光伏发电背景下接入电源电网协调规划研究

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  [摘 要]随着可再生能源应用的日渐广泛,光伏电源的重要性日渐显著,为了充分发挥其作用,光伏发电接入的电源电网协调规划得到了普遍关注, 应明确光伏发电接入电源电网的特点及问题,并掌握二者协调规划的模型,在此基础上,光伏电源并网才能够具有稳定、可靠性与高效性。
  [关键词]光伏发电接入;电源电网;协调规划
  中图分类号:S843 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)02-0228-01
  随着我国电网建设的快速发展,电力资源的配置更加合理,为了满足跨区域配置的需求,并充分发挥开再生能源的作用,应对影响电源电网协调规划的各个因素进行全方位的考虑。光伏电源属于可再生能源的一种,其具有波动性与间歇性,在接入电网后会使功率发生波动。为了保证光伏发电接入的高效性、安全性与稳定性,应对电源电网进行系统的、科学的协调规划,在此基础上,光伏电源的作用才能够得到充分的发挥,进而并网的效益才能够更加显著。
  1 光伏发电及其接入电源电网
  1.1 光伏发电光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。基于此,可以确定光伏发电更有优于火力发电,即:光伏发电是借助太阳能来进行发电的,这使其没有枯竭的可能性;光伏发电安全可靠、无污染排放,绝对的安全;光伏发电不受地域的限制;光伏发电的建设周期短,并且获取的能源时间短。当然,光伏发电也存在一些缺陷,如照射的能量分布密度较小、会受到气象条件的影响、发电成本较高等等。所以,要想使光伏发电能够充分发揮作用,还需要对其予以进一步优化与研究。
  1.2 光伏发电接入电源电网
  基于以上对光伏发电的了解,确定光伏发电容易受到多种因素的影响,如地理位置、天气变化、环境状况等,这使其输出功率具有明显的波动性,随机性及间歇性,将光伏发电接入电源电网,则需要明确光伏发电可能受到的直接影响或间接影响,进而协调规划电源电网,提高应用效果。传统电源结构之中主要利用化石能源发电,他具有可调度性强的特点,对其展开的调度规划是比较容易的,进而实现电能集中生产、集中调度及合理配合的目的。而光伏发电则不同于化石能源发电,其具有波动性、随机性及间歇性的特点,直接接入电源电网将会造成电网功率波动,降低供电的稳定性和可靠性。针对此种情况,需要对光伏发电接入电源电网予以协调规划,以此来维持功率平衡,控制接入成本,充分发挥能源的作用,为更好的供电创造条件。那么,如何对光伏发电接入电源电网予以协调规划呢?这是当前我们不得不面对和解决的问题。
  2 光伏发电接入电源电网协调规划研究
  2.1 研究概述
  随着人们生活水平的不断提高,人们生产生活对用电需求不断增多,加之社会对供电安全性及可靠性提出更高要求,不断提高我国电网建设水平是非常必要的。而通过对我国电网建设实际情况的了解与分析,确定为了满足跨区域配置的需要,需要提高电源电网的供电能力,这势必会造成能源消耗严重,导致能源资源越来越少。针对此种情况,可以积极开发可再生能源———光伏发电,将其接入到的电源电网之中,从而满足供电需求。
  而基于国内外学者对光伏发电接入电源电网的研究,确定光伏发电具有波动性、间歇性及随机性的特点,接入电源电网后会出现功率波动。对此,应当对光伏发电接入电源电网予以协调规划,也就是充分考虑电网扩容的影响、电源规划中存在的不确定因素、电源电网中存在的主要矛盾及电源电网的优化设计等,进而协调规划,提高光伏发电的高效性、稳定性及安全性。当然,要想做到这一点是比较困难的,对此我们可以先通过构建光伏发电接入电源电网协调规划模型,在综合分析各方面因素,竟然提出切实有效的规划协调方案。基于目前可再生能源发电接入电源电网协调规划的研究,确定可以构建的光伏发电接入电源电网协调规划模型有多种,如基于输电线路容量约束的电源电网规划模型;在电力市场环境下综合个方面因素所构建的电源电网协调规划模型;依据放电容量适应性指标所构建的多目标的电源电网规划协调模型;综合分析经济性、环保性等多种因素所构建的多目标风能发电接入的电源电网协调规划模型;结合传统规划模型、机会约束规划模型等提出的多种电源电网协调规划模型。
  2.2 光伏发电接入电源电网协调规划模型
  对于光伏发电接入电源电网的协调规划,可以通过利用上文提及的电源电网协调规划模型来进行综合分析,从而提出切实可行的协调规划方案,为使光伏发电良好的接入电源电网,充分发挥电源的作用创造条件。本文基于对社会经济发展需要及光伏发电接入的具体情况,加之对电源规划、电网规划等相关问题的考虑,在具体进行光伏发电接入电源电网协调规划模型构建之中,首先对电源规划予以深入的分析,提出能够优化调节机组的协调规划方案,在此基础上综合分析光伏电场的并网可能出现的问题,提出适用的几种模型,最后从高效性和最优化的角度出发选择最为适合的模型。
  2.2.1 光伏发电接入的电源规划
  光伏发电接入前,电网调峰调频的主要任务便是应对系统负荷的波动问题,但在光伏发电接入规模日渐扩大的背景下,对电网的调峰、调频能力有着更高的要求。此种情况下,为了避免电网失衡的现象发生,再将光伏发电接入电源电网的过程中,需要对常规电源的应用需求和光伏电源供应情况予以明确,进而为常规电源予以适当的补偿,也就是运用有效的调节机组来合理调节电源,确保电源处于平衡的状态,以便供电的安全性和可靠性得到保证。需要特别说明的是,电源规划之中调节机组的使用是非常重要的,其可以被视为光伏发电的互补系统。
  为了满足电源平衡的需求,在调节机组选用上一定要考虑光伏发电的变化情况,进而绘制调节机组的负荷曲线,分析负荷曲线,获取调节机组的爬坡能力、处理能力等方面的数据,合理制定调节机组的配置方案,优化配置调节机组,提高其有效性和适用性。
  2.2.2 光伏发电接入的电网规划
  为了使电源规划与电网规划相协调,提高光伏发电接入电源电网协调规划效果,在具体进行电网规划的过程中注意保证调节机组的最佳接入,促进电网线路信息的充分利用。
  为此,协调规划电网的过程中应考虑经济因素、安全因素、气候因素、连接因素等,从而提出切实可行的电网规划方案,以便科学合理的规划电网,促使电网的运行成本、维护成本较低、电网的固定性较高、电网的运行效果较佳。
  3 结束语
  基于对光伏发电的进一步了解,确定其具有波动性、随机性及间歇性,再接入电源电网之后,容易出现功率波动的情况。对此,应当对于光伏发电接入电源电网予以科学、合理的协调规划,实现光伏发电接入的高效性、安全性及稳定性,应当注意做好电源规划和电网的规划。
  参考文献
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