光伏发电系统的优化运行方法分析

潘少峰

摘　要:随着电力系统的发展ꎬ系统中已经并网的光伏的装机容量逐年扩大ꎬ当大规模的光伏电站接入电力系统后ꎬ如何优化系统运行和消纳光伏发电是电力系统现代化发展面临的重要调整ꎮ光伏的出力具有波动性和随机性ꎬ系统面临着一定的安全稳定运行压力ꎬ文章主要对光伏发电系统的优化运行方法进行了分析ꎮ

关键词:光伏ꎻ发电系统ꎻ优化运行　大　ꎬ对于系统运行带来了较大的挑战近年来ꎬ电力系统中并网的新能源的装机容量逐步扩ꎮ光伏作为重要的能源形式ꎬ由于其具有节能减排ꎬ取之不尽的特性深受喜爱ꎬ未来光伏发电在我国的应用范围将会进一步扩大ꎮ与此同时ꎬ光伏出力的随机波动性也给电网运行带来一定的影响和挑战ꎬ系统面临一定的运行压力ꎬ直接关系到电力系统的安全稳定运行ꎬ为此文章首先分析了光伏的出力ꎬ并分析了光伏并网对电网的影响ꎬ最后对光伏并网优化运行进行了分析ꎬ并介绍了储能装置在光伏发电系统优化运行中发挥的作用ꎮ

一(、光伏发电系统

光伏出力的大小与光伏电池板所接收到的太阳光照强一)光伏发电系统的出力特性

度具有直接的关系ꎬ由于太阳光照强度处于不断变化之中ꎬ故光伏出力也时大时小ꎬ呈现出较大的波动性ꎮ一般而言ꎬ光伏在白天的出力较大ꎬ而夜间由于光照强度为零ꎬ光伏出力也为零ꎮ光伏出力的这一显著的波动性也给系统的自动发电控制系统带来了一定的挑战ꎮ由于系统要保证稳定运行ꎬ要做到的是保证系统的功率动态平衡ꎮ系统中的负荷在随时变化ꎬ故系统中都配备了自动发电控制系统ꎬ以应对系统中的负荷的不确定性ꎮ但当系统中接入了光伏电站后ꎬ由于光伏出力也具有不确定性ꎬ故系统需要设置更多的旋转备用容量ꎬ以应对系统的不确定性ꎬ这也就提高了对自动发电控制系统的要求(ꎮ

太阳能作为一种可以持续利用的能源二)光伏发电系统的应用现状

ꎬ还具有清洁性的优点ꎬ逐渐成了一种最佳的可代替资源ꎮ随着对太阳能资源的不断利用和发展ꎬ我国并网光伏发电系统的装机容量也不断增加ꎮ同时我国的太阳能资源分布较广ꎬ然而在地域的分布上还是存在一定差异的ꎮ对于全年的太阳辐射总量来说ꎬ西部和北部偏高ꎬ东部和南部偏低ꎬ但是大体上遵循上述特点ꎬ同时与纬度高低成反比关系ꎮ

二(、当光伏电站接入电力系统之后一)光伏发电系统的优化运行方法光伏发电系统的优化调度

ꎬ可以对光伏发电系统进行优化调度ꎬ提高光伏并网运行的经济性和安全性ꎮ在光伏发电系统的优化调度模型中ꎬ可以以系统的光伏消纳电量最大为目标函数ꎬ同时在光伏消纳优化调度模型中ꎬ常规的约束条件包括系统的有功功率平衡约束、各个节点电压在合理的范围之内ꎬ各线路的潮流在允许的载流量范围之内等ꎮ除此之外ꎬ对于系统中并网的光伏ꎬ应根据各个光伏电站的具体装机容量ꎬ具有一定的出力上下限约束ꎮ此外ꎬ常规火电

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机组应该满足一定的机组爬坡约束ꎬ如式(１)所示ꎬ因为光伏的出力具有一定的间歇性ꎬ常规火电机组应该能够追随光伏发电的实时变化ꎬ以保证系统的功率实时平衡ꎮ

{

ＰＧꎬｉꎬｔＰ－ＰＧꎬｉꎬｔ－１≤ＰｕｐＧꎬｉꎬｉ∈ＮＧ

Ｇꎬｉꎬｔ－１在上式(１)－ＰＧꎬｉꎬｔ中的≤ＰｄｏｗｎＧꎬｉＰｕｐꎬｉ∈ＮＧ

(１)

Ｇꎬｉ和ＰｄｏｗｎＧꎬｉ分别为常规火电机组的出力增减速率ꎬ速率越大ꎬ表明机组的爬坡能力越强ꎮ对于并网的光伏电源ꎬ应采用一定的功率控制方式ꎬ如采用恒功率因素运行方式ꎮ建立了光伏发电系统的优化调度模型之后ꎬ就可以利用优化算法对所建立的模型进行求解ꎬ得出相应的光伏发电系统的优化调度策略(ꎮ

光伏的出力具有较大的随机性和波动性二)储能技术的调节

ꎬ而系统在运行时要求功率应实时平衡ꎬ故光伏并网对电网具有一定的影响ꎬ系统的负荷在全天的时间尺度下也具有一定的波动ꎬ可以采用储能技术ꎬ降低光伏发电系统的波动幅度ꎮ在白天光伏出力较大的时刻ꎬ储能也在充电状态ꎬ提高光伏发电的消纳电量ꎮ当夜间光伏出力为零时ꎬ则利用储能装置进行放电ꎬ从而平滑系统的出力ꎮ

同时ꎬ利用储能装置的充放电特性改善系统的负荷特性ꎬ在系统负荷比重较高的时段ꎬ储能电池运行在放电状态ꎬ从而削减尖峰负荷ꎻ在负荷较小的时段ꎬ储能电池运行在充电状态ꎬ从而起到改善负荷特性的目的ꎬ并且可降低电网调峰的压力ꎮ通过储能装置对系统中的光伏电源和系统负荷进行调节ꎬ从而优化系统的运行ꎮ此外ꎬ储能装置的使用寿命和储能装置的充放电次数具有直接的关系ꎬ为了提高储能装置的使用寿命ꎬ应在满足系统运行需求的前提下ꎬ降低储能装置的充放电次数ꎬ使得储能装置运行具有较高的经济效益ꎮ

(电力系统中的电源三)系统备用容量的优化

、负荷等处于不断变化之后ꎬ而系统运行稳定的前提为系统的功率保持实时平衡ꎬ故需要在系统中设置一定的备用容量ꎬ保证系统具有一定调节空间ꎬ维持系统的运行稳定ꎮ

光伏并网后对系统旋转备用容量的影响主要包括对系统的正旋转备用容量的影响和系统的负旋转备用容量的影响ꎮ当光伏出力较小时ꎬ此时系统中的常规机组需要增大发电出力ꎬ以满足系统的负荷需求ꎮ若当光伏出力较大时ꎬ此时系统中的常规机组需要减小系统的发电出力ꎬ以保证功率平衡ꎬ不至于产生系统功率过剩的情况ꎬ做到系统的功率时

水电工程◎　

刻保持动态平衡的状态ꎮ由于储能装置自身具备一定的容量ꎬ故利用储能技术ꎬ可以降低系统总的备用容量需求ꎮ

在实际的储能和光伏联合发电系统的备用容量优化中ꎬ可以根据光伏的装机容量和系统的负荷特性ꎬ对储能装置的布点和定容等进行规划ꎬ并在储能装置的实际运行中ꎬ制定出合理的储能装置充放电策略ꎬ从而保持储能和光伏联合发电系统的运行稳定ꎬ并降低系统中所设置的常规备用容量ꎮ

三、光伏发电系统的新技术应用(一)多能互补技术的应用

地区电网中目前有水电、光伏、风电、电动汽车充电桩、余热电站、垃圾电厂等多种类型的能源业务ꎬ具备利用多能互补技术以提高综合能源系统效率的条件ꎮ地区电网中的水电站考虑到农业灌溉和生活用水等影响ꎬ同时水位应处于最大和最小水位之间运行ꎬ故水电站的运行灵活性具有一定的制约ꎮ同时风电在不同的地区ꎬ出力特性有所不同ꎬ但大部分地区都是夜间风电大发ꎬ白天出力较小ꎬ与光伏出力相反ꎬ两者之间存在互补性ꎮ此外ꎬ电动汽车是未来的发展趋势ꎬ目前在沿海地区和高速路口处已有大量充电桩投入使用ꎬ电动汽车负荷是未来电网中不可忽视的一部分ꎮ合理引导电动汽车有序充电ꎬ将有利于电网的运行ꎮ充分利用互联网技术ꎬ实现“源—网—荷—储”协制ꎮ结合智慧能源的特点和实际情况ꎬ以需求侧响应为切入点ꎬ在区域内引入能源管控一体化技术ꎬ实现区域内能源的综合利用和统一管理ꎮ

(二)综合能源系统的应用(上接第２０１页)

备进行仔细认真的检验ꎮ工作单位也应该邀请专家对设计进行分析和研究ꎬ结合施工现场的状况制定相关的措施ꎬ按照施工的方案ꎬ进行防雷设施的安装ꎮ在安装之前ꎬ相关的工作人员应该预测在工作中可能出现的问题ꎬ并且制定相关的预案ꎬ一旦发生问题ꎬ按照预案对其进行解决ꎬ在工作中相关的人员应该定期对工作状况进行检测ꎬ其实发现在其中出现的问题ꎬ严格保证施工的质量ꎮ

(一)严格检测施工材料

相关的工作人员应该对施工中所运用的材料进行严格的检测ꎬ仔细的对比材料上的证件ꎮ在对施工设施进行安装时ꎬ要按照安装章程进行正确的安装ꎬ防止因为安装的顺序或技术错误导致的安装失败ꎮ

(二)严格审查设计图纸

对防雷设备进行设计的图纸是工作人员对防雷设备进行安装的基础ꎬ为此安装过程中应该有专业的审查人员对施工设计图进行检测ꎬ并且熟知每一个设备的使用方法ꎬ弄清设计过程中的各项数据ꎮ安装过程中ꎬ要叮嘱施工人员ꎬ对防雷设备按照施工图纸进行严格仔细的安装ꎬ让每一个材料都在图纸上的规定位置ꎬ按照图纸上的标准进行仔细认真的审查ꎮ

(三)按照规定进行施工验收

施工的验收部分在整个施工的过程中及其重要ꎬ为此对施工进行验收的人员一定要严格地按照演出的标准进行施工验收ꎮ一般而言ꎬ防雷的施工验收都是要根据施工的进程进行的ꎮ为此在每一项任务完成之后ꎬ施工人员一定要及时

随着新能源装机容量的逐年扩大ꎬ以及多能互补等能源领域的新技术不断涌现ꎬ传统电网已经发生了深刻的变革ꎬ目前的电力系统将会发展成为综合能源系统ꎮ在综合能源系统中ꎬ对光伏等新能源、多种类型的负荷等进行管控ꎬ是重要的内容ꎮ同时制定综合能源系统的运行方式ꎬ需要考虑比传统电力系统更多的影响因素ꎬ以使综合能源系统实现协调优化运行ꎮ文章所分析的光伏发电系统的优化运行方法ꎬ对于促进综合能源系统的应用和发展具有一定的意义ꎮ

四、结语

近年来ꎬ系统中光伏发电的装机容量在不断扩大ꎬ光伏发电在系统中的占比不断提高ꎬ光伏发电已经成为我国重要的能源形式之一ꎮ但光伏出力具有随机性和波动性ꎬ大量光伏并网后会给系统带来一定的冲击和挑战ꎬ文章所分析的储能技术在光伏系统中的应用具有实际应用价值ꎮ

参考文献:

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[３]孙宇军ꎬ李扬ꎬ王蓓蓓ꎬ等.需求响应促进光伏消纳的运作模式研究[Ｊ].电力需求侧管理ꎬ２０１３(６):６－１０.作者简介:

潘少峰ꎬ江苏林洋新能源科技有限公司ꎮ

对施工的程度进行验收ꎬ检测相关的数值是否达到规定ꎮ查看设计的标准和相关的材料ꎮ一定要在每一个阶段都对其进行验收ꎬ不能在施工过程中进行拖拉ꎬ更不能在施工任务完全完成之后进行验收ꎮ如果在施工结束后在进行验收ꎬ很有可能在发现问题而很难弥补ꎬ轻则拆卸部分装备进行重装ꎬ重则导致整个工程全部作废ꎬ造成巨大的损失ꎮ

六、结语

因为现在的电子设备的种类逐渐增多ꎬ越来越多的人都逐渐对电子产品进行使用ꎮ在每一个设备进行使用时ꎬ最关键的问题就是安全性ꎮ为此在使用过程中应该做好防雷设施ꎬ防止雷电带来的安全问题ꎮ在日常生活中ꎬ人们也应该对这方面的知识进行了解ꎬ主动做好防卫工作ꎬ防止雷电带来的损害ꎮ

参考文献:

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黄静璇ꎬ南京萌芽防雷科技有限公司ꎮ

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