风力发电和光伏发电并网问题探究

风力发电和光伏发电并网问题探究

魏望来张小龙

国网青海省电力公司海西供电公司青海格尔木816099

摘要：随着光伏发电技术的日益成熟，在国家政策的鼓励倡导下，人们对太阳能发电的关注度越来越高。由于光伏发电技术应用的不断增多，在其并入电网方面的弊端也逐渐显现。在光伏发电站接入电网后，配电网的会由单电源转变为多电源，致使电网中存在的直流分量与谐波增加，最终对配电网设备的正常运转及安全使用造成严重的影响。

关键词：风力发电光伏发电并网措施

一、风力发电和光伏发电并网主要的特点和发展状况

（一）并网型风力发电的特点和现状

并网型的风力发电一般都是规模较大的发电系统，一般都有上百台发电机共同运行，可以容纳的电量非常大，可以将大电网作为发电的基础，尽可能地开发我国的风力资源和将风力作为能源。风力资源本身是可以再生循环利用的，具有很多的特点，主要是比较清洁，对环境的污染小。并网型风力发电对主要的一个特点就是可以将我国丰富的风力资源充分利用。但是也存在着一些不足之处，风力资源比较灵活，电力控制部门不容易掌握。还没有达到世界先进一流的水平，掌握的技术还不能存贮大量的自然风资源。但是并网型风力发电越来越具有发展的前景，得到越来越多的利用。近年来，我国风力发电方面投入的成本在不断的提高，国家也在不断加大对其的研究力度。

（二）并网型光伏发电的特点和现状

并网型光伏发电系统是和电力系统连接在一起组成的光伏发电系统。并网型光伏发电系统主要的功能就是提供有功电能和无功电能，主要是按照电热源的方式，在电力整个的额运行系统中传送电能。变化器的作用就是将电能转化为需要的形式，并且经过电网进行传送，所以并网型光伏发电的过程不使用蓄电池，蓄电池的使用是要消耗大量资金的，这样就减少了大量的资金投入，节约了成本。光伏发电更加的稳定和可靠，不会产生噪音，对周围的环境不会造成污染。在平时的安装和维护工具中操作也比较简单，对于环境的兼容效果也非常强。当前，并网型光伏发电的发电速度正在以惊人的速度在提高，基本已经占据了光伏市场发展的一大半，国家不断加大对光伏市场的重点研究和资金投入，尤其是要加强对城市和沙漠并网型的发电的探究。我国尤其是在沙漠地带和西部地区，日光资源非常丰富。

二、风力发电和光伏发电并网过程中存在的问题

根据二者的特点来看，其具有的发电功率波动都比较大，但是在运行中都不会一直保持稳定。使用光伏发电和风力发电，如果电力系统需要的电容量比较大，就需要具有更高的发电备用容量和输电网络容量。但是，在并网过程中容易产生问题，主要包括以下几个方面：

（一）孤岛效应

孤岛效应的含义就是供电部门在实际的供电工作中，如果是对电网的维护工作没有做好，设备出现了故障导致断电，那么用户端的发电系统对导致停电的原因没有进行及时有效的检查，导致自身和电力网络切离，然后将周围的光伏和风力发电网络形成一种脱离了供电部门控制的一种情况，就如同一座孤岛。出现这种情况的概率也会加大，会随着光伏以及电力发电量的增大而增大。在电网中如果出现了孤岛效应，电力企业在为工作中就会造成困难，工作人员的维护工作难度就会增大，使配电系统中的保护开关动作程度就会受到很大的冲击，出现较大冲击电流的概率加大，造成供电部门的供电工作不能安全运行，产生安全隐患，对人和财产造成威胁。孤岛区域存在的频率和电压的波动性使得系统的设备受到危害。

（二）可靠性问题

对于风力发电和光伏发电来说，在实际的供电工作运行中容易出现不可靠的现象，主要表现在：第一，电力系统如果停止供电，光伏发电和风力发电工作都会停止运行，不能继续为提供用电提供可靠性的帮助；第二，如果风电发电和光伏发电出现纰漏，在继电保护方面的工作没有安全有效落实，继电保护环节就会产生不好的影响，就会影响可靠性的使用；第三，在安装二者的系统工作中，如果没有进行仔细分析研究，选将风力发电和光伏发电具体的连接方法和具体的安装位置分析清晰，就会影响整个电网运行的可靠性。对可靠性影响最大的就是风速，以及光照和天气存在的不稳定性情况，这两种情况对于供电系统的电压情况变化较大，给工作人员进行预测时造成了难度。

三、应对风力发电和光伏发电并网问题的解决措施

（一）加强对风力发电和光伏发电系统和电网工作原理的探究

当风力发电和光伏发电系统连接以后，对电网的运行会产生很大的影响，具体的作用也非常复杂，对于这种情况的解决工作人员一定要创新连接方式，突破传统连接方式的束缚。通过全新的方式进行连接，要考虑到配电系统保持稳定运行和电网之间的相互影响，创新工作模式，找到主网和微网之前存在的差异，要分别找到各自的发展方法。

（二）加大对新型配电系统方式的研究力度

在基本掌握了风力发电和光伏发电并网的特点之后，要对配电系统的具体方式和如何进行规划的具体理论进行深入的分析和研究。首先需要做的就是找出风电发电和光伏发电的电源的需要优化的具体位置，二者具体的电容量是多少，以及具体并网的地址。在这样的基础上对二者更好地进行控制，将接入位置了解，以便更好的了解电网对于电压波动和电压谐波产生的影响。

（三）做好二者电网运行的控制设备和技术准备

风力发电和光伏发电的发电系统，主要的运行模式是将微网接入到系统中，以一种方式改变系统故障的原有特征，这种改变具有很强的彻底性，使得电网出现故障时原有的故障检测方法和保护措施同样会受到大的影响，所以工作人员要仔细研究出现故障的具体原因，具体问题具体分析。制定出相应的对策。不断提高对电网安全保护的技术。保证当电网出现故障时，并网的分布式电源和主网断开，可以继续依靠独立运行的方式不断运行，进行持续地供电。

（四）加强无功补偿

按照国家电网的有关规定，光伏电站并网需要加强无功补偿性能的研究。一方面，要针对AVC和无功设备容量进行全面的研究和设置，使得光伏发电站并网后能够与配电网形成统一的无功控制系统，同时要对电容和电抗器等无功设备之间进行协调控制；另一方面，有效利用光伏电站对配电网的无功配置能力，充分发掘光伏发电中的无功调节能力，确保配网的区域电压能够稳定，使得整个电力系统的输配电质量获得进一步提升。

（五）提高安全运维水平

光伏发电系统并网后，配网安全运行最为有效的保护方法就是精准地审核、校对保护定值，从而确保配网安全运行。在实际的工作中，电力企业要加强对光伏电站主要性能的重点检测，同时还要加大对配网安全检修与运维力度，对并网后的供电状态实时监控，及时发现和解决安全隐患。

结束语

综上所述，我国虽然对风力发电和光伏发电网络的并网工作进行了深入研究，但是主要的问题依旧需要解决。我国和在主要的电力企业要不断结合先进的经验，加大对二者并网的科学研究力度和资金投入，促进风力和光伏发电的不断发展。

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