光伏发电并入坚强智能电网的研究

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1、光伏发电并入坚强智能电网的研究摘要：文章介绍了太阳能发电的两种方式和坚强智能电网，论述了分布式光伏发电并网系统与集中式光伏发电并网系统及应用，从电能质量、孤岛效应、低电压穿越、电能计量方式等方面探讨了光伏发电在并网时对电网造成的影响，提出了相应的建议。关键词：光伏发电系统；坚强智能电网；光伏并1概述近年来，全球资源正在以惊人的速度被消耗，而环境污染也越来越严重，如何保证高质量的和稳定的电能输送给用户，这对电力行业来说既是机遇也是挑战。中国的能源分布是不均匀的，电力需求旺盛的是中东部地区，但能源资源主要分布在西

2、部、西南和北部，能源资源与需求很难实现优势互补，所以发展清洁能源是减少资源消耗和保护环境的最佳选择，风能、海洋能、生物质能、太阳能、地热能等都属于清洁能源，太阳能是应用最广泛的清洁能源［1］，据统计，我国陆地表面每年有大概14700万亿千瓦时的能量来自太阳福射，与4.9万亿顿煤燃烧时放出的热量相同，大概有上万个三峡电站发出的电量。2光伏发电与坚强智能电网太阳能发电有两种方式：太阳能热发电和光伏发电。太阳能热发电效率低，主要利用的是太阳能产生的热量，而光伏发电的原理是一种基于物体在光照下产生电动势的半导体光生伏

3、特效应，是一种将光能直接转换成电能的技术。光伏发电系统通常由太阳电池组件、控制器、逆变器等构成。在中国光伏发电技术相对成熟，适合广泛推广和使用。太阳能热发电现在仍然主要是在研究和示范阶段，需要相对高的成本，规模的使用仍然需要时间，所以光伏发电占重要地位。我国对坚强智能电网的定义是：特高压电网作为主干网架，在通信信息平台上，各级电网协调发展，电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节都具备信息技术、自动化和交互功能，包含所有电压等级，成为“电力流、信息流、业务流”相融合的现代电网［2］。每个国家对智能

4、电网的定义是不同的，但对智能电网的基本要求是一致的，也就是说，电网应该更强大、更智能。智能电网与传统电网的较大区别是智能电网支持分布式电源的大量接入，能够实现各项功能的有机融合与科学配置，光伏电站属于分布式电源，太阳电池组件发出的是直流电，通过逆变器可以转换为符合要求的交流电，此交流电条件满足时可以直接或升压后接入智能电网，在夜晚阳光不充足或用电低谷时，负载由电网供电，当阳光充足或用电高峰时，光伏发电可以向电网输送电能，达到光伏发电“即发即用”的智能控制，实现光伏发电的用户与智能电网的双向连接，对电网起到削峰

5、填谷的作用，最终实现对电能的有效管理。智能电网是世界能源产业发展和变化的最新趋势，是未来电网的发展的目标。3光伏并网的两种形式在光伏发电系统中，只要逆变器输出的正弦电流的频率与智能电网电压的频率相同、正弦电流的相位与智能电网电压的的相位相同就可以实现并网，有两种主要类型的光伏发电并网系统，分别是分布式并网和集中式并网。分布式并网主要是接入低压配电网，解决的是居民用电问题，通过配电网来调整多余或不足的电能，光伏电站等清洁能源可以与常规能源或其他清洁能源一起接入智能电网，作为微网和智能电网的有效接口，特殊情况时也

6、可以脱离电网独立运行，比较适用于用户、城区等小规模光伏发电系统［3］。20世纪90年代以来，美国前后制定了很多支持光伏发电并网系统的政策，随着科研的投入，并且预计在4年后，光伏发电的安装容量会有36GW，每年会连续持续增长。在日本，到2004年底，安装太阳能屋己达到20万户住宅，在2004年一年就有5万多套用户都安装了光伏发电并网系统。集中式光伏并网应用在太阳能资源丰富的荒漠地区，电能直接接入中压或高压大电网系统实现并网，向远距离负荷进行供电，二次设备的投入会相对比较大，无功功率和电压控制可以很容易地进行，更

7、容易实现电网的频率调节，但是，在并网时需要依赖长距离输送线路，对电网来说会成为一个比较大的干扰源，同时还存在无功补偿、线路损耗等问题，在大容量的光伏并网系统中，多台变换装置的协同工作也需要统一管理，还需要有待进一步研究。到2005为止，德国Espenhain的太阳能电站是世界上装机容量最大的光伏发电站，里边有3万多个太阳能电池组件，于2004年9月开始正式运行。在智能电网规模快速发展的同时，美国、日本、欧洲等国家非常重视光伏发电系统及并网的研发和创新，近年来，我国在大规模清洁能源并网方面也加大了投入，传统电网

8、会向着光伏发电并网系统的形式转变，光伏发电并网系统会促进电网向更强大、更智能的方向发展。4光伏发电并网对电网的影响光伏发电作为清洁能源，与传统的水力发电、火力发电相比在很多方面都有所不同，在并网时对电力系统会有一定的影响。4.1电能质量电能存在着严格的质量标准，如果电能质量不达标，将会给国民经济和人们的日常生活带来损失。光伏发电系统的规模和数量有所不同，并且随着温度、曰照、季节的不同具有波动性、间歇