能源互联网背景下的光伏接入电网管理模式探索

能源互联网背景下的光伏接入电网管理模式探索

(江苏中弘光伏工程技术有限公司211103)

摘要:世界能源互联网技术趁着当代科学技术的飞速发展以新能源革命的形式发展起来,超高压输电技术与电网的智能化、清洁能源逐步发展为能源互联网的中坚力量,在此基础下,此文研究分析了大范围光伏系统接入电网的相关因素,通过制定规范化标准等手段对新能源系统进行管控从而更快的对新能源系统进行改革,使电网系统在光伏管控方面更加完善,从而适应国际能源互联网的趋势。

关键词:能源互联网;光伏接入;调控管理

一、全球能源互联网概述

2016年2月29日审核并通过的《加快“互联网+”能源建设的改进意见》中指出:能源互联网是一种互联网能源从产生到运输储存最后使用以及市场进一步融合的能源企业发展新局面,拥有智能化设施、多方面协调、数据对称化和需求与供应分散化以及能源系统扁平化等突出特点。刘振亚是我国电网公司的CEO,他认为世界能源互联网的本质实际就是超高压电网和智能电网以及清洁能源的结合,其中的关键是超高压电网其次是智能电网但这两方面都建立在清洁能源的基础上。能源互联网是其中最为关键的能源战略方针,它使得国内的能源革命速度增快,对新能源规范化成长更加适应,使能源的利用效率得到提高,加块能源的市场开放以及加强产业升级,使其成为一个新的经济增长点,加强能源的世界合作水平等等。作为能源互联网的关键组成元素之一,太阳能光伏发电在清洁能源发面的功劳可谓举足轻重,站在电网建设角度分析,太阳能光伏发电系统可以多个点分散式的接入电网,使清洁能源得到消纳,清洁能源的使用可以降低成本、减少了对人类生存环境的破坏,具有关键的经济和社会意义。

二、光伏发电系统的组成及并网方案

1.光伏发电系统的组成

光伏发电系统是由太阳能电池和阵列汇流箱以及交直流配电柜还有光伏并网逆变器四大部分所组成。这些组件中太阳能电池是基础设施,它是一种具有“光生伏打”效果的半导体。阳光的照射强度和电池板的面积大小都会对电流大小造成影响,他们之间成正比关系。其次具有汇流作用的是光伏阵列汇流箱,它能够将清洁能源电力先串联后并联最后转化为直流电,直流电经过逆变器后将转变为交流电然后并入主电网。除开关键的组成原件以外,还需要其他的装置系统对光伏并网的运行实施管控同时提高电能质量,例如接入系统设备和系统的通信监控设备还有无功调节设备以及电能质量监测等。

2.光伏系统接入配电网方案研究

方案一:使用共用变电站10kV间隔将光伏发电系统专线并入共用站,取消输出线路上其他的任何阻碍,为了控制系统是否运转还需在并网点处安装一个进线断路器。方案一主要适用于自发自用和余电上网型的新能源系统。站在供电方的角度分析此方案的优点为接线方便,发生问题时可以快速隔离,影响不大。

方案二:若在原先基本线路的其中随意一个点链接光伏系统即为将发电机制“T接”并入10kV的线路,此时此线路依旧可以为用户供电,虽然它只是原线路的其中一个分支,但现在它既是负载也是电源,怎样与原线路保护配合需要我们考虑。

方案三:光伏系统在用户站点的低压方向设置开关作为并网点,当10kV的专线用户低压进入系统后此专线依然可以以日常负载性质接入电网系统,用户可以自己控制设备。此方法可以满足用户在使用常规电网的同时使用新能源系统。对于自发自用和余电不上网的用户使用此方案非常合适。

三、光伏系统接入对电网运行的影响分析

1.光伏接入对继电保护的影响

站在现在的电力系统继电保护角度来看不难发现容量较小的光伏系统接入低压貌似不影响系统保护的正常运转,可是未来能源互联网发展成熟后包括光伏在内的各类清洁能源大规模的并网将会影响和改变系统的相关参数,比如短路阻抗等等。当系统故障时,光伏电源的存在会改变短路电流,这非常容易造成保护的灵敏性和选择性丢失。第二是在系统潮流方面对于方向性配合有着更高的要求。在未来能源互联网建成后,光伏发电系统将会占有更大的比例,必须有继电保护的协同,而且要同时满足多种电源的接入,要使特高压电网运转要求得到满足,形继而得到更加智能化和灵活化的继电保护系统。

2.光伏接入对供电网络电能质量的影响

受到天气光照强度等因素的制约对太阳能电力系统的影响较为明显,得不到恒定的能源转化会影响光伏系统的稳定而出现各种扰动,进而导致供电系统影响到用户的供电频率和电压而达不到标准的电能质量,从而影响到人们的日常生活和生产。通过使用电子逆变器和有源滤波器可以减轻普通电网接入光伏系统时对电能质量的影响,在未来世界能源互联网光速成长后,供电网络也许将使用源-网-荷-储的方式来互补达到协调发展的目的。

四、建立适应能源互联网的光伏管理新模式

我们应该以当前的管理理念为基本,采取以下几方面的措施改善光伏管理系统,目的是为了顺应世界能源互联网的发展趋势:

(1)建设全面有针对性的监管标准。在此标准下将能源都串联起来,通过《推进“互联网+”智能化能源发展的指导意见》的引导,研究太阳能开发利用技术的新标准应该成为电网企业的必修课,从而得到比较完善的技术标准体系,加快推进国际化发展,掌握世界能源互联网的高端技术。

(2)以最初的源为基本,深远的掌握能源互联网规划

现在背景下的能源与电力规划应重点发展全新的太阳能体系和耦合机制以及能源互联网规划的优化以及评级标准体制的建立和太阳能及储能等关键设备的规划与建设等等。

(3)更新电网调控运行管理模式。

提升系统管控技术人员的专业素养,以达到新能源进入主网运转的技术需求,开展包括新能源系统在内的各种故障演习,调查研究分析大规模光伏接入主网时对电力系统负载的影响。这就需要在供电方建立其规划、营销、运维、调度于一体的管控模式,全过程监控光伏系统的接入与电网的运行。

结语

清洁能源的高效利用在世界能源互联网发展的基础上,主要体现在太阳能光伏发电系统各种专业技术的实际应用。在国内已经有许多成功的案例证实了风和光等不同形式新能源的开发利用是具有实际意义的,在天津,市民的个人示范项目和各大小企业的规划已经得到全面的发展,国家电网和天津电力企业也将关键重点放在模式创新上,加强发展创新分散式的电力并网技术,使清洁能源能够安全且方便的并网并且达到100%的消纳,使其能够推动能源互联网的发展,同时使得人们的生活环境更加美好,使得世界能源充足和环境优美、天蓝地绿以及和平发展,这其中的根本依旧是解决环境问题如环境污染以及气候变暖等。

参考文献:

[1]汪湲,牟宏,许乃媛,等.能源互联背景下山东电网备用容量需求分析[J].山东电力技术,2016,43(10):18-24.

[2]黄志.能源互联网之智能光伏电站建设与运维探讨[J].大科技,2017(21).

[3]朱景洁,李亚东,蔡宏琨,等.能源互联网背景下光伏发电策略及其技术实现[J].太阳能,2017(8):28-30.

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