浅谈光伏发电对电力企业的影响

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1引言

随着社会经济的发展，能源日趋紧张，对环保也提出了新的要求，可再生新型能源的需求不断提高。随着新型能源的广泛使用，给电力企业系统规划、设计、电力调度及系统控制等方面带来了一定的影响，受到社会各界的广泛关注，因而研究光伏发电对电力企业的影响，是十分必要的。

2光伏发电的内涵及优势

2.1内涵

太阳能光伏发电，是指工作人员通过太阳能电池组件，在充分发挥半导体材料电子学特点的前提下，将太阳能转换为电能。并网发电系统通过光伏数组接收到的太阳能，将其转换为高压直流电，再利用逆变器形成可供使用的正弦交流电。电力企业运行中，为了充分发挥光伏发电系统的作用，国家电网系统也颁布了多项优惠政策，支持光伏发电项目的发展。光伏发电在一定程度上可以节省蓄电池储能，在最大化功率运行时，太阳能发电效率也是最高的，同时其也有着很高的收益率，光伏系统布置分散，可以为用户提供较多的电能，有效缓解电网传输与分配间的压力。另外，光伏组件与建筑物相结合，从而在发电的基础上，使得建筑物外观更加美观。

2.2优势

光伏发电的优势主要体现为以下几方面：①以清洁、干净、可再生的太阳能资源发电，不使用不可再生的各类含碳化石能源，使用时，不会形成温室气体或排放污染物，符合生态化环境发展需求。②产生的电能并入电网后，把电网视为储能装置，无须使用蓄电池组，与其他发电系统相比，建设资金投入明显降低，因而在一定程度上降低了发电成本。③光伏电池组与建筑物融为一体，发电的同时还可作为建筑装饰材料，充分发挥了物质资源的不同功能，建设费用减少，提高了建筑物的科技含量。④分散式建设，实现就近分散供电，可灵活进入、退出电网系统，一定程度上提高了电力企业电网系统预防战争与自然灾害的能力，同时还可以改善、平衡系统负荷，有效降低线路耗损。⑤具有一定的调峰作用。基于以上优势，光伏发电行业发展迅猛，但其并网会影响到电力企业的正常运行。究其原因在于光伏电源属于静止元件，并非旋转，通过换流器实现并网，不会出现转动惯量。受早晚及气象条件影响，光伏电源自身外出力波动比较大，因而光伏电源抗干扰与过负荷能力是比较差的，低电压穿越时，无功与有功调节能力较弱。基于此，光伏发电与电力系统并网后，其稳态与暂态性发生了一定的变化，对电力企业的运行与规划造成了一定影响。

3光伏发电入网建模分析

与其他发电形式相比，光伏发电优势明显，但由于光伏电池还存在一些缺点，在其进入电网后，对电网电压稳定造成了一定的影响，因此，要科学、合理地分析其对电力企业系统产生的影响。光伏发电入网建模主要为：①光伏电池与陈列模型。在创建该模型时，主要参考单二模型，借助基尔霍夫原则，形成相应的电路，简化理论公式，再用数学公式表达此模型，并解决计算工程中经常出现的问题。②换流器与内环控制模型。分散电流时，换流器通过内环与外环两种形式控制电流，其中外环负责电压的输入，内环依照外环实际电压确定所选并网与输入形式，再将控制技术与换流器相结合，促进电流顺利进入电网系统。③光伏发电动态模型。一般在构建动态模型时，要将多个状态方程转换为组，并与逆变器、MPPT方程相连接，从而创建系统模型。④光伏发电系统模型，其根据动态模型理论，创建模型平台，采用多种仿真手段，有效控制入网电流。

4光伏发电对电网企业产生的影响

4.1积极影响

①节能减排效果突出。光伏发电对于十二五节能减排目标的实现具有非常重要的作用。截至2015年，国内光伏发电装机容量达到3500万千瓦，标准煤节省达到1800万，二氧化碳排放量减少了3500万吨。②非化石资源得到大规模集约化开发，并得到了优化配置。我国地域面积广阔，拥有丰富的可再生资源，将这些资源进行集中开发利用后，可接入电网并输送至各负荷中心[1]。③可满足用户不同需求。采用集成储能技术，构建分布式发电系统，为用户提供可靠的电能，实现差异化电力服务[2]。④供电压力得到缓解。在城镇中心区域建设分布式光伏发电系统，能够有效缓解供电压力。

4.2带来的挑战

根据M市光伏发电规划，积极参考国网并网相关项目数据，现行上网电价与国际算法，以M市供电局为例，得出光伏发电对电网企业造成的影响如下。①电网改造成本增加。借鉴国网并网与改造费用计算形式，在光伏发电投资中，并网与改造费用占到初期投资的3%~5%。根据M市十二五期末已有分布式光伏装机容量，依照8000元/千瓦的保守装机成本，到2015年，本市供电局累积承担的光伏丙烷与改造费用高于1.4亿元。②系统备用容量费用降低。接入公共电网分布式项目后，电网企业承担建设接入系统工程与接入引起的公共电网改造。根据物价局企业自备电厂相关收费政策规定，电网企业每月依照18元/KVA的标准向自备电厂收取系统备用容量费，如果2015年末，分布式光伏装机总量的10%作为光伏发电备用容量，依照现行政策，M市供电局当年系统备用费免征收部分高达1300万元。③售电市场份额被挤占。随着分布式光伏发电项目的大规模接入，在一定程度上，自发自用部分对电网企业售电量造成一定影响[3]。根据年平均日照时间3.52小时计算，年均等效满负荷利用小时数约1200小时，根据2014年年末装机容量预测，2015年年发电量将达到4.80亿千瓦时（40万千瓦*1200小时）。目前M市大型企业自建光伏发电项目，以自用为主。如果在全部分布式光伏发电中，自发自用占70%的比例计算，2015年本市供电局售电量减少3.36亿千瓦时，在总售电量中占到0.6%。

5应对措施与发展建议

为了推进分布式光伏发电的健康、稳定发展，在实现十二五分布式发电目标的基础上，电网企业应加强舆论宣传，提高内部管理水平。①加强与政府的汇报沟通，赢得政府更多的理解与支持，为政府完善上网电价提供重要的决策依据，从而获得更为有利的优惠发展政策。②与上级税务机关加强沟通，明确政府补贴申请与转付的相关手续与流程，了解相关税收政策与发票管理机制。③与业主加强沟通交流，综合考虑分布式光伏发电、政府规划及电网规划，尽可能降低光伏发电入网成本，为投资者合理投资提供科学决策依据，推动光伏发电稳定发展。④完善内部细化管理与技术标准，加强内部系统发展，优化资源配置，不断提高窗口营业人员的专业技能，从而为客户提供更为优质的服务。

6结语

综上所述，光伏发电，可以有效缓解用电紧张情况，但也会影响到电网企业的正常运行，所以在光伏发电系统与电网企业系统接入中，要综合分析各类不确定因素，尽可能减少其产生的负面影响，使其整体效用得到充分发挥，促进电网企业的稳定发展。

作者:吕越 吕超 单位:国网吉林省电力有限公司通化供电公司

【参考文献】

【1】王果,李民.关于大规模光伏发电对电力系统的影响分析[J].科技展望,2016(17):114.

【2】张央.大规模光伏发电对电力系统的影响分析[J].低碳世界,2016(23）:60-61.

【3】李宗原.大规模光伏发电对电力系统影响[J].电工技术,2016(08):113-114.