目前,對于大規模光伏發電,均采取并入大電網的方式。但光伏發電并入大電網后,往往因光伏部分的逆變器離散動作和發電間隙性的特點,在向電網輸送功率或被電網輸送功率時,都會造成整個電網系統電壓的短時或長時變化。
太陽能發電系統,特別是光伏系統,是將太陽光直接轉化為電能的裝置。這是通過半導體材料(通常是硅)吸收太陽光,使材料中的電子被激發,從而產生電流。
我們需要了解太陽能發電是如何連接到電網的。在住宅和商業光伏系統中,直流電需要通過一個裝置(被稱為逆變器)轉換為交流電,以便可以將其饋入電網。逆變器的工作原理是,它會在電網的電壓稍低于其設定的輸出電壓時開始供電,這被稱為"電壓源模式"。
我們需要考慮太陽能發電對電網電壓的影響。當光伏系統將電能饋入電網時,如果系統的輸出電壓高于電網的電壓,那么電網的電壓可能會上升。這就是為什么電網運營商需要精確地控制和平衡電網內的負載和發電量,以維持穩定的電壓水平。
電網電壓的上升并不總是問題。在很多情況下,電網可以容納一定程度的電壓上升,而不會影響其穩定性和性能。此外,現代的光伏逆變器通常具有一些高級功能,如電壓調節和反向功率流控制,可以幫助減輕電壓波動。
如果太陽能發電系統的規模過大,或者電網的容量不足,那么太陽能發電可能會導致電壓過高,從而影響電網的穩定性和繼電保護設備的性能。
對負荷特性的影響
光伏發電受環境影響較大,其發電功率會隨著光照增強而增大,一般狀況下,晴天光照時,其功率峰值一般處于日照強點,約為10-14點。而當光伏并網發電向大容量發展后,其負荷曲線也將發生變化。如在某光伏發電園區,其負荷峰值出現在9點左右,而在10-14點之間,等效負荷呈現為變小狀況。
對調度的影響
當前光伏發電還不成熟,自動化功能還不完善,進而使得其調度狀況難以隨著電網電壓、頻率等變化而變化。在原有的調度下,電網相關數據的變化,將直接導致電網可調度發電容量減少,進而導致電網控制及調度工作越來越難。
對電壓的影響
光伏并網發電向大容量方向發展,光伏發電在電網的饋線末端及終端接入狀況越來越多,而電網中存在反向潮流,進而使得光伏并網發電的電流在電網中將受饋線影響,產生壓降狀況,使得變電站側的電壓降低,而負荷側電壓與變電站側電壓處于不等狀態,進而使得負荷側電壓出現越限。此外,根據電壓與電流的關系,當光伏并網發電中電流出現變化時,電流勢必會隨之發生一定變化,而光伏并網發電的發電功率與光照狀況存在緊密關聯,進而會導致電壓波動更大,可能會引起電網中相關無功調節裝置出現頻繁動作,影響相關調節裝置使用壽命,影響電網運行安全。