談風力發電及光伏發電并網問題

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摘要：風力發電和光伏發電都是利用可再生清潔能源進行發電的方式，對于緩解我國環境和資源問題具有十分重要的作用。但是，這兩種新能源發電方式在實現并網以后，實際運行和調度過程中難免會存在一些問題。基于此，需要認真研究風力發電和光伏發電并網的特點與現狀，聯系實際分析并網運行中存在的問題，運用新知識、技術解決，確保風力發電和光伏發電技術能為電力事業整體發展提供可靠保障。

關鍵詞：風力發電；光伏發電；并網

風力發電是利用自然界風力將其轉變為電能的發電形式，光伏發電則是直接將太陽能資源轉化為電能。這兩種供電方式清潔無污染，在保護自然環境和節約資源方面起著十分積極的作用。但在和電網并網以后實際運行調試中還是會出現一些問題，這些問題的存在會影響整個電力系統的運行可靠性。應加強對并網系統的研究，強化技術創新，制定針對性的解決方案才能確保供電的安全。

1風力發電與光伏發電并網的特點和現狀

1.1并網風力發電特點和現狀

并網型風力發電指的是將風力發電系統和市政電網實現并網以后，在市政電網發電的基礎上利用風能這種可再生清潔能源作為電力系統供電的一種補充。利用風能這種清潔能源，可降低對周圍環境的污染。風能可實現循環利用，提高了資源的利用率，降低對不可再生能源的消耗。但是，該發電形式在實現和市政電網并網以后，受風力資源自身特點的限制，比如，風速的不穩定使得監管部門無法及時獲取風力資源變化信息，加上技術不夠成熟不能提前儲存大量風力資源，就會在需要用電時影響風力發電的效果和電網的正常運行。未來對于并網型的風力發電有很好的前景，需進一步加大對風力發電及其并網的投入和研究。

1.2并網光伏發電特點和現狀

并網型光伏發電指的是將太陽能光伏發電與電力系統連接起來組成并網型發電系統，可以為電力系統提供無功和有功功率，實現光熱資源向電能資源的轉換，并利用變壓器將變成和電網相一致的電壓，使得電能在電網中正常傳送。光伏發電不需要蓄電池，就減少了資源的消耗和對環境的污染，同時，可實時供電，運行也更加安全和環保，且操作起來簡便，具有很高的經濟和社會效益。但光伏發電同樣會受到環境和技術因素的影響，在未來還需加大資金方面的投入，加大技術研究。

2風力發電和光伏發電并網中存在的問題

2.1并網過程中容易出現孤島效應

并網過程中的孤島效應指的是電網中某個區域中設置有電流通路，但是實際運行時沒有電流通過，比如，電網系統維修不當或故障一直沒有解決而導致電力失壓，用戶端不能及時該故障導致用戶端的供電系統切出市政電網，使得風力發電和光伏發電系統與電網形成了一個供電孤島。孤島效應發生的主要原因和風力發電與光伏發電的總容量太大而影響了用戶端的供電質量，孤島區域會產生較強的電壓和額沖擊電流，在電壓和電流的作用下會損壞電力設備，還會影響配電系統的整體運行。所以，一般會設置預防孤島效應的設施措施，包括對電網的電壓、頻率變化裝置進行檢測、加強對電網頻率移位、流過電流的阻抗、相位跳躍、相位諧波和不穩定電流等的監控等。風力發電與光伏發電的增多會對電力系統孤島效應產生越來越多危害，只有研究從根本上可以解決孤島效應的技術措施，才能確保電力系統的穩定運行。

2.2自然環境影響并網的可靠性

影響風力發電和光伏發電并網可靠性的因素有很多，其中，風速、光照等自然因素因為其本身就具有很大的不確定性、隨機性，所以對于風力發電和光伏發電的影響更大。比如，風速的不可控導致風力發電的頻率波動變大，在實現和電網并網后會影響整個電力系統運行時電壓、頻率的穩定。在并網初期易產生電壓諧波，當風速變化太快時，還會導致風電場及其臨近電網電壓出現閃變現象，嚴重影響電力系統的安全可靠。在光伏發電方面，光伏發電的效果受到日照時間、強度、溫度和季節、濕度等因素的影響，使得光伏發電機組發電功率波動性較大，很難在并網后和風力發電系統配合，最終影響電力系統運行的安全可靠。

2.3發電機組制作技術影響并網可靠性

風力和光伏發電技術都是從國外引進的先進技術，但是，在利用這些技術和自發研究方面還不夠成熟。關于風力發電和光伏發電機組運行不管在理論上還是在實際設計制造方面，存在不科學不合理的地方，在利用這些新技術時，也存在一定的盲目性和不確定性，從而影響了風力發電和光伏發電的可靠，在實現并網以后，導致整個電力系統的運行也受到影響，隨著發電容量的增加而降低系統的穩定性。另外，在有關并網運行方面出臺了相關標準，但是，和發電機組運行可靠性評估有關的措施并沒有得到有效落實，實施的規范中未包括發電系統運行安全可靠性的測試，這和風電機組和光電機組制造企業重視經濟利益而忽視產后運行問題有關，所以，對機組運行的安全可靠性研究被淡化，以至于影響風電機組和光電機組運行的安全可靠，使并網后電力系統運行安全問題更加突出。要加大對風力發電機組和光伏發電機組的技術研究，盡量開發出適合我國國情的可以有效提高風電機組和光電機組運行可靠性的制造技術，并全面掌握新技術，才能降低風電和光電并網后對系統運行可靠性的影響。另外，還要不斷完善和系統運行可靠性檢測相關的標準，加強對風力并網和光電并網后運行可靠性的監管。

2.4增加企業經濟負擔，影響效益

風力發電與光伏發電的可靠性較差，但是，這兩種發電方式和綠色環保的理念相符合，所以是未來全世界范圍內重點發展的供電形式。為了充分發揮這兩種發電方式的優勢，使其在實現和電網并網以后能安全穩定地運行，要對其中的一些問題進行分析和解決。從經濟角度來看，這兩種新能源的應用與發展會影響傳統發電形式，導致不少火力發電廠及其設備被閑置造成了不少的經濟損失。此外，由于風力發電和光伏發電并網以后也容易出現故障，后期對設備的維修養護需要投入不少人力物力，使得電力企業的成本增加，影響企業的經濟效益。

3風力發電與光伏發電并網解決措施

3.1探究有效的新型配電系統

從配電系統發展完善方面來看，應根據風力發電和光伏發電并網后的運行特點探究更加有效的新型配電系統，加強理論研究的同時，還要實地考察風力發電與光伏發電電源位置和方向，研究兩者的容量、并網方式是否科學合理，或減少因為容量過大或并網連接不合理而引起的電壓諧波和電壓波動問題。在未來，應合理規劃并網電力系統，以確保風力發電與光伏發電并網后電力系統運行的安全可靠。

3.2完善光伏和風力發電系統

在光伏發電系統和風力發電系統并入到市政電網以后，由于改變了原有電力系統運行特征，所以在實際運行中容易出現故障問題，且這些故障大部分是電氣量方面的故障，是因為風力發電系統和光伏發電系統電容量過大引起的。但因為風力發電和光伏發電本身具有較強的不確定性和不可控性，導致這些故障也變得更加復雜好多變，給電網運行檢測工作帶來很大的困難，影響電力系統的穩定運行。這時，就需要電力企業結合電網實際情況加強對相應并網系統保護方式的研究，并采用新的科學技術使光伏和風力發電系統得到完善。對于風力發電系統而言，應該集中化投產，將風電項目設置在風力資源豐富的區域，但是，離電負荷中心距離較遠，輸電線路建設較長，且受到通道斷面的限制。需要重新科學合理地規劃與設計整個電力系統，使風力發電機組并網中減少次同步振蕩的問題，可以有效避免對風電機組設備的損壞，避免對整個電力系統運行穩定性產生嚴重的影響。

3.3加大對并網孤島效應的檢測力度

在并網逆變器負載影響下，并網時可能出現斷電發生的反向輸出電壓頻率，這時，逆變器輸出頻率出現較大誤差，長此以往就會出現孤島效應。為此，應以逆變器輸出頻率為基礎，利用檢測設備檢測頻率偏移情況并將檢測的結果及時發送到值班人員以便及時處理。在電網正常運行時，應發揮并網中逆變器的作用，使公共電網輸出電流頻率和并網系統保持一致，但剛出現較大相位差時，應及時對兩者的差距進行檢測，掌握電壓電流的變化情況，分析并網系統中是否存在孤島效應。該檢測方式操作簡便且能直觀了解問題所在，應用度更高。

4結語

本文對風力發電與光伏發電并網的特點和發展現狀進行了簡單介紹，指出這兩種新能源發電方式在實際運行調試中容易出現孤島效應、可靠性和經濟效益方面的問題。所以，要認真研究和全面掌握風力發電與光伏發電在并網實現中存在的問題及其原因，探析解決風力發電和光伏發電并網問題的措施，并不斷加強對并網孤島效應的檢測、探究新型的有效配電系統、完善光伏和風力發電系統，促使我國電力事業健康穩定地發展。

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作者：張小雷 單位：中廣核新能源投資（深圳）有限公司安徽分公司