光伏发电与风力发电的并网技术分析

李震

摘要：随着社会经济的发展，人们对电能的需求量也在逐年增多。光伏发电与风力发电是新能源的重要组成部分，主要是利用太阳能和风能，在光伏组件以及风力电站等设备的作用下完成电能转换。传统的电网系统中，大多是通过火力发电的方式确保电能在运输中的稳定性和连续性，但是火力发电中消耗的燃料大多为不可再生材料，而且可能会造成环境污染等问题。在未来发展中，将逐渐加大对新能源的开发和利用，并网技术变得尤为重要。从相关案例和实践经验来看，光伏发电与风力发电在并网中存在着不同的问题，因此，需要就此进行研究，并针对问题寻找具体的解决方法。

关键词：光伏发电；风力发电；并网技术

引言

目前，我国光伏发电已进入规模化发展阶段，截至2019年底，全国太阳能光伏发电装机容量达到3200MW，位居世界第一位。光伏发电并网系统的运行效率、可靠性和稳定性是衡量系统性能的重要指标。当前我国已建成光伏发电并网示范工程和大规模并网光伏电站，为未来大规模、高比例光伏发电并网奠定了坚实基础。为了保证电力系统的安全稳定运行，需要不断优化光伏发电并网系统，提高其性能和效率。

1光伏发电系统特征

光伏发电系统原理以光生伏特效应为基础,一般是通过太阳光照引起电动势能的生成,从而进一步转化为电能。光伏发电系统的特征同二极管相似,都是借助光伏电池中的PN节,所谓的PN节是导体中分别形成P型和N型的半导体,半导体的两个接触面就会形成一个特殊的薄层,被称为PN结,当太阳光照在PN结上时,表面就会形成一对新的电子空穴,光伏发电机不消耗燃料,也不会在空气中排放任何的废气,最重要的是还不会产生噪音。通过光伏发电的原理就可以知道光伏发电系统具有非线性输出的特征,使得环境温度随光照进行升温,周围光照不变,周围的短路电流就会呈下降趋势,当光照开始增强,短路电流也会呈上升趋势。光伏发电系统由太阳电池组件控制器、储能蓄电池、直流逆变器等部分组成,它的核心部分就是太阳电池组件。它可以直接将太阳的光能转化为电能,当所产生的电流为直电流时就可以直接进行应用,也可以通过交流逆变器来转化为交电流加以应用,具有一定的方便特征。在分布式光伏并网过程中,对电能的质量要求是非常高的,它是决定光伏系统是否能够顺利接入到当地电网当中的一个重要环节。只有电能的电压偏差、频率、斜波以及功率等参数满足一定条件时,光伏系统才能够顺利的将电能输送到当地的交流负荷之中去,如果某一个环节中的某一参数不够,就会使光伏发电系统出现故障。因此,当光伏发电系统检测到电能参数远离标准后,要及时断开与电网的连接,避免给电网造成不必要的损失。

2风力发电的并网技术

在风力发电中，同步发电机的定子和转子结构采用三相连接的方式，可以满足空载和负载运行的特性，为风力发电的转换提供相应的保障。在同步发电机组的并网工作中，主要是采用变频装置与发电机并联的方式，通过频率控制，对电压和电流的输出进行监督，使其符合电网系统在技术参数设置上的标准要求。对于同步发电机组来说，它采用的是交流直流循环转换的作业模式，通过风轮转速进行控制，在并网技术的应用中，它的工作频率与电网频率有互相独立的特点，可以避免失步等现象的发生。此外，在同步发电机组并网技术应用中，需要考虑负荷和电流特性，对逆变器和齿轮箱等进行监督控制，注意发电机的散热情况，避免温度过高造成不利的影响。

3加强光伏发电与风力发电并网技术应用的具体措施

3.1使用先进的逆变器技术

逆变器是连接光伏发电并网系统与电网之间的关键设备，其功能不仅仅是将直流电转换为交流电，现代的逆变器技术还可以提供多种先进的功率控制功能。例如，无功功率控制可以帮助维持电网的电压稳定，而谐波补偿功能则能够减少电网中由于谐波产生的不良影响。这样的逆变器通过高效的算法和控制策略，使得光伏系统与电网之间的互动更加和谐。

3.2充分利用混合光伏发电系统

混合光伏发电系统通过多种光伏技术的组合，可以充分利用不同类型光伏发电系统的优势。例如，结合普通硅光伏和薄膜光伏技术，可以在不同光照条件下实现较高的发电效率和稳定性，提高整体发电能力。通过光伏与风力发电、光伏与储能系统等的混合应用，可以在不同天气条件下实现能源的平衡供给，还可以根据不同应用场景的需求实现电能供给的灵活调节和优化，通过合理配置光伏组件的类型和数量，可以满足不同负载需求。与传统能源发电系统相结合，能实现能源的多元化和可持续发展；与燃气发电、水力发电混合应用，在减少碳排放的同时能确保电力能源供应的稳定性和灵活性。

3.3加强并网过程中的检测工作

对于光伏发电与风力发电来说，它们具有一定的综合性和复杂性，涉及的技术手段有着不同的特点。由于“孤岛效应”等现象可能会对电网的稳定性和安全性产生不利的影响，在这种情况下，有关部门需要加强对设备及各个阶段的检测工作，选择合理的控制方法。工作人员需要及时发现可能出现的“孤岛现象”，通过被动检测、主动检测和开关检测等不同的检测方式，对电压、频率和电压相位等要素进行数据记录和分析，及时处理可能存在的异常现象，并且制订完善的检测计划，对逆变器等设备进行实时监督，确保频率和振动模式的合理性，加强对“孤岛效应”的有效防范。此外，在“孤岛效应”的检测工作中，可以插入阻抗，提高系统安全性，避免对电网造成影响。一旦发生故障问题，需要第一时间进行切断处理，做好信号方面的控制和反馈，保证并网技术的应用符合电网的要求和标准。

3.4强化电网调度的控制

对于电力系统而言，新能源并网是一个有效的控制措施，并逐渐成为对电力系统进行优化的一个主要途径。然而，由于新能源并网能够直接影响原有电力系统电能质量，因此，要想有效减少这种影响，相关部门应从新能源并网电力系统实际运行情况出发，强化对电网调度的控制，特别是要对并网流程进行管理与控制，使得电力系统在实际运行过程中，可以有效运用系统性的电网调度，促使新能源发电效益得以提升。同时，在对电网调度进行管理与控制过程中，相关人员还应在确保设备设施保持正常运行的前提下，将不同设备在电力系统中的作用充分发挥出来。现如今，在进行电网调度控制过程中，部分电力企业逐渐运用了联络线频率偏差掌控技术，使得新能源并网电力网络的稳定性得以提升。

3.5提升整体效益

对于风能和太阳能来说，它们属于清洁能源，有关部门需要加强相关信息分析，评估能源的转换和使用情况，对并网技术应用中的相关材料进行优化，同时应用循环回收理念，实现资源和能源的再利用，提升光伏发电与风力发电并网技术的整体效益。此外，在光伏系统与风力系统的并网技术应用中，有关部门应该制订完善的管理机制，加大配套设施的检查和优化工作，同时鼓励新能源的市场发展，从电网系统的并网原则和技术标准等方面入手，严格遵循其具体要求。

结语

为保证光伏发电与风力发电运行的可靠性和安全性，必须加强相应的技术研究和应用推广。在光伏发电与风力发电并网技术的应用过程中，应该根据电网系统和发电情况进行具体的设计，注意并网技术的难点和优势，做好并网设计过程中的优化管理，提升并网工作的整体效益，从不同的角度推动新能源并网的发展。

参考文献

[1]曲文浩.风力发电技术探讨[J].光源与照明,2021(9):52-53.

[2]杨慧.太阳能光伏发电并网技术应用研究[J].数码设计(上),2021(5):127-128.

[3]李艳魁.光伏并网逆变器在光伏电站中的应用及维护[J].光源与照明,2023(1):127-129.