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谈风力发电及光伏发电并网问题

时间:2021-02-03 08:53来源:未知 作者:admin 点击:
摘要:风力发电和光伏发电都是利用可再生清洁能源进行发电的方式,对于缓解我国环境和资源问题具有十分重要的作用。但是,这两种新能源发电方式在实现并网以后,实际运行和调度过程中难免会存在一些问题。基于此,需要认真研究风力发电和光伏发电并网的特点
  
摘要:风力发电和光伏发电都是利用可再生清洁能源进行发电的方式,对于缓解我国环境和资源问题具有十分重要的作用。但是,这两种新能源发电方式在实现并网以后,实际运行和调度过程中难免会存在一些问题。基于此,需要认真研究风力发电和光伏发电并网的特点与现状,联系实际分析并网运行中存在的问题,运用新知识、技术解决,确保风力发电和光伏发电技术能为电力事业整体发展提供可靠保障。
 
关键词:风力发电;光伏发电;并网
 
风力发电是利用自然界风力将其转变为电能的发电形式,光伏发电则是直接将太阳能资源转化为电能。这两种供电方式清洁无污染,在保护自然环境和节约资源方面起着十分积极的作用。但在和电网并网以后实际运行调试中还是会出现一些问题,这些问题的存在会影响整个电力系统的运行可靠性。应加强对并网系统的研究,强化技术创新,制定针对性的解决方案才能确保供电的安全。
 
1风力发电与光伏发电并网的特点和现状
 
1.1并网风力发电特点和现状
 
并网型风力发电指的是将风力发电系统和市政电网实现并网以后,在市政电网发电的基础上利用风能这种可再生清洁能源作为电力系统供电的一种补充。利用风能这种清洁能源,可降低对周围环境的污染。风能可实现循环利用,提高了资源的利用率,降低对不可再生能源的消耗。但是,该发电形式在实现和市政电网并网以后,受风力资源自身特点的限制,比如,风速的不稳定使得监管部门无法及时获取风力资源变化信息,加上技术不够成熟不能提前储存大量风力资源,就会在需要用电时影响风力发电的效果和电网的正常运行。未来对于并网型的风力发电有很好的前景,需进一步加大对风力发电及其并网的投入和研究。
 
1.2并网光伏发电特点和现状
 
并网型光伏发电指的是将太阳能光伏发电与电力系统连接起来组成并网型发电系统,可以为电力系统提供无功和有功功率,实现光热资源向电能资源的转换,并利用变压器将变成和电网相一致的电压,使得电能在电网中正常传送。光伏发电不需要蓄电池,就减少了资源的消耗和对环境的污染,同时,可实时供电,运行也更加安全和环保,且操作起来简便,具有很高的经济和社会效益。但光伏发电同样会受到环境和技术因素的影响,在未来还需加大资金方面的投入,加大技术研究。
 
2风力发电和光伏发电并网中存在的问题
 
2.1并网过程中容易出现孤岛效应
 
并网过程中的孤岛效应指的是电网中某个区域中设置有电流通路,但是实际运行时没有电流通过,比如,电网系统维修不当或故障一直没有解决而导致电力失压,用户端不能及时该故障导致用户端的供电系统切出市政电网,使得风力发电和光伏发电系统与电网形成了一个供电孤岛。孤岛效应发生的主要原因和风力发电与光伏发电的总容量太大而影响了用户端的供电质量,孤岛区域会产生较强的电压和额冲击电流,在电压和电流的作用下会损坏电力设备,还会影响配电系统的整体运行。所以,一般会设置预防孤岛效应的设施措施,包括对电网的电压、频率变化装置进行检测、加强对电网频率移位、流过电流的阻抗、相位跳跃、相位谐波和不稳定电流等的监控等。风力发电与光伏发电的增多会对电力系统孤岛效应产生越来越多危害,只有研究从根本上可以解决孤岛效应的技术措施,才能确保电力系统的稳定运行。
 
2.2自然环境影响并网的可靠性
 
影响风力发电和光伏发电并网可靠性的因素有很多,其中,风速、光照等自然因素因为其本身就具有很大的不确定性、随机性,所以对于风力发电和光伏发电的影响更大。比如,风速的不可控导致风力发电的频率波动变大,在实现和电网并网后会影响整个电力系统运行时电压、频率的稳定。在并网初期易产生电压谐波,当风速变化太快时,还会导致风电场及其临近电网电压出现闪变现象,严重影响电力系统的安全可靠。在光伏发电方面,光伏发电的效果受到日照时间、强度、温度和季节、湿度等因素的影响,使得光伏发电机组发电功率波动性较大,很难在并网后和风力发电系统配合,最终影响电力系统运行的安全可靠。
 
2.3发电机组制作技术影响并网可靠性
 
风力和光伏发电技术都是从国外引进的先进技术,但是,在利用这些技术和自发研究方面还不够成熟。关于风力发电和光伏发电机组运行不管在理论上还是在实际设计制造方面,存在不科学不合理的地方,在利用这些新技术时,也存在一定的盲目性和不确定性,从而影响了风力发电和光伏发电的可靠,在实现并网以后,导致整个电力系统的运行也受到影响,随着发电容量的增加而降低系统的稳定性。另外,在有关并网运行方面出台了相关标准,但是,和发电机组运行可靠性评估有关的措施并没有得到有效落实,实施的规范中未包括发电系统运行安全可靠性的测试,这和风电机组和光电机组制造企业重视经济利益而忽视产后运行问题有关,所以,对机组运行的安全可靠性研究被淡化,以至于影响风电机组和光电机组运行的安全可靠,使并网后电力系统运行安全问题更加突出。要加大对风力发电机组和光伏发电机组的技术研究,尽量开发出适合我国国情的可以有效提高风电机组和光电机组运行可靠性的制造技术,并全面掌握新技术,才能降低风电和光电并网后对系统运行可靠性的影响。另外,还要不断完善和系统运行可靠性检测相关的标准,加强对风力并网和光电并网后运行可靠性的监管。
 
2.4增加企业经济负担,影响效益
 
风力发电与光伏发电的可靠性较差,但是,这两种发电方式和绿色环保的理念相符合,所以是未来全世界范围内重点发展的供电形式。为了充分发挥这两种发电方式的优势,使其在实现和电网并网以后能安全稳定地运行,要对其中的一些问题进行分析和解决。从经济角度来看,这两种新能源的应用与发展会影响传统发电形式,导致不少火力发电厂及其设备被闲置造成了不少的经济损失。此外,由于风力发电和光伏发电并网以后也容易出现故障,后期对设备的维修养护需要投入不少人力物力,使得电力企业的成本增加,影响企业的经济效益。
 
3风力发电与光伏发电并网解决措施
 
3.1探究有效的新型配电系统
 
从配电系统发展完善方面来看,应根据风力发电和光伏发电并网后的运行特点探究更加有效的新型配电系统,加强理论研究的同时,还要实地考察风力发电与光伏发电电源位置和方向,研究两者的容量、并网方式是否科学合理,或减少因为容量过大或并网连接不合理而引起的电压谐波和电压波动问题。在未来,应合理规划并网电力系统,以确保风力发电与光伏发电并网后电力系统运行的安全可靠。
 
3.2完善光伏和风力发电系统
 
在光伏发电系统和风力发电系统并入到市政电网以后,由于改变了原有电力系统运行特征,所以在实际运行中容易出现故障问题,且这些故障大部分是电气量方面的故障,是因为风力发电系统和光伏发电系统电容量过大引起的。但因为风力发电和光伏发电本身具有较强的不确定性和不可控性,导致这些故障也变得更加复杂好多变,给电网运行检测工作带来很大的困难,影响电力系统的稳定运行。这时,就需要电力企业结合电网实际情况加强对相应并网系统保护方式的研究,并采用新的科学技术使光伏和风力发电系统得到完善。对于风力发电系统而言,应该集中化投产,将风电项目设置在风力资源丰富的区域,但是,离电负荷中心距离较远,输电线路建设较长,且受到通道断面的限制。需要重新科学合理地规划与设计整个电力系统,使风力发电机组并网中减少次同步振荡的问题,可以有效避免对风电机组设备的损坏,避免对整个电力系统运行稳定性产生严重的影响。
 
3.3加大对并网孤岛效应的检测力度
 
在并网逆变器负载影响下,并网时可能出现断电发生的反向输出电压频率,这时,逆变器输出频率出现较大误差,长此以往就会出现孤岛效应。为此,应以逆变器输出频率为基础,利用检测设备检测频率偏移情况并将检测的结果及时发送到值班人员以便及时处理。在电网正常运行时,应发挥并网中逆变器的作用,使公共电网输出电流频率和并网系统保持一致,但刚出现较大相位差时,应及时对两者的差距进行检测,掌握电压电流的变化情况,分析并网系统中是否存在孤岛效应。该检测方式操作简便且能直观了解问题所在,应用度更高。
 
4结语
 
本文对风力发电与光伏发电并网的特点和发展现状进行了简单介绍,指出这两种新能源发电方式在实际运行调试中容易出现孤岛效应、可靠性和经济效益方面的问题。所以,要认真研究和全面掌握风力发电与光伏发电在并网实现中存在的问题及其原因,探析解决风力发电和光伏发电并网问题的措施,并不断加强对并网孤岛效应的检测、探究新型的有效配电系统、完善光伏和风力发电系统,促使我国电力事业健康稳定地发展。
 
参考文献:
 
[1]杨卫东,薛峰,徐泰山等.光伏并网发电系统对电网的影响及相关需求分析[J].2016(15):36.
 
[2]苗蒙.风力发电和光伏发电并网问题的探究[J].东北电力技术,2016(3):45-47.
 
[3]王喜龙.浅议风力发电和光伏发电并网问题[J].建筑工程技术与设计,2017(7):1633.
 
作者:张小雷 单位:中广核新能源投资(深圳)有限公司安徽分公司
(责任编辑:mac)
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