目前,對(duì)于大規(guī)模光伏發(fā)電,均采取并入大電網(wǎng)的方式。但光伏發(fā)電并入大電網(wǎng)后,往往因光伏部分的逆變器離散動(dòng)作和發(fā)電間隙性的特點(diǎn),在向電網(wǎng)輸送功率或被電網(wǎng)輸送功率時(shí),都會(huì)造成整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)電壓的短時(shí)或長(zhǎng)時(shí)變化。
太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng),特別是光伏系統(tǒng),是將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。這是通過(guò)半導(dǎo)體材料(通常是硅)吸收太陽(yáng)光,使材料中的電子被激發(fā),從而產(chǎn)生電流。
我們需要了解太陽(yáng)能發(fā)電是如何連接到電網(wǎng)的。在住宅和商業(yè)光伏系統(tǒng)中,直流電需要通過(guò)一個(gè)裝置(被稱為逆變器)轉(zhuǎn)換為交流電,以便可以將其饋入電網(wǎng)。逆變器的工作原理是,它會(huì)在電網(wǎng)的電壓稍低于其設(shè)定的輸出電壓時(shí)開(kāi)始供電,這被稱為"電壓源模式"。
我們需要考慮太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)電網(wǎng)電壓的影響。當(dāng)光伏系統(tǒng)將電能饋入電網(wǎng)時(shí),如果系統(tǒng)的輸出電壓高于電網(wǎng)的電壓,那么電網(wǎng)的電壓可能會(huì)上升。這就是為什么電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商需要精確地控制和平衡電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)載和發(fā)電量,以維持穩(wěn)定的電壓水平。
電網(wǎng)電壓的上升并不總是問(wèn)題。在很多情況下,電網(wǎng)可以容納一定程度的電壓上升,而不會(huì)影響其穩(wěn)定性和性能。此外,現(xiàn)代的光伏逆變器通常具有一些高級(jí)功能,如電壓調(diào)節(jié)和反向功率流控制,可以幫助減輕電壓波動(dòng)。
如果太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模過(guò)大,或者電網(wǎng)的容量不足,那么太陽(yáng)能發(fā)電可能會(huì)導(dǎo)致電壓過(guò)高,從而影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性和繼電保護(hù)設(shè)備的性能。
對(duì)負(fù)荷特性的影響
光伏發(fā)電受環(huán)境影響較大,其發(fā)電功率會(huì)隨著光照增強(qiáng)而增大,一般狀況下,晴天光照時(shí),其功率峰值一般處于日照強(qiáng)點(diǎn),約為10-14點(diǎn)。而當(dāng)光伏并網(wǎng)發(fā)電向大容量發(fā)展后,其負(fù)荷曲線也將發(fā)生變化。如在某光伏發(fā)電園區(qū),其負(fù)荷峰值出現(xiàn)在9點(diǎn)左右,而在10-14點(diǎn)之間,等效負(fù)荷呈現(xiàn)為變小狀況。
對(duì)調(diào)度的影響
當(dāng)前光伏發(fā)電還不成熟,自動(dòng)化功能還不完善,進(jìn)而使得其調(diào)度狀況難以隨著電網(wǎng)電壓、頻率等變化而變化。在原有的調(diào)度下,電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)的變化,將直接導(dǎo)致電網(wǎng)可調(diào)度發(fā)電容量減少,進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)控制及調(diào)度工作越來(lái)越難。
對(duì)電壓的影響
光伏并網(wǎng)發(fā)電向大容量方向發(fā)展,光伏發(fā)電在電網(wǎng)的饋線末端及終端接入狀況越來(lái)越多,而電網(wǎng)中存在反向潮流,進(jìn)而使得光伏并網(wǎng)發(fā)電的電流在電網(wǎng)中將受饋線影響,產(chǎn)生壓降狀況,使得變電站側(cè)的電壓降低,而負(fù)荷側(cè)電壓與變電站側(cè)電壓處于不等狀態(tài),進(jìn)而使得負(fù)荷側(cè)電壓出現(xiàn)越限。此外,根據(jù)電壓與電流的關(guān)系,當(dāng)光伏并網(wǎng)發(fā)電中電流出現(xiàn)變化時(shí),電流勢(shì)必會(huì)隨之發(fā)生一定變化,而光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)電功率與光照狀況存在緊密關(guān)聯(lián),進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致電壓波動(dòng)更大,可能會(huì)引起電網(wǎng)中相關(guān)無(wú)功調(diào)節(jié)裝置出現(xiàn)頻繁動(dòng)作,影響相關(guān)調(diào)節(jié)裝置使用壽命,影響電網(wǎng)運(yùn)行安全。