风力发电和光伏发电并网问题研究

孟鑫亚 姬豪兵

【摘 要】目前，社会进步迅速，我国的各行各业建设的发展也有了提高。在光伏发电系统中合理应用储能装置，能够有效减少光伏发电单元在实际工作的过程中由于波动而引发的功率变化，减少因功率变化而给电网以及敏感负荷带来的冲击，能够确保光伏系统在离网的状态下以及并网的状态下能够实现相互间的平稳过渡，实现整体供电质量的提升。而在实际设置系统储能单元的过程中，可以尝试使用阀控式密封铅酸蓄电池，在充分考虑光伏发电系统自身运转情况的基础之上，分析储能单元在处于不同工作模式的过程中其自身的运转特点，以此为依据，建立完善的放电控制系统以及充电控制系统，并对相应控制策略有效性的情况进行验证。

【关键词】风力发电;光伏发电;并网问题研究

引言

进入21世纪以来，新能源发电技术突飞猛进、在工业、农业、军事等诸多领域中被广泛应用，成为推动经济发展、社会进步的关键科技力量之一。

1光伏发电系统对电网运行带来的影响

1.1运行调度

光伏电源自身具有一定的可调度性，但是这种可调度性会在一定程度上受到外界天气因素的影响，尤其是在一些天气变化相对较快的城市或是海拔相对较高的地区，天空中的云层对于光伏电源可调度性的影响更加明显。在电网运行商的调度系统中，如果光伏电源的整体占比相对较高，且高于临界比例，在进行电力调度的过程中就需要采取一系列的保障措施，确保电网运行过程中的可靠性以及安全性能够切实得到保障。除此之外，常规电价与光伏电价之间还普遍存在一定的差异，因此，在对电网进行调度的过程中也需要充分考虑经济性的相关问题，但是上述的所有操作都需要最大限度地避免给电网系统运行过程中的安全带来不利影响。

1.2系统保护

光伏发电系统在实际运转的过程中，如果遇到光照相对强烈的情况，那么电站在实际进行输出的过程中功率也会相应增加，进而引发一系列的连锁反应，最直接的表现就是短路电流的增加，进而增加过流保护在配合过程中的难度，加大失误问题的发生概率。除此之外，电站输出功率的变化也会在一定程度上影响熔断器的常规工作，进而给电网系统的整体运转带来十分不利的影响。若光伏发电系统在工作的过程中没有正常接入配电网，支路潮流在实际运转的过程中则多数情况下是属于单向性输出，且这种单向性输出缺乏必要的保护措施。而在光伏发电系统运转的过程中，当配电网接入之后，配电网络自身的性质也会相应地发生变化，转成多元配电网络，但是在这一过程中，网络潮流的流向则会体现出较强的随机性特点，控制难度进一步增加，为了保证系统整体的运转安全，则需要在系统中常规进行方向性保护装置的安装。

1.3电能质量

光伏发电系统在日常开展发电工作的过程中，经常会受到外界环境因素的影响，尤其是在阴雨天，空中巨大的云层，在一定程度上会遮挡住阳光，就会导致光伏电源的功率在短时间内大幅度上升或是下降，尤其是对大型的光伏系统影响更为普遍，系统内的电压在短时间内就有可能出现闪变，进而出现较大的频率波动，除此之外，也有部分类型的光伏发电系统是进行直流电发电的，在进行电网接入的过程中，如果采用的是逆变装置法，那么，谐波的出现概率也会大幅度增加，进而使电网系统的正常运转受到影响。

2太阳能光伏发电技术应用的发展趋势

2.1光伏发电站

光伏发电技术的顺利应用，离不开光伏电站的支持，光伏电站是进行光伏发电的基础设备，其直接影响着发电率和电力的有效应用。目前，太阳能发电厂大致分为分散发电厂和集中式太阳能发电厂两种。分散发电厂是指在恒定电压水平且不超过20000kW并网的单个发电厂的点存储容量，转换后的电能主要用于变电站地区的太阳能发电设备。集中式太阳能发电厂在电能传输中有很多阶段，设备也更复杂，它通常包括以下步骤：第一，通过转换设备的作用将太阳能转换为电能，第二，转换后的电能通过配电和接收设备输送到逆变器。最后，在逆变器的作用下，直流电在交流变压器箱中流动，并与网络建立连接。为了确保在传输过程中安全使用电能，有必要确保各种太阳能组件的正常运行。

2.2光伏建设一体化

当前，绿色环保的概念逐渐渗透到人们的思想，因此光伏发电技术越来越受欢迎，并且被越来越多的应用到了我国的建筑设计中。例如：在建筑物的屋顶上装有太阳能电池板，太阳能电池板通过电线连接到电网，从而将能量转化為电能，使人们在日常生活中得以应用。利用太阳能发电不仅可以节省大量资源，还可以体现绿色环保理念，有效促进社会的可持续发展。

2.3光伏发电与LED照明结合

太阳能已经广泛应用于各个领域，并且太阳能发电与新型材料和新技术的结合正在逐渐成熟。LED照明技术是科学技术发展产生的一种新技术，其应用的是将电能转化为光能的原理，并发挥照明作用。通过将太阳能和LED技术相结合，可以将LED技术应用于太阳能提供的电能，然后转换为必要的光能，从而有效地节约了能源。两者的有效组合和功能的基础是它们既是直流电又是低电压。

2.4通信/通讯领域

太阳能光伏发电被广泛应用于电信和电信领域，电信和电信领域包含很多内容，并且直接影响着我们的日常生活。例如，农村运营商的广播、电信系统和电话系统。建立这样的系统可以满足人们的生活需求。将太阳能发电技术应用于这些系统可以有效地输送电力，确保系统连续稳定地运行，给人们的生活带来了极大的便利，同时卫星通信、士兵的GPS等工程也得到了极大的发展。

结语

综上所述，从光伏并网发电系统自身的特点来进行分析，储能技术的应用不仅能够有效提升电网在实际工作过程中的稳定性和安全性，同时还能有效发挥电网自身在运转过程中的经济效益，使用户常规的用电需求能够切实得到保证，进而有效解决以往电网在运转过程中容易受到光伏并网影响的情况，使我国社会可持续发展的战略能够切实得到落实。而从我国现阶段的情况来看，储能技术虽然在一定程度上得到了发展，现阶段光伏发电系统中所使用的储能技术相较于以往已经有了较大幅度的进步，但是，研究人员还需要进一步开发新的储能装置，使我国光伏并网发电能够真正得到发展，使其应用范围能够真正得到扩大，让太阳能光伏并网发电技术能够真正使我国的更多人民受益，使发电能够真正做到绿色环保，进而有效减少以往火力发电给环境带来的不利影响。

参考文献：

[1]黄飞腾，翁国庆.新能源发电技术在特色专业建设中的应用[J].实验技术与管理，2015，32（10）：67–69，82.

[2]应芝，郑晓园，崔国民.新能源专业“教源于研研推进教”实验教学模式探索[J].实验技术与管理，2018，35（2）：179–181.

[3]陶石，钱斌，王志成，等.应用型本科院校新能源科学与工程专业实践教学改革探讨[J].实验技术与管理，2020，37（2）：186–189.

[4]姜萍，石文胜，田静，等基于工程案例的光伏发电虚拟仿真实验教学平台[J].实验技术与管理，2019，36（6）：128–131，135.

[5]刘会兰，裘实，刘志博，等.新能源接入的多机电力系统实验平台研究[J].实验技术与管理，2018，35（7）：202–205.

（作者单位：河南工学院电气工程与自动化学院）