風力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)問題研究

劉科詩 王志遠 何偉

摘要：在21世紀發(fā)展背景下，能源問題變得越發(fā)突出，日益增長的經(jīng)濟發(fā)展速度與能源枯竭之間的矛盾，使得社會關注程度變得越來越高。而且在過去的發(fā)展過程中，能源開采與經(jīng)濟建設所導致的環(huán)境污染問題越發(fā)嚴重，所以在這一背景下政府對可再生能源的開發(fā)與利用是非常支持的。在諸多電能生產(chǎn)方法當中，風力發(fā)電以及光伏發(fā)電是可再生電能生產(chǎn)中最為重要的兩種技術，而且基于我國現(xiàn)有的國情來看，這兩種技術的應用可行性以及未來的發(fā)展也是最為具有發(fā)展?jié)摿Φ摹Ｋ詫︼L力發(fā)電與光伏發(fā)電的并網(wǎng)問題進行研究，對于我國今后的能源短缺問題解決具有非常重要的作用。

關鍵詞：風力發(fā)電;光伏發(fā)電;并網(wǎng);問題

1.前言

無論是從我國的發(fā)展還是全世界的發(fā)展角度來看，能源開采過程中化石能源的開采都是極為有限的，在未來可能會出現(xiàn)能源枯竭的問題。而相比較于化學能源來講，風能以及太陽能和水力資源等是先有人類社會當中取之不竭的可再生能源，所以依托這些能源進行電能的生產(chǎn)是具有非常大優(yōu)勢的，同時還擁有很好的清潔性以及安全性，所以這也是當前社會各國普遍進行光伏發(fā)電與風力發(fā)電技術研究的主要目的。對當前我國的風力發(fā)電與光伏發(fā)電來講，兩者之間的并網(wǎng)問題是最為主要的，所以在下面當中將進行詳細介紹。

2.風力與光伏發(fā)電并網(wǎng)存在的問題

2.1孤島效應的存在

在電子電路當中出現(xiàn)孤島效應就是指電路的部分區(qū)域有電流通路，但是沒有電流流過。之所以會出現(xiàn)這些問題，主要是電網(wǎng)在突然施壓的狀況下，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)仍然保持針對臨近部分線路供電的狀態(tài)，所以也出現(xiàn)了一種假的電流通過現(xiàn)象。最根本的原因是風力以及光伏發(fā)電過程中發(fā)電量導致的，如果發(fā)電量越大，那么孤島向上出現(xiàn)的頻率也就會隨之提升，在孤島效應出現(xiàn)后，無論是因為維修還是其它故障，用戶端本身的發(fā)電系統(tǒng)都不能夠及時的對停電的狀況進行診斷，只能夠強行中斷整個運行狀態(tài)，所以風力與光伏發(fā)電和市電網(wǎng)絡之間需要進行全面分割。在這種狀況下，公眾以及電力公司維修作業(yè)人員的安全和供電質量都會受到影響，如果在問題解決后，向孤島電網(wǎng)進行重新供電，還可能會導致相關的供電設備受到損害。

2.2不可靠因素

對于風力及光伏發(fā)電的來講，在實際使用過程中存在的不可靠性，大多數(shù)是因為風力及光伏本身是源自于自然的可再生資源，所以受到天氣及季節(jié)的影響是非常大的，在季節(jié)變化以及天氣變化的過程當中，無論是風力還是陽光照射的都會出現(xiàn)變化，這屬于不可抗力因素，同時也是影響風力以及光伏發(fā)電的最主要原因。除了外在因素之外，內(nèi)在因素也非常重要，首先就是弱勢電力系統(tǒng)自身存在問題突然停止運轉，那么后續(xù)的正常供電就會中斷。其次主要是繼電保護，如果出現(xiàn)誤動作狀況，那么整個供電過程也會受到影響。最后一點主要是相關設備的安裝及場地的選擇不重視，因為無論是對于風力發(fā)電還是光伏發(fā)電來講，都需要相應的設備作為支撐，從而實現(xiàn)電能的轉化，在設備安裝及選址過程中又是不符合相應設備的要求，那么就可能會導致風速較低或者是太陽能輻射較低，使后續(xù)的發(fā)電動力不足，對于整體發(fā)電效果造成嚴重影響。

2.3效益降低

在風力及光伏發(fā)電并網(wǎng)運行后，原有的配電網(wǎng)絡成本增加，所以整個發(fā)電以及供電過程中所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益大大下降。之所以會出現(xiàn)該現(xiàn)象，主要是因為并網(wǎng)后的相關設施設備，例如變壓器及電纜線路等本身的系統(tǒng)負荷就比較小，對于并網(wǎng)工作的實際要求不能夠滿足，所以會成為閑置以及備用設備，增加了整個生產(chǎn)過程中的資源浪費。

3.風力與光伏發(fā)電并網(wǎng)問題解決建議

3.1加強孤島效應檢測

對于風力及光伏發(fā)電并網(wǎng)這一作業(yè)來講，為了切實保障在并網(wǎng)后供電的持續(xù)性與穩(wěn)定性，并使自身處于獨立狀態(tài)，當電力企業(yè)在電網(wǎng)運行使用

過程中出現(xiàn)故障問題，需要斷電進行維修時，保障能夠快速實現(xiàn)自動清理自身和主電網(wǎng)，讓人們的供電需求能夠不會受到影響。但對于這種供電模式來講，不僅僅會使供電質量下降，而且對于人們的生命安全也會造成嚴重威脅。這也對于相關企業(yè)來講，為了避免這個問題出現(xiàn)，就需要對現(xiàn)有的電網(wǎng)運行監(jiān)測工作進行全面加強，若是出現(xiàn)相關問題，能夠及時快速定位問題，并作出應急預案，確保電網(wǎng)運行的安全及穩(wěn)定性以及人們用電的質量。除此之外就是對于電力企業(yè)來講，應當在時代進步與發(fā)展的過程中做到與時俱進，對更加新穎的技術進行研發(fā)，力求能夠針對孤島效應進行更加高效以及實時監(jiān)測。

3.2主網(wǎng)及微網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展

對于風力及光伏發(fā)電并網(wǎng)來講，在連接之后會對電網(wǎng)系統(tǒng)的運行產(chǎn)生非常大的沖擊及壓力，而這一整個過程是非常復雜的，在電力系統(tǒng)當中需要進行非常詳細的研究。能夠更好的對主網(wǎng)及微網(wǎng)之間的發(fā)展進行協(xié)調(diào)，需要將組網(wǎng)及微網(wǎng)自身的發(fā)展方式進行確定，然后通過在發(fā)展過程中融入新的理念及方法，針對風力及光伏發(fā)電并網(wǎng)之后的配電系統(tǒng)穩(wěn)定性以及同電網(wǎng)的影響進行改善。組網(wǎng)和微網(wǎng)之間發(fā)展是需要同步進行的，不能夠固步自封或者是單獨進行發(fā)展，應當保持兩者同步發(fā)展與進步，這樣才能夠使整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的運轉更加穩(wěn)定。

3.3光伏發(fā)電系統(tǒng)完善

對于電力企業(yè)來講，在電力系統(tǒng)整體引進光伏發(fā)電之后，因為光伏發(fā)電本身相比較于常規(guī)的發(fā)電擁有獨特特點，所以電力系統(tǒng)的運行故障形式也會有所改變，這就會使得現(xiàn)有的電網(wǎng)當中出現(xiàn)許多電氣量故障。相比較于常規(guī)故障來講，這種故障問題本身擁有多變性和復雜性特征，所以在檢測時工作難度以及阻礙是非常大的，也會給電力系統(tǒng)的自我保護系統(tǒng)造成嚴重損壞，增加維保工作人員的工作量以及工作難度。所以對于當前的電力企業(yè)發(fā)展來講，在發(fā)展過程中應當針對這些影響到整個系統(tǒng)運行的問題加強研究，采用更加先進的技術對保護系統(tǒng)進行升級，確保電力能夠實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定供應。

4.結束語

綜上所述，對于當前的風力發(fā)電及光伏發(fā)電并網(wǎng)來講，是我國電力企業(yè)在發(fā)展過程中所取得的重大突破，同時也是我國能源結構體系改革過程中所獲取的豐碩成果，對于我國未來的能源結構發(fā)展與電能供應具有非常重要的作用?；诋斍暗陌l(fā)展來看，風力發(fā)電及光伏發(fā)電過程中仍然存在許多問題，尤其是在兩者并網(wǎng)過程中存在許多問題，對電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定及安全性造成了破壞，所以應當針對這類問題進行深入研究及探討，來切實提高風力發(fā)電及光伏發(fā)電并網(wǎng)工作運行水平。

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