大型并網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,與此同時人們的環保意識也得到了不小的提高,光伏電站作為傳統發電站的補充,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光伏電站的運行情況進行分析,以供參考。
關鍵詞:光伏發電;并網發電;運行管理
1. 前言
目前,我國的電力的生產主要是由火力發電站和水電站為主,火力發電站依靠燃燒化石燃料進行電力生產,在生產過程中不僅會產生大量的有害氣體污染環境,還會加速化石燃料的消耗,而水電站的建設工程量巨大,且對河流的要求較高。光伏發電作為一種新型發電技術,其具有消耗能源清潔,工程建造相對簡單的等等優勢。因此,掌握大型并網光伏電站的運行狀態,對其在工作時所存在的問題進行分析,并加強管理的措施,是大型并網光伏電站發展必須面臨的問題。
2.大型并網光伏電站運行的特點
與傳統的發電站進行比較,大型并網光伏電站具備以下特點:①發電有功功率難以控制。在利用太陽能進行光伏發電時,由于發電主要依靠的是光伏電池吸收太陽能,并將其轉變為直流電,然后由逆變器將其轉變為可以并入電網的交流電,因此光伏發電時,其輸出的有功功率不能完全被控制。②無功功率難以調節。在光伏電站中,因逆變器作為主要的換流設備,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節的。③易產生諧波電流。
由于并網的交流電是由直流電經逆變器轉換的,因此在轉換的時候記憶產生大量的諧波電流,而諧波電流極易危害到公共電網。
3.大型并網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易隨環境變化而發生變化,這就使得多組合的光伏陣列無法達到最大的發電功率,且發電電流存在多峰值的問題。然而,當前大多數的并網光伏電站并未考慮到這點,依舊使用傳統的方法,如恒定電壓法、MPPT方法等。
3.2溫升效應和熱斑效應光伏電池在工作時,其輸出狀態與設備的運行溫度有緊密的關聯當溫度升高時設備的短路電流增加而開路電流明顯下降,這導致了最大輸出電壓和最大輸出功率的降低,當降低至逆變器的工作閾值以下則導致逆變器無法工作,這就是光伏電網的溫升效應。當大面積的光伏陣列中因遮擋而出現負電壓的情況時,會發生熱損耗而產生大量的熱量而形成局部過熱,從而導致光伏電池的工作狀態出現不可逆損壞如功率輸出降低、開路失效等,最嚴重的還可能導致光伏設備短路甚至毀壞,這就是光伏陣列的熱斑效應。
3.3質量問題光伏電站所生產的電力是由逆變器轉換的,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重影響光伏電站并網的關鍵問題,而目前大部分光伏電站的電力均存在諧波超標問題。在實際中,光伏電站采用LCL技術進行諧波過濾,而后并入弱電網中,但是這容易使濾波電容發生諧振而放大次諧波。
3.4電網并入問題
由于大型并網光伏電站的自身存在著些許缺陷,在并網時容易對公共電網造成影響,如間歇性電力輸出引起電網電壓變化、非旋轉慣量電流并網引起電網穩定性降低等等,種種并網問題使得電網電壓的調節變得困難重重,且調節方式也更加復雜。
3.5設計方案缺乏科學性
當前,我國的光伏發電站的建造設計和預測發電的理論缺乏完整的科學性,在實際的運作中未達到理想的狀態。電站在設計建造時需要對光伏陣列設備的組合結構、并網控制等進行嚴格地考察和科學地設計,從各個方面對設計所能達到的產能進行預估,并保障根據設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,若出現了工作不達標的情況,需要對設計方案進行優化。
4.大型并網光伏電站在運行管理中應采用的對策分析
為了使得光伏電站的運行可以符合企業的標準,除了需要工作人員了解光伏設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格執行管理措施,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
生產安全是保障電力生產的重要前提,只有當發電廠在生產中沒有出現安全事故,發電廠才可以順利的進行電力生產,企業才能獲得可觀的經濟效益。與傳統的發電廠相比,光伏發電站因其位置偏遠光伏設備占用面積大、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,從而影響著企業的效益。因此,光伏電站需要根據自身企業的特點,建立健全相關的管理措施,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,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范性 。
4.2建立數字管理系統
對于大型并網光伏電站而言,管理上有許多的情況需要記錄,因此管理人員需要重用數字管理系統,通過計算機建立涵蓋電站各個發電設備的詳細運作信息和日常檢修情況的記錄系統,這不僅利于管理人員掌握設備的具體運作情況,了解各生產設備管理上的問題,還利于檢修人員判斷各設備的運行情況,并根據實際的情況制定合理高效的檢修方案,維護生產設備的健康狀態,保障生產的穩定性。
4.3分析設備情況,制定合適運行方案
定期對各光伏設備的運行情況進行分析,根據獲得的數據制定合適的運行參數,以確保設備的高效運作,并定期對設備進行維護和保養,保障電力生產的穩定性。此外,電站管理人員還需要定期進行總結,對總結時間內的天氣情況、電力生產情況、未達標的原因、設備情況等等進行分析和探討,以利于光伏電站的生產條件的摸索,并消除潛在的生產隱患,從而保障電力的生產和企業的經濟效益[3]。
5 結語
目前大型并網光伏電站正處于一個良好發展的階段中,因此光伏電站企業要想能夠在該行業內得到可持續的發展,就必須清楚地認識伏發電的原理、光伏設備運行中易出現的問題,并根據企業的實際情況制定合理的管理措施。
參考文獻
[1]馬乃兵,徐緩.大型并網光伏電站運行工況分析[J].供用電,2011 (05):33-36.
[2]陳奎峰,吳天明.大型并網光伏電站關鍵技術綜述[J].軍民兩用技術與產品,2013(07):54-56. [3]馬建武,杜濤,雷亮,大型并網光伏電站的運行維護管理[J].河南科技,2012(14):61-62.
責任編輯:任我行
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