电系统的资源,因而普及价值不是很大。
(三)有储能装置的并网光伏发电系统。一般的光伏发电系统是不需要储能装置的,系统有多余的电量可以传输给电网,而系统电量不够时要电网来进行补充。但是在某些特殊场合,需要组建由储能装置的并网光伏发电系统,这样才能在电网出现限电或者故障是可以脱离电网进行独立运行,能够保证对于负载的供电。有储能装置的并网光伏发电系统一般都是作为紧急供电系统所使用,被广泛应用于医院、紧急避难场所等。
二、太阳能光伏发电系统接入电力输配网的问题
太阳能光伏发电系统的运行具有不稳定性,而由这种不稳定性所带来的将太阳能光伏发电系统接入电力输配网的问题主要有以下几个:1、电能质量问题。太阳能光伏发电系统的电能质量直接受阳光的光强、光照时间所控制,因而输出功率存在随机性,而且由于其独特的发电原理,容易产生谐波、三相电流不平衡问题。2、电网调度与经济运行问题:由于太阳能光伏发电系统的运行依靠阳光,因而光照条件对于光伏发电的影响显著,光伏发电的输出功率是随机的,这样随机的输出功率不利于光伏发电的调度,增加了并网的难度。光伏与屋顶相结合: 建筑物屋顶作为吸收太阳光部件有其特有的优势,日照条件好,不易受遮挡,可以充分接受太阳辐射,系统设计以紧贴屋顶结构安装,减少风力的不利影响,并且,太阳电池组件可部分替代保温隔热层遮挡屋面。通过对阳光的反射减少夏季的热吸收,同时因为冬季事空气不直接接触楼顶减少了,大楼的散热,加强了保温。再者维护太阳能光伏发电系统的成本较高,经济运行问题也是太阳能光伏发电系统并网的重要阻碍之一。
三、含光伏发电系统的电力系统运行情况分析与对策
(一)电能质量分析。由于太阳能光伏发电系统运行上的不稳定性,使得太阳能光伏发电系统在与电网并网之后,容易对电网产生各种干扰。其输出功率具有随机性、容易产生谐波、三相电流不平衡等问题都影响了太阳能光伏发电系统的电能质量。为了提高电能的质量,目前常用的方法是安装特殊的滤波器来控制谐波,而在电路中添加多功能逆变器,能够有效改善输出功率以及三相电流的变化。
(二)继电保护设计。太阳能光伏发电系统有其特殊性,即如果在电能充足时可以对外传输,如果电能不充足则需要由电网进行补充,这样的系统才适宜大规模的推广。而这样的光伏发电系统的构建,需要重新设计继电保护方案。目前较为常用的解决方案有切源方案和孤岛方案。切源方案是在电网出现问题时立刻断开所有的光伏系统,这样能够杜绝电网的变化对太阳能光伏发电系统带来硬件上的损伤,而且不需要增加新的继电设备。而孤岛方案则是在电网供电出现问题时保证光伏发电系统向必要的运行负荷供电,对于不必要的负荷则直接切断。这种处理方式更适合医院等随时需要电源的场所。
(三)优化调度与经济运行。对于小型的太阳能光伏发电系统,系统在组建时不仅要满足区域内对于电能的要求,还要能够为今后与电网的并网运行提供条件,能够实现全网的能量优化调度和经济运行,这样才能充分利用太阳能光伏发电系统所产生的电能。
想要优化太阳能光伏发电系统的调度,就需要配置各种类型的储能装置,将电流变得更加稳定,然后通过一定的方式将直流电变为交流电,最终传输到电网之中。想要做到这一点,小型太阳能光伏发电系统的建立不仅要考虑用户电能的需求,能够脱离电网独立运行,还要能够实现与电网的并网运行,在两种模式之间实现无缝的切换,唯有这样才能充分保障用户的体验,也能够充分保证电网的稳定性。解决了各种并网问题的太阳能光伏发电系统,才能够真正降低运行的成本,实现经济运行。
(四)可靠性分析。太阳能光伏发电系统与一般的发电系统既有其相似性也有其独特性。一般来说,仅仅将太阳能光伏发电系统作为备用的电源使用,那么可以提高整个建筑供电系统的可靠性。如果将太阳能光伏发电系统作为主要电源来使用,受制于阳光的变化,整个建筑的供电系统的可靠性会降低。因此在将太阳能光伏发电系统并入电网时,首先需要考虑的是太阳能光伏发电系统在建筑中的功能地位,如果该建筑不需要稳定的电源,则可以考虑将太阳能光伏发电系统作为主要电源使用。
四、小结
能源的大量消耗以及人類意识形态的进步,使得人类意识到了可持续发展的重要性。作为最主要的清洁能源之一,太阳能有巨大的应用前景,但是太阳能光伏发电系统与电力输配网的并网又存在一定的问题,这些问题阻碍了太阳能光伏发电系统的推广,唯有对这些问题进行充分的分析,提出相应的解决办法,才能够使得太阳能光伏发电系统真正大规模推广。
参考文献:
[1]邱燕.太阳能光伏发电系统应用于绿色建筑的探讨[J].价值工程,2015,(6):40-41.
[2]赵春江,洪崇恩,刘永生等.家庭太阳能光伏发电系统的研究[J].上海节能,2013,(4):38-41.