光伏发电项目接入对电网的影响及采取的措施程瑞田

光伏发电项目接入对电网的影响及采取的措施程瑞田

济宁同悦电力工程设计有限公司山东省济宁市272000

摘要:当前,能源在社会发展中起到越来越重要的作用,其推动着科技的进步,并保障经济与社会的持续发展,因此,解决能源短缺问题已经刻不容缓。相比于其他能源,太阳能拥有清洁环保,取之不尽用之不竭等特点,符合当前的可持续发展理念,因而在新能源领域拥有更大的潜力。但由于光伏并网技术尚存在一些问题,使得并网存在困难,国内目前存在电力资源分布不均匀的现象,为解决此现象,目前亟需提出有效的方法来解决光伏并网技术存在的问题。

关键词:光伏发电;接入;电网;影响

1光伏电站并网对配电网的影响

由于光伏发电自身的一些特点,光伏电站并网将对配电网的潮流与电压、电能质量、继电保护、规划设计以及可靠性等带来诸多不利的影响。为提高光伏利用效率,同时保障电网安全稳定运行,研究光伏电站并网对配电网的影响具有重要意义。

(1)潮流与电压。当光伏渗透率达到一定程度时,由于光伏出力的随机特性,配电网馈线潮流可能具有时变特性,甚至出现反向潮流,影响馈线电压的正常调节。如果出现潮流倒送的情况,光伏电源与变电站之间将存在电压降的梯度变化,可能出现电压越限的情况。

(2)电能质量。光伏电站并网逆变器容易产生谐波和三相电流不平衡等问题,同时,输出功率的不确定性易造成电网电压波动和闪变。目前,谐波问题是制约光伏电站并网最主要的问题之一,光伏并网逆变器和整流器会向配电网注入一定的谐波电流,引起沿线电压畸变对公用电网产生危害,很多大型并网光伏电站存在谐波超标问题,在低光照运行条件下更加突出。谐波源自身畸变程度与电力电子器件的制造水平有关,自身畸变程度越高,系统中电压畸变程度也就越高。同时,电压畸变程度也与光伏并网位置和并网容量有关。

(3)继电保护。传统的配电网为放射形网络,一般主馈线使用三段式电流保护。光伏电源并入配电网后,配电网的运行方式变得复杂多变,使传统配电系统中保护设备之间建立起来的配合关系被打破,保护的动作行为和动作性能都将会受到较大的影响。故障电流水平的改变使配电网原有的阶段式电流保护的整定配合将十分困难,甚至根本无法按照规程要求进行整定;光伏对故障点提供故障电流,在相邻线路发生故障时,有可能引起没有安装方向元件的保护装置误动,失去选择性;多电源网络结构的变化令配电网开关之间难于配合,在故障发生后光伏电源可能对故障点持续提供短路电流,将瞬时故障发展成永久性故障,令重合闸不成功,延长了停电时间;光伏电源的数量、容量及接入点位置都将影响故障检测的最终结果,现有的基于单端电源配电网的电流保护可能无法快速、准确地切除故障,影响配电网的安全、可靠运行。

2光伏发电项目接入采取的措施

2.1防雷系统安装

对于室外光伏发电系统,为降低雷击灾害对其造成的影响,需在设计阶段做好防雷接地工作,安装必要防雷装置,及时将雷击电流引入地下,避免对电网造成损坏。一方面,设置外部避雷装置。总结以往经验,为光伏发电装置安装接闪器、引下线与接地装置。通过接闪器吸收雷击电流,再通过引下线与接地装置的连接及时将过大的雷击电流引入地下。另一方面,内部防雷保护。安装等电位系统、涌浪保护器等装置,避免电压超出系统承受能力,确保系统安全运行,提高防雷效果。无论选择哪种防雷系统,均需结合实际情况,科学分析和设计,尽量使一个避雷系统将整个光伏发电系统囊括在保护范围内,并节约成本。

2.2配电系统规划

光伏发电并网会对配电网产生一定影响,出现电压偏差、电压波动与闪变等情况,制约电网运行质量。为消除此类影响,在并网前必须对光伏发电配电系统进行合理规划,充分分析电压波动与谐波污染对大电网运行产生的影响,采取措施提高电能输出质量与并网技术水平。应根据实际需求分析电源优化配置方案,如电源容量与选址等,选择科学的控制方式、接入位置及并网技术。另外,配电网规划设计时还要重点分析光伏发电原理,确定影响因素,提高发电稳定性,确保实现发电量的准确观测。同时,还需对经济性及安全性等方面进行深入研究。

2.3并网干扰控制

光伏发电并网虽然会对区域或公共电网运行安全性和可靠性产生一定影响,但也可为用户提供绿色电能,符合节能降耗生产理念,具有巨大发展优势。需深入分析并掌握光伏发电系统与电网间的作用,作为提高大电网综合运行效率的重要保障。例如,针对光伏发电系统电源特性进行研究,建立动态模型,结合经验对常见不确定性问题进行分析;对下一阶段的运行状态进行预测,作为大电网运行管理的依据,增强对换流器电压频率的控制效率。同时,为保证各种不确定因素的有效控制,还应研究提高预测光伏发电功率准确性的方法,并制定高效与稳定的计划方案。

2.4调压方式优化

配电网调压复杂程度高。为降低光伏发电并网对配电网造成的影响,需根据配网不同节点的特点及运行状态确定调压方法。一方面,应对光伏发电所处环境的光照情况和建筑规模进行分析;另一方面,应结合实际发展要求,合理规划设计光伏电源;最后,在维持原有配网结构状态前提下,对配电网电压进行调节。

3结语

光伏发电建设周期短、环境适应性强,不需要水源、燃煤运输等原料保障,运行成本低,便于集中管理,受到空间的限制小,可以很容易地实现扩容。其发电量实现并入公共电网,在消除其不稳定等风险后,可提高电网运行效率,并保证公共电网稳定、安全运行,为国家经济建设持续发展提供能源保证。

参考文献:

[1]常佳蕾.分布式光伏电源接入对配电网影响及并网规划研究[D].华北电力大学,2016.

[2]吴兴龙.光伏并网对配电网的影响[D].合肥工业大学,2013.

[3]桑静静.光伏并网发电对配电网的影响研究[D].太原理工大学,2013.

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