关于光伏并网发电系统对电网的影响分析

郭步阳++秦琛

摘 要：随着科学技术的不断发展，为我国电力事业提供了更加广阔的发展空间。在此社会背景下，光伏发电系统应运而生，并在实践应用、运行过程中取得了较为显著的成效。该系统主要是由控制器、逆变器以及光伏阵列共同构成，具有污染小、投资少等优势，近年来受到了相关部门的广泛青睐。文章主要对光伏并网发电系统对电网的影响进行了分析。

关键词：光伏并网；发电系统；电网；继电器

前言：目前，我国的城市化进程正在不断深入，社会对于能源的需求量大幅度增加，但近年来，我国的不可再生性能源却出现了储备量不足的问题，加之石化能源在应用过程中，会产生大量的毒害气体，导致温室效应等问题，在此社会环境下，开发和推广新能源势在必行。

1光伏并网发电系统的原理及特点

根据发电方式不同，一般可将该系统划分成两种类型，即集中式和分布式发电系统。前者又可称为“光伏并网电站系统”，其在实践应用过程中，可将太阳能转化成电能，之后再输送到电网当中，以此实现电力供给。该方式的优势在于省略了中间环节，故供电效率更高，但需注意的是，其无法充分的发挥太阳能分布广泛的特点。后者又可称为“户用型光伏发电并网系统”，即将发电系系统和建筑物进行紧密结合，从而形成一个稳定的发电体系。

1.1系统原理分析

该系统在发电的过程简单来说就是将太阳能转化成电能的过程，需通过光生伏打效应来实现，该效应便是系统应用的主要原理。正常情况下，光伏并网发电系统中包括超级电容适配器、光伏电池板、充电器、蓄电池组、主开关以及逆变器等等多种设备。其中光伏电池板应与充电器进行连接，充电器要具备MPPT功能，从而保证蓄电池顺利充电。另外，蓄电池组一面应与超级电容适配器相连接，实现电容的优化控制，另一面要与逆变器进行连接，以此保证电源可顺利的进入到电网之中。主开关具有控制逆变器的作用，并与交流负载和电网相连接。上述便是光伏并网发电系统的工作原理，只有通过上述步骤，才能保证系统各部分功能的正常发挥[1]。

1.2系统特点分析

1.2.1集中式系统特点

该系统主要以优化控制电压为主要目的，运行过程中，一旦发现电网频率出现波动等方面的问题，便可在第一时间进行调节，并保证了有效性和实时性。但需注意的是，该类系统较容易受到干扰问题的影响，如传输的距离较长，势必会造成功率损失等问题；系统的接入电压一般为10KV，属于高压类，可接收到更高层次的电压；为提升系统运行的稳定性，需加强是对系统的保护，一般可结合实际情况采用大量的二次设备。

1.2.2分布式系统特点

该系统方式下，可省略中间多余的电能传输环节，发电完成之后，便可直接分配给相应的用户，若电力能源相对较多，还可实现优化配置，大幅度提升了能源的应用效率，避免了浪费问题；该系统的电压等级与集中式系统存在较大差别，属于低压类，一般为0.4KV；可与其他类型的新能源共同应用，增强了电网的规模强度，并为其提供了更加广阔的发展空间，对于我国电网的可持续发展起到了良好的促进作用。

2光伏并网发电系统对于电网的影响

2.1影响继电保护

光伏并网发电系统在正常运行的过程中，由于其一般是处在电能传输的的最末端，故相应的电压等级也会比较低，加之目前大多数都是放射型的配电网络，因此在实际应用过程中，很少会产生转移电流，而这一点也恰恰导致电网中的繼电器失去了方向敏感性。随着科学技术的不断发展和进步，很多分布式的发电系统得到了较为广泛的应用，使的配电线路具有了双向流动的特征，也为后期操作提供了便利。从电力系统当前的发展现状来看，并不会因为增加了分布式发电系统而对继电保护体系进行大幅度改动，若无法与原有的继电保护相适应或协调配合，一旦其他的并联分支出现故障问题时，光伏并网发电系统分支上的继电器就会出现误动情况，而该问题的出现也将会导致故障分支失去主电源。除了上述提到的不良影响外，光伏并网发电系统功率输入电网时，通常还会导致原有继电保护区域缩小，从而对装置的正常稳定运行产生不利影响[2]。

2.2影响供电可靠性

光伏并网发电系统运行过程中，会对网络最末端的配电系统造成严重影响，并阻碍其运行的稳定性和可靠性。例如，若系统所处的交流电出现停电问题，且同时遇到光照强度较低的情况，便会导致电能输送不及时、不达标等问题，无法满足实际的电能需求。除上述影响外，安装位置、配置容量以及电网的连接方式等均会对光伏并网发电系统的安全、可靠运行产生较为直接的影响。

2.3对配电系统实时监控、调节的影响

相对于主网络，配电网的信息采集、能源调度已及开关操作等均比较简单，可由相关的供电部门进行统一管理和执行。光伏并网发电系统接入后，却大幅度增加了这一流程的复杂程度。为实现高效的调度、控制和监视，就要增加调度和监控所需的信息量，同时还应以光伏并网发电系统的规程为基础，重新对调度和监控的责任部门和管理职责进行划分，并保证其合理性和科学性。

2.4影响电能计量

光伏发电在正式并网之前，电网中电能的流向一般以单一方向为主。在并网之后，个别配电区域内的电能开始出现双向情况，进而所导致原有的电能计量模式无法满足现阶段实际的发展需求，为此，需结合实际情况和运行方式，将单项计量模式转变成双向计量，以此适应电能发展的实际需求。

另外，由于光伏并网发电系统的发电成本较高，故在实际应用过程中，要求电能计量可完整的反映出电价差别，这一点对于电网的可持续发展至关重要，故应提升重视程度[3]。

2.5影响电网运行的经济性

作为常规性的能源补充，光伏发电充分运用了太阳能这种取之不尽、用之不竭的清洁能源，不管是从近期看还是从长远角度考虑，其对于能源策略的实施和环境的保护均具有着重大的现实意义。

从环境保护角度看，光伏并网发电系统主要是运用了太阳能，具有显著的季节性特征，不会对人类生存和发展的环境造成影响和威胁，且可节约大量的环保开销。

从太阳能使用的方便性和广泛性考虑，该能源无处不在，方便运用，并可充分满足信号电源、通信等诸多特殊需求，应用领域较为广泛，且会产生十分可观的经济效益。

总结：

综上所述，光伏并网发电系统具有着传统系统并不具备的优势和特点，其主要是运用太阳能这种可在性能源实现发电。该系统在实践应用过程中难免会产生一些问题，通常体现为对电网各方面的消极影响，但其对于电网的积极影响同样不可忽视，应在今后应用中改善其不利影响，并充分发挥积极作用，为电力事业的长期稳定发展提供保障。

参考文献：

[1]张亮.光伏并网发电系统对电网的影响研究[J].科技创新导报，2015，1231：9-10+34.

[2]邓紫毅.光伏并网发电系统对电网的影响研究综述[J].科技创新与应用，2014，23：186.

[3]余锐，巢红暄.光伏并网发电系统对电网的影响研究[J].通讯世界，2016，24：85-86.endprint