太阳能光伏发电系统接入电力输配网的问题及措施

太阳能光伏发电系统接入电力输配网的问题及措施
摘要:太阳能光伏发电系统与电力输电网进行连接时,受到多方面因素的影响,易导致电网出现不良情况,所以应该首先明确太阳能光伏发电系统接入电力输配网时易出现的各项问题,再以实际结构为基础合理提出有效的解决措施,以供参考。
关键词:太阳能;光伏发电系统;电力输配网;问题;措施
    当前新能源受到了广泛关注,太阳能光伏发电系统的应用频率越来越高,相关技术也处于不断革新的状态当中。从实际上来看,太阳能光伏发电系统能够受到多方面因素的影响,进而导致电网的应用效果受到影响,也就十分不利于用电设备的正常使用,甚至可能在国民经济方面引起严重损失,所以有必要针对太阳能光伏发电系统中存在的各项不足之处进行充分分析和有效解决。
一、太阳能光伏发电系统接入电力输配网的问题
(一)运行调度影响
    在并网发电工作结束以后,应该注意完善输出功率远程调控的操作,以尽可能维持输配电网的稳定性。但是根据当前我国光伏发电系统的情况来看,电网调度工作通常需要将地区作为工作基础,所以其中工作与多个发电厂有关,但不同发电厂的发电成本、输送成本等具有差异性,所以易出现调度问题。
(二)继电保护影响
    传统配电网中的故障主要为短路电流由电源段向故障点进行单一方向的流动,但是将分布式电源接入其中,受到电源类型、接入方式、接入位置等多方面因素的影响,电流方向可能发生变化,进而导致系统保护方面出现不正确动作的情况。
(三)电能质量影响
电气石陶瓷球    光伏发电系统中的可控性受到影响,同时多方面客观因素也能够产生制约,也就易导致电能质量下降,同时易出现电网电压闪变的情况,并产生谐波,谐波能够导致电网整体的稳定性受到影响。
二、太阳能光伏发电系统接入电力输配网的有效措施
(一)电流滞环控制
    电流滞环控制属于当前应用频率较高的一类闭环电流型控制方法,应用这一方法的过程中,需要将逆变器的实际输出电流i和给定的电流信号i*共同进行对比,将两者误差电动美容仪i作为置换比较器产生控制信号的依据,以能够针对开关管动作进行有效控制,也就可以实现针对电流i的控制,且一般来说,i和i*之间的差值具有较为固定的范围。
图1 电流滞环控制原理
t梁预制    根据图1,电流滞环控制的结构和原理复杂程度不高,同时具有跟踪速度快和鲁棒性强的特点,但是在实际上,电流的大小能够对控制效果产生影响,若检测到的电流过小,误差增加,控制效果不理想,若检测到的电流过小,通断频率将大于开关管可以承受的最大工作频率,极易导致开关管损毁,所以电流滞环控制方法并未得到广泛应用。
(二)继电保护设计
    将光伏发电系统接入到电力系统以后,电力输配网即构成多电源系统,其中潮流能够呈现出双向的流动性,所以继电保护设备自身应该具有合适的方向性, 也就需要陆续淘汰传统形式的继电保护装置。根据目前的情况来看,能解决上述问题的方案可分为两个方面,分别为“切源方案”和“孤岛方案”,前者为不论是何原因导致电网故障,均需首先将电网连接断开,将配电网还原至传统形式之后,应用传统形式的继电保护措施,由此,不需应用新继电保护设备就可以有效提升电力系统的可靠性,并对其中的速动性充分控制,但是其中需要考虑阶段光伏系统以及电网故障之间的先后顺序,应用孤岛方案的过程中,则需要光伏发电系统向部分负荷进行独立供电,以保障其中存在故障时,电力系统能够持续处于稳定运行的状态当中,同时还可将配电网划分成为数个孤岛进行分别运行,以提升光伏系统供电效果,进而有效控制停电范围。
(三)无差拍控制
    无差拍控制属于一类需要将电流滞环控制技术理论作为基础的控制方式,对该方式进行应用时,应该将当前检测到的电流值与补偿参考值共同作为依据,对下一个时间点的电流
进行推算,以明确脉宽控制量,并将可以对电流误差进行尽可能控制的开关模式作为主要控制目标。整体上来看,该方法具有原理简单的特点,应用效果良好,同时响应速度较快,但与此同时,对于数学模型的精准度要求较高,所以如果其中模型建立的精准度不符合要求,将能导致严重误差,所以需要进行频繁的采样和计算,而光伏系统属于非线性的系统,其中变量的数量较多,所以该方式中同样存在局限性。
(四)故障处理和可靠性分析
    将光伏发电系统与配网进行连接之后,配电网整体上的运行特性以及结构均能因此受到影响,特别是其中的故障处理方式以及可靠性分析工作,均不可直接采用传统的形式。因为,如果由光伏发电系统作为备用电源,电力系统整体的供电可靠性可以提升,而若其与配电系统处于并网运行状态,系统可靠性将因此降低。并且,如果系统中发生扰动,因为分布式电源存在随机性,所以也可能导致系统可靠性降低,所以可以认为,光伏发电系统实现并网之后,光伏装机位置、运行方式、接入容量、系统特性等,均能够影响到电网的可靠性。所以,应该将系统自身的运行特性作为基础,针对配电网的自愈能力、安全理论、分布式电源间的协调运行状态等进行全面分析,以逐渐掌握保障系统并网之后安全稳定运行的方式。
    需要注意的是,如果配电网之中含有分布式电源,在针对其中的可靠性进行评估时,不仅需要考虑相关的政策、经济、环境等因素,还应该考虑分布式电源的接入点、运行方式、接入容量等,以提升评估模型的准确性,同时也可更加有效的明确其中的可靠性要求,采用评估、仿真等方式获取相关指标,以优化可靠性评估体系。
(五)微网动态特性分析
    微网属于一类小容量分布式电源即可的运行方式,其中的特性能够对微网动态特性起到显著的影响作用,所以在设计微网和微网运行时,均应注重协调各个分布式电源的运行,并且,当前智能配电网的发展速度不断提升,接入到电网中的分布式电源的数量和类型均越来越多,电网能够受到的影响越来越复杂。此时采用微网运行模式,分布式电源的运行状态将更加协调,所以需要针对微网运行特性以及主配电网能够受到的影响开展分析工作。
    首先应该针对电网结构、电源特性、运行方式、电源容量以及分布情况、控制目标等,并根据数学模型对微网模型进行构建,再将微网模型作为基础,李靠接各运行状态、控制方式、扰动情况下,微网的动态特性。
(六)优化调度和协调运行
    在针对光伏并网发电系统的负荷进行优化调度前,应该首先针对区域内的负荷需求进行了解,且进行优化调度、协调运行的过程中,必须保障各项操作的合理性,方能电网运行过程中的经济性得到提升,且操作时需要保障光伏发电整体的低碳、环保和清洁,以促使其利用率得到提升。
    分布式光伏电源与电网进行连接之后,为了尽量避免微网受到影响,则需要保障微网能够与电网处于并网运行的状态中,且并网运行状态还应能够与孤网运行状态进行即时切换。
光敏三极管三、方案分析
    将太阳能光伏发电系统接入到电力输配网之后,在公共连接点位置出现的电压波动以及闪变情况,均应该与《电能质量、电压波动和闪变(GB/T12326-2008)》中的相关规定相符合,并且,光伏电站能够导致公共连接点位置上电压变动限值、变动频度以及电压等级发生变化,见下表1.
表1 电压波动限值
序号
r(h-1)
d(%)
LV(MV)
HV
1
r<1
4
3
2
1<r<10
3
2.5载客电动三轮车
3
10<r<100
2
1.5
4
100<r<1000
1.25
1套管头
    受到波动随机性以及不规则性影响,将电压波动限值设定为2%,同时考虑到在光伏发电站最大输出功率状态下,突然出现切机情况能够导致的系统接入点电压变化,将光伏发电功率的因素设定为0.98。并且在这一光伏电站中,装机容量为1.34MWp,完成并网之后,输出功率短时间内由最大输出功率下降至零时,在最小运行方式的状态之下,该光伏电站的10kV,其电压波动幅度最小应在0.15%左右,符合国家标准。基于此,还应由具有相应资质的单位针对此开展电能质量评估工作,确认其中电能是否与国家标准相符合,若不符合,应及时进行调整。另外,可以选择将电能质量监测装置安装于光伏电站10kV,以能够
针对电能质量进行随时监测。
结束语:
    当前太阳能光伏发电具有良好的发展前景,为了提升其中的经济效益,并使我国的电力输配网得到进一步优化,需要针对太阳能光伏发电系统接入电力输电网时存在的问题进行有效解决,措施主要包括电流滞环控制、继电保护设计、无差拍控制等。

本文发布于:2024-09-23 04:22:52,感谢您对本站的认可!

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