风力发电和光伏发电并网问题研究

石烺峰 SHI Lang-feng

（武汉铁路职业技术学院，武汉 430205）

摘要： 随着我国社会水平的提升，经济步伐的推进，我国的电力事业也在这个过程中得到了较大程度的发展。其中，光伏发电和风力风电是两种类型较为特殊的电力，且其同常规使用的能源类型存在较大的差异。

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关键词 ： 风力发电；光伏发电；并网问题

中图分类号：TM614 献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）03-0036-02

作者简介：石烺峰（1986-），男，湖北黄冈人，专任教师，助教，电子信息工程（物理电子学）专业。

0 引言

风力发电是根据自然界的风力进行供电的一种方式，而光伏发电是直接对太阳能进行使用的一种方式，对于这两种新型能源提供方式来说，其对于我国能源的节约以及环境的保护都具有积极的意义。但是，由于这两种能源同我国传统使用的能源类型相比具有一定的差异，就使其在实际调度以及运行的过程中难免会存在一定的问题，对此，就需要我们能够对这部分问题产生的原因进行良好地掌握，从而更好地找寻解决的办法。

1 风力发电和光伏发电并网过程中所存在的问题

对于光伏以及风力发电来说，其所具有的发电功率波动都较大，且具有较大的不确定性。对于使用风力以及光伏发电，容量较大的系统就需要具有更高的发电备用容量以及输电网络容量。但是，即使具备这部分条件其在并网的过程依然会出现一定的问题：

1.1 孤岛效应 所谓孤岛效应，就是如果电力企业在实际供电的过程中由于维修以及出现故障而使电力出现了中断的现象，那么用户端的发电系统却不能够及时地对这种停电行为进行检测，从而将自身切离市电网络，进而将周围的光伏以及风力发电网络形成一种脱离电力企业掌控的一个孤岛，而出现这种情况的频率也会随着光伏以及电力发电量的增大而增大。如果出现了这种孤岛效应，那么就很可能对电力企业线路的维修以及工作人员造成威胁；使配电系统中的保护开关动作程度受到影响，并很可能会由于出现较大的冲击电流而对电力系统中设备的安全运行造成威胁；因为孤岛区域所存在的频率以及电压的波动性使系统设备受到危害等等。

1.2 可靠性问题 对于光伏以及风力发电方式来说，其在实际应用过程中还存在着一定的不可靠性，其主要表现为：首先，当电力系统出现停电情况时间，就会使光伏以及风力发电工作也会暂停，不能够良好地提升供电工作的可靠性；其次，如果两者在继电保护方面没有进行良好的落实，那么也会使继电保护出现误动作的情况，也会对可靠性产生影响；最后，如果在安装环节中没有选择好两者的连接方式以及安装地点，也会对整个系统的可靠性产生影响。而对其产生影响最大的就是风速灰根据天气所存在的随机性，以及光照根季节以及天气所存在的不稳定情况，从而使通过这两种方式进行供电的系统电压情况变化较大，不能够使我们很好地对其进行预测。

1.3 电网效益问题 对于光伏以及风力发电方式来说，其在接入系统之后可以将配网中原有的部分设备变成备用以及闲置的状态，比如在这两种发电方式运行的过程中，同配电系统相连接的电缆线路以及配电变压器往往会由于自身所具有的负荷情况较小而出现轻载的情况，从而直接使配电设备成为两种新能源发电方式的备用设备，进而造成整个配电网的成本增加、效益降低的情况。

2 风力发电和光伏发电并网问题的解决措施

2.1 构建风力发电和光伏发电系统的研究验证环境

2.1.1 建模研究与验证环境 对于风力发电和光伏发电系统来说，需要能够首先对其发电系统的特性进行研究，并在相应的电力分析软件中对这两种发电系统建立起全面的动态以及静态模型，并将光伏发电同控制器的两种特性进行全面的比较，并在比较的基础上建立起一套完善且全面的风力发电和光伏发电控制系统模型，从而通过在电力软件对这两种发电系统所具有的供电能力进行计算的基础上，为后续风力及光伏发电的验证以及测试打好基础。

2.1.2 仿真实验环境 在对风力及光伏发电系统进行建模研究之后，也需要能够适时地对风力及光伏发电典型的案例进行研究，并对典型案例的发电系统、运行方式、故障场景以及对其进行控制的措施进行研究分析，之后再对这部分案例进行仿真计算，从而能够通过这种方式不断地积累相关经验，并以建立专门数据库的形式将这部分成功的参数以及做法为后续工作的开展作出保障。

2.2 深入研究风力及光伏发电系统同电网共同作用的机理 当风力及光伏发电网络通过微网的方式同电网进行连接之后，两者间所具有的作用情况则是十分复杂的，且会对电网的运行特性产生较大的影响。而对于这种情况来说，则需要能够通过全新的方式对影响情况进行分析，并且需要通过全新的分析方式对配电系统的稳定性以及同微网之间的影响进行研究，从而通过这种形式来找出主网同微网之间所存在的本质区别以及发展的方式。

2.3 研究新型配电系统的方式 在对风力及光伏发电并网工作所具有的特点进行一定的掌握之后，则需要对配电系统的方法以及规划理论进行一定的研究。首先，需要找出风力及光伏发电电源的优化位置、容量以及选址情况，从而以此为基础进一步地对风力及光伏发电的控制方式、并网方式以及接入位置等等进行研究，并更好地分析电网对于电压波动以及电压谐波所产生的影响。而在实际开展规划的过程中，也需要能够充分地对风力及光伏发电在电网运行过程中的合理性进行考虑，并对其影响进行评估，从而在电力系统的层面上保证整个配电网络能够以一种环保、经济、安全的方式运行。

2.4 风力及光伏发电电网运行的控制设备及技术

2.4.1 对于光伏发电系统而言，其通过微网接入到系统之中，从而以一种非常彻底的方式对系统故障原有的特征进行了改变，而这也会使电网在出现故障后一系列电气量方面具有了非常复杂的变化，而以往经常使用的故障检测方法以及保护方式也会因此而受到较大的影响，对此，就需要我们能够努力地根据实际情况，在今后不断地研究新的电网保护方式以及新技术。

2.4.2 当整个电网系统出现故障时，并网分布式电源则会同主网断开，并能够继续以独立运行的方式向本地符合继续进行供电。而面对这种情况，为了能够更好地保障用电的质量以及安全，就需要我们能够及时地对这种孤岛情况进行检测，并对这种孤岛同系统所分离的部分实行适合的调控措施，并在整个系统故障解决、恢复运行之后再继续以并网的方式运行。同时，还需要我们能够努力研制出更及时、更准确的孤岛检测方式，以及在紧急状态下对于孤岛进行划分的优化技术，从而能够在系统产生故障时能够更好地对故障进行切除、更好地恢复供电。

3 结束语

总的来说，电力是我国目前社会以及经济发展过程中非常重要的一个环节，而风力及光伏发电则更是保障我国电力事业良好发展、保护我国环境以及能源的有效方式，需要我们能够对其引起充分的重视。在上文中，对于风力及光伏发电的并网问题以及解决措施进行了一定的研究分析，而在实际操作的过程中，也需要能够充分地联系实际，并以新知识、新技术的应用来保障风力及光伏发电技术能够更好地为我们所服务。

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