引言
要实现“碳峰值、碳中和”,就必须从根本上解决问题,从源头着手,推动产业结构调整,加强对能源的保护,做好污染防治。我国目前正大力发展新型能源,以适应我国煤炭产能的调整、调整工业结构、促进煤炭消费。业内人士认为,“碳中和”并不是能源结构的问题,因为碳中和关系到整个行业的各个方面,都会对整个产业链的重组产生深远影响。
1新能源发电并网对电能质量的影响分析
1.1对配电网安全性方面的影响
分布式光伏发电并网会对配网的安全性产生一定影响,因为分布式光伏发电将会改变电流的流向、分布特征,从而使电力系统由辐射型向多源供电模式过渡。在继电保护中,当并网系统出现短路时,主电源和各分布式光伏电站会将电流注入短路点,使电网的电流在短时间内迅速增加。所以,当分布式光伏发电与配电网络连接时,会出现电流反向现象,从而引起继电器的故障。若不能与输油配网的保护设备配套,在其他并联分支线路中出现误动,则会使漏电区域增大。在并网的过程中,保护范围会随着保护范围的减小而发生保护拒动,保护切除故障的持续时间,保护动作的选择性丧失。
1.2并网对配电网电压产生的影响
在原有的电网结构中,将馈线的传输概率降低,馈线的不同节点也会受到影响,从而导致电压发生偏移、升高,严重时会导致系统运行失效。分布式光伏发电,与环境息息相关。就拿日间来说,只要有足够的光线和稳定线路,就可以提高节点的电压。但若在并网时接入终端,则会使网络中的节点电压幅度超过常规的参数。技术人员要进行综合管理,合理安排接入模式,确保供电系统稳定运行。
1.3对配电网谐波的影响
通过电网的连接,电流流入逆变器,实现电流、电压和频率幅度的控制和输出。在并网之后,由于非线性器件会产生谐波,从而影响电网的稳定运行。电力系统中的谐波会对电力系统的品质造成很大影响,而在分布式光伏发电的并网过程中,出现谐波是与并网目标背道而驰的,必须保证电力供应的稳定和高品质,而当谐波并网时,电压和电流的变化就会产生巨大的变化,如果频率降低,势必会造成线路损耗,造成电网容量的浪费。面对这样的状况,必须采取一种合理的方法来处理。
2新能源发电并网对电能质量的影响优化措施
2.1加强并网设计
光伏发电并网技术被应用于电力系统中,为保证顺利发电,要对整个系统的并网加强设计,尤其注意协调管控。光伏发电需针对直流配电落实监控,在阵列中完善子系统和光伏模块,对三相交流和电压进行控制,同时要搭建适宜的并网设施。并网设计的完善应从以下方面入手:
(1)要选择型号合适的主设备,尤其要重视科学选择逆变器装置,应保证其容量大小满足需求。若逆变器装置的容量较小,则光伏发电过程中的电力系统容易被谐波冲击导致发电质量下滑;若逆变器容量太大,则设备成本偏高,会给整个电力系统的造价增加压力,工作人员需参考实际发电量需求来控制单台装置的额定容量指标。
(2)控制逆变器设备的欠电压状态和过电压状态,同时也要实施频率保护。在光伏发电的相关组件当中,逆变器应直接连接直流配电的监测功能模块,以防止电池将太阳能转化为电能过程中出现电流异常问题,确保逆变器的稳定运行,电流与电压的数值要高效、实时传送到逆变器位置,以便及时控制,维持光伏发电的良好状态。
(3)在单台逆变器选择之后还要对其布局结构进行科学设计,可以设置为分层结构,保证整体布置支持高效执行光伏发电。一般而言,最上层为逆变室结构,下层布置为配电室,设计结构时还要考虑计算机系统的控制,应保证在进行光伏发电时可以有效监控电池发电量及变压器的两端电压情况,同时收集温度信息,全面控制电流的温度与铁芯线位置温度。
(4)综合把控系统的运行水平,在升压变压器运行的模块中设置高温保护装置,其可以保护整个光伏发电系统的安全,在高低压开关柜的位置也应对监测及保护装置实施有力部署,以防止出现过电流或过电压问题,安装监测装置辅助保护,配置规格适宜的电容器开关,避免电流水平过高、电压不足及频率出现较大幅变动等现象,灵活调节可能出现的反接、负载过大及“孤岛效应”问题,排除逆变器所有可能引起故障的隐患,在发生不良情况时能快速落实隔离防护。
2.2控制光伏板开关转换
对于电力系统中光伏发电并网技术的应用,还要注意对光伏板开关转换进行控制。其主要指精确把控电网结构中光伏板的输出功率,以保证电力系统运行的稳定性。实际控制时先要基于发电需求跟踪定位光伏板的最大功率点,再借助最大功率点跟踪技术调整光伏板发电的工作轨迹,主要考虑环境温度与外部光照强度的影响,确保光伏板在任何条件下都能最大化地生产并输出电能。控制光伏板开关转换的过程中,不能忽视维护电力系统运行的安全与稳定,光伏板的电气特征是具有一定惯性,其可以对开关装置进行快速切换,从而引起瞬时电流和电压的变化,这会给电网的稳定运行带来危害,同时光伏板本身也会出现一定损害,影响电能生产的品质。在这种情况下,制订控制开关的策略要考虑动态影响因素,避免光伏板电能输出时对电网的产生不利作用。此外,光伏板还应与电网中的其他管理系统相互协同运行,在控制转换开关时采用高度集成策略,如结合储能系统或需求响应系统的信息来调整开关,以提高电网运行时的能源利用率。
2.3科学设置逆变模式
光伏发电的电力系统中,逆变模式的设置应适应直流交流转换及电网同步的要求,目前电网运行广泛运用的逆变模式主要有两种,其可以在系统中灵活切换,一种是独立逆变的模式,另一种是并网逆变模式。具体设置时技术人员应先有效检测太阳能电池、蓄电池、电网各环节的状态,确保电压处于合理范围内,保证后续整个发电过程的稳定推进。逆变器在并网发电过程中也会结合交流负载的实际需求来调整输出电压,若负载功率不达到要求,则会在检测后发送指令进行逆变模式的调控,将原本并网逆变状态快速转换为独立逆变的形式,持续为负载提供需要的电能,避免出现供电间断或短暂停止的问题,在持续供电的过程中也能完成电网负载功率修复,之后再重新设置成并网逆变的模式,避免电力系统受到较强的谐波冲击,减少光伏发电过程中的能源损耗。
结束语
光伏发电对电力系统的继电保护、电能稳定生产及通信管理都会产生一定影响,因此在运用光伏发电并网技术时,要综合考虑各方面要求。根据文章分析可知,电力系统中光伏发电并网技术的应用要点包括加强并网设计、强化无功补偿、控制光伏板开关转换、科学设置逆变模式等,可提升光伏光伏并网的安全性。
参考文献
[1]张春腾.屋顶分布式光伏发电并网技术的应用研究[J].光源与照明,2023(11):123-125.
[2]项瑜.光伏建筑一体化形式的比较及其对城市热环境的影响[D].天津:天津大学,2022.
[3]王中秋,李钢.微网中光伏发电系统的储能控制研究[J].电网与清洁能源,2018,29(10):7-10.