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1光伏發電系統并網對電網企業運營造成的影響
1.1孤島效應的影響當因為事故、停電維修或故障導致電網供電發生中斷時,每一個用戶端太陽能的并網發電系統將與它四周的負載組成一個電力公司無法掌控的自給供電孤島??梢灶A知,造成孤島效應的概率的不斷增加是由于光伏并網系統的使用越來越頻繁。一般來講,當發現孤島效應之后,其原先的單相供電模式將會導致其他的配電網內發生三相負載不相稱的情況;若孤島區域內容量太小或者其無儲能元件,將會讓用戶的負荷發生電壓飛速改變,供電電壓和頻率也不穩定;重新恢復供電后,更會因為相位不同步而對沖擊電網用戶。
1.2對現有繼電保護功能的影響當配電的系統在電能傳輸鏈的最末端,會以比較低的電壓等級為主要的,在光伏發電等分布式發電系統投入之前,除局部的地區會存在較小容量煤電、水電之外,在配電系統里幾乎無電源的存在。這也意味著當前絕大數的放射型配電的網絡之中,潮流的流動極少產生轉移電流,通常是單一的,在繼電保護裝置中配電網有相當一部分的繼電器不具備方向敏感性。隨著分布式發電系統和光伏發電的大量的投運,在配電系統之中線路上的潮流也具有雙向流動的可能性。由于不可能為新增分布式發電系統和光伏發電而讓現存的繼電保護體系做出大量的改動,假如原有的繼電保護不能夠和光伏發電系統相互配合協調并且相互適應,而當其他的并聯分支元件出現故障的時候,便可能會導致安裝有光伏發電系統分支上的繼電器發生誤動,從而導致此無故障分支失去了主電源。而且,在光伏發電系統的功率注入電網的時候,便會讓原先的繼電器保護的區域縮小,以至于可能會影響繼電保護裝置的工作。
1.3對電網調度運行的影響光伏發電系統受光照強度等氣候條件影響較大,甚至會根據客戶自身需求隨意啟動和停運,導致其向交流電網輸送的功率處于不斷的變化中,使得整個電網的負荷總量具有了更多的時變性和隨機性,為了更加準確地掌握電網的運行特征,各地區或縣區的調度部門必需考慮的典型方法數量將可能會明顯增加。因為如果在某一輸電斷面之中的某側出現電網內有容量比較大的光伏發電系統,可能會造成此輸電斷面的功率發生較大的波動情景,這不僅會影響斷面兩側系統之間交換功率的平穩性,也會增加短期負荷的預測的難度。
2電網企業針對光伏并網運行的對策分析
隨著新能源和光伏發電項目發展,電網企業必須要以長遠的眼光去探視企業發展的未來,及時實現改革執行對策,來為企業發展提供更好的支撐。
2.1各類電網法律、技術規范與規程的修訂如上所述,光伏發電系統也具有著容量大小不相同、隨機性強的發電量、同時分布比較廣泛、投資方野可能會有不同的利益實體等很多種特性,可能會對電力系統的管理體制有影響,并且可能會對規程提出新的改進、傳統的電網法律的需要。因此需要對原有的相關內容進行修訂或增補,如上海市電力公司制訂的《上海電網太陽能電源并網技術原則》,將對上海的各個地區的電網公共連接點的電能質量控制和太陽能電源接入系統電壓等級,包含了功率因數和頻率、諧波、電壓偏差三項不平衡度等兩方面制訂的詳細的準則,也包含了太陽能電源的自動化、通信裝置和繼電保護等三方面的配置要求。而且,根據當前光伏電站的設計、施工、投運等各個環節的技術規范都不盡完善,電網企業應積極主動地與電力工程施工企業、光伏電站設備生產商展開技術交流,應該盡早的規范光伏電站的施工與設計,應該盡快的宣布相關的標準,應該盡早的實現光伏發電系統的規范化。
2.2電網仿真分析和計算配電網仿真分析過程中,除了對配電網中的電能質量和潮流分布和問題的關注外,還必須加入對配電網潮流計算在光伏發電系統之后,包括且不限,依據年份可以反映出光伏發電系統逆變器的功率因數,可以反映出太陽能電池的效率,從而考慮到由大量光伏發電系統接入而對電壓穩定性和系統頻率和造成的影響,依據日照的強度和其他各種氣候條件也可以反映出光伏發電系統發電量的時變性。從而可以預知在光伏發電系統接入電網的百分比到一定的水平后,不論是在高壓電網中還是在配電網的仿真的分析中,都必需對電網的諧波含量來進行一定的評估。
2.3電網安全穩定運行必須的系統升級在系統電壓偏差方面,應該在最嚴重的情況下進行計算考慮,發電場在最大輸出功率的時候忽然切機會對系統接入點的電壓產生一定的影響。依據相關的規定,電網接口處和光伏系統的電壓可以允許相差但應符合GB12325的要求,在光伏電站接入系統的時候,應該采用一定的措施,讓投切時系統的電壓波動可以滿足于國家的有關準則,并且以±5%來進行校核。電網容量方面,為了以后可以更好地去應對光伏發電系統所發電能的時變性和接納大容量光伏發電系統發出的電能,電網內必須具備足夠的調峰電源,同時重新審視對傳統的電網調峰容量配置理念。電網設備方面,光伏發電系統的接入,可能使配電網中的某些設備負荷率低下,淪為備用線路甚至閑置。為應付此類系統發電的波動特性,電網應該按需要提供一定的區域性無功補償容量與旋轉備用機組,這樣才能夠及時的調控系統的電壓和頻率。電能計量方面,考慮到光伏發電系統并網后,有個別的配電網區域內的潮流流向是雙向的,所以需要將原來的電能計量模式從單向改變雙向計量的模式,進一步明確光伏并網發電系統本身的電價標準。
3結語
與發展同步,我國電力行業一直著力開展研究,分析有關分布式發電系統并網可行性,且取得一定研究成果。總括而言,光伏發電系統并網與其他分布式發電系統并網并不存在本質性區別,但由于其時空因素、接入電網方式、系統特性等方面特點,仍有必要研究光伏發電系統并網影響及對應措施。
作者:麥杰濤單位:廣東電網公司佛山供電局