大型并網(wǎng)光伏電站運行工況分析
摘要:人們的生活水平隨著社會的進步不斷得到提升,與此同時人們的環(huán)保意識也得到了不小的提高,光伏電站作為傳統(tǒng)發(fā)電站的補充,可以在一定程度上緩解化石燃料的緊缺,在本文中針對大型并網(wǎng)光伏電站的運行情況進行分析,以供參考。
關(guān)鍵詞:光伏發(fā)電;并網(wǎng)發(fā)電;運行管理
1. 前言
目前,我國的電力的生產(chǎn)主要是由火力發(fā)電站和水電站為主,火力發(fā)電站依靠燃燒化石燃料進行電力生產(chǎn),在生產(chǎn)過程中不僅會產(chǎn)生大量的有害氣體污染環(huán)境,還會加速化石燃料的消耗,而水電站的建設(shè)工程量巨大,且對河流的要求較高。光伏發(fā)電作為一種新型發(fā)電技術(shù),其具有消耗能源清潔,工程建造相對簡單的等等優(yōu)勢。因此,掌握大型并網(wǎng)光伏電站的運行狀態(tài),對其在工作時所存在的問題進行分析,并加強管理的措施,是大型并網(wǎng)光伏電站發(fā)展必須面臨的問題。
2.大型并網(wǎng)光伏電站運行的特點
與傳統(tǒng)的發(fā)電站進行比較,大型并網(wǎng)光伏電站具備以下特點:①發(fā)電有功功率難以控制。在利用太陽能進行光伏發(fā)電時,由于發(fā)電主要依靠的是光伏電池吸收太陽能,并將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡缓笥赡孀兤鲗⑵滢D(zhuǎn)變?yōu)榭梢圆⑷腚娋W(wǎng)的交流電,因此光伏發(fā)電時,其輸出的有功功率不能完全被控制。②無功功率難以調(diào)節(jié)。在光伏電站中,因逆變器作為主要的換流設(shè)備,其功率因素基本大于99%,故保持有功功率的前提下,無功功率基本上時難以進行調(diào)節(jié)的。③易產(chǎn)生諧波電流。
由于并網(wǎng)的交流電是由直流電經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換的,因此在轉(zhuǎn)換的時候記憶產(chǎn)生大量的諧波電流,而諧波電流極易危害到公共電網(wǎng)。
3.大型并網(wǎng)光伏電站存在的問題
3.1多組合光伏陣列具有多峰值在大型的并網(wǎng)光伏電站中,常常因各種原因而采用多組合的光伏陣列,這容易導(dǎo)致各組合的光伏陣列之間的輸出特性存在差異,此外各個光伏陣列的特性差異和工作性質(zhì)易隨環(huán)境變化而發(fā)生變化,這就使得多組合的光伏陣列無法達到最大的發(fā)電功率,且發(fā)電電流存在多峰值的問題。然而,當(dāng)前大多數(shù)的并網(wǎng)光伏電站并未考慮到這點,依舊使用傳統(tǒng)的方法,如恒定電壓法、MPPT方法等。
3.2溫升效應(yīng)和熱斑效應(yīng)光伏電池在工作時,其輸出狀態(tài)與設(shè)備的運行溫度有緊密的關(guān)聯(lián)當(dāng)溫度升高時設(shè)備的短路電流增加而開路電流明顯下降,這導(dǎo)致了最大輸出電壓和最大輸出功率的降低,當(dāng)降低至逆變器的工作閾值以下則導(dǎo)致逆變器無法工作,這就是光伏電網(wǎng)的溫升效應(yīng)。當(dāng)大面積的光伏陣列中因遮擋而出現(xiàn)負(fù)電壓的情況時,會發(fā)生熱損耗而產(chǎn)生大量的熱量而形成局部過熱,從而導(dǎo)致光伏電池的工作狀態(tài)出現(xiàn)不可逆損壞如功率輸出降低、開路失效等,最嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致光伏設(shè)備短路甚至毀壞,這就是光伏陣列的熱斑效應(yīng)。
3.3質(zhì)量問題光伏電站所生產(chǎn)的電力是由逆變器轉(zhuǎn)換的,因此其存在著三相電流不平衡、多諧波特征、輸出功率非恒定等問題,其中多諧波的問題是嚴(yán)重影響光伏電站并網(wǎng)的關(guān)鍵問題,而目前大部分光伏電站的電力均存在諧波超標(biāo)問題。在實際中,光伏電站采用LCL技術(shù)進行諧波過濾,而后并入弱電網(wǎng)中,但是這容易使濾波電容發(fā)生諧振而放大次諧波。
3.4電網(wǎng)并入問題
由于大型并網(wǎng)光伏電站的自身存在著些許缺陷,在并網(wǎng)時容易對公共電網(wǎng)造成影響,如間歇性電力輸出引起電網(wǎng)電壓變化、非旋轉(zhuǎn)慣量電流并網(wǎng)引起電網(wǎng)穩(wěn)定性降低等等,種種并網(wǎng)問題使得電網(wǎng)電壓的調(diào)節(jié)變得困難重重,且調(diào)節(jié)方式也更加復(fù)雜。
3.5設(shè)計方案缺乏科學(xué)性
當(dāng)前,我國的光伏發(fā)電站的建造設(shè)計和預(yù)測發(fā)電的理論缺乏完整的科學(xué)性,在實際的運作中未達到理想的狀態(tài)。電站在設(shè)計建造時需要對光伏陣列設(shè)備的組合結(jié)構(gòu)、并網(wǎng)控制等進行嚴(yán)格地考察和科學(xué)地設(shè)計,從各個方面對設(shè)計所能達到的產(chǎn)能進行預(yù)估,并保障根據(jù)設(shè)計方案所制造的光伏電站的可靠性和安全性,最終使得光伏電站的高效運行,此外,在建造完畢后的實際運營中,若出現(xiàn)了工作不達標(biāo)的情況,需要對設(shè)計方案進行優(yōu)化。
4.大型并網(wǎng)光伏電站在運行管理中應(yīng)采用的對策分析
為了使得光伏電站的運行可以符合企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),除了需要工作人員了解光伏設(shè)備的工作原理和特點外,還需要光伏電站管理人員建立健全并嚴(yán)格執(zhí)行管理措施,以下對光伏電站運行的管理措施進行簡單的探討。
4.1建立健全各項管理制度,加強安全教育
生產(chǎn)安全是保障電力生產(chǎn)的重要前提,只有當(dāng)發(fā)電廠在生產(chǎn)中沒有出現(xiàn)安全事故,發(fā)電廠才可以順利的進行電力生產(chǎn),企業(yè)才能獲得可觀的經(jīng)濟效益。與傳統(tǒng)的發(fā)電廠相比,光伏發(fā)電站因其位置偏遠光伏設(shè)備占用面積大、工作人員較少等特點,使得光伏電站的故障率較高,且無法得到及時的檢修,從而影響著企業(yè)的效益。因此,光伏電站需要根據(jù)自身企業(yè)的特點,建立健全相關(guān)的管理措施,確保各項工作有條不紊展開。此外,需要定期對職工進行安全操作意識的培訓(xùn),加強工作人員的安全操作的理念,保證工作人員在進行操作時的規(guī)范性 。
4.2建立數(shù)字管理系統(tǒng)
對于大型并網(wǎng)光伏電站而言,管理上有許多的情況需要記錄,因此管理人員需要重用數(shù)字管理系統(tǒng),通過計算機建立涵蓋電站各個發(fā)電設(shè)備的詳細(xì)運作信息和日常檢修情況的記錄系統(tǒng),這不僅利于管理人員掌握設(shè)備的具體運作情況,了解各生產(chǎn)設(shè)備管理上的問題,還利于檢修人員判斷各設(shè)備的運行情況,并根據(jù)實際的情況制定合理高效的檢修方案,維護生產(chǎn)設(shè)備的健康狀態(tài),保障生產(chǎn)的穩(wěn)定性。
4.3分析設(shè)備情況,制定合適運行方案
定期對各光伏設(shè)備的運行情況進行分析,根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)制定合適的運行參數(shù),以確保設(shè)備的高效運作,并定期對設(shè)備進行維護和保養(yǎng),保障電力生產(chǎn)的穩(wěn)定性。此外,電站管理人員還需要定期進行總結(jié),對總結(jié)時間內(nèi)的天氣情況、電力生產(chǎn)情況、未達標(biāo)的原因、設(shè)備情況等等進行分析和探討,以利于光伏電站的生產(chǎn)條件的摸索,并消除潛在的生產(chǎn)隱患,從而保障電力的生產(chǎn)和企業(yè)的經(jīng)濟效益[3]。
5 結(jié)語
目前大型并網(wǎng)光伏電站正處于一個良好發(fā)展的階段中,因此光伏電站企業(yè)要想能夠在該行業(yè)內(nèi)得到可持續(xù)的發(fā)展,就必須清楚地認(rèn)識伏發(fā)電的原理、光伏設(shè)備運行中易出現(xiàn)的問題,并根據(jù)企業(yè)的實際情況制定合理的管理措施。
參考文獻
[1]馬乃兵,徐緩.大型并網(wǎng)光伏電站運行工況分析[J].供用電,2011 (05):33-36.
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責(zé)任編輯:任我行
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