光伏接入對電力系統的影響

　　由于光照資源分布不均衡以及光照輻度變化的隨機性、波動性、間歇性等因素， 相比于傳統可調度電廠， 光伏電源具有可調可控性較差的特點。隨著分布式光伏電源并網容量的迅速增加， 光伏發電的這些問題將對電網在規劃設計、調度運行等方面帶來很大影響。在電力系統的規劃設計、調度運行中， 不僅需要掌握局部負荷變動情況， 更需要掌握整個系統的負荷變化情況， 以便合理安排機組開機方式和電源規劃。系統的負荷與作息時間、氣候和季節等因素相關， 因此， 用電負荷的總量和分布情況會隨時間發生變化。通常情況下， 年最大負荷出現在夏季， 最小負荷發生在春節期間; 一周內各天的負荷變化較小， 工作日的負荷略高于休息日。系統的最小技術出力是由系統中常規機組的調節能力和調節成本決定的， 本文定義系統調節系數的概念， 即系統中的傳統機組正常運行時可調節的負荷占峰荷的比例。系統最小技術出力與常規機組的組成和開機方式有關。不同類型和容量的機組具有不同的最小技術出力， 如以水電為主的電網其系統最小技術出力通常低于以火電機組為主的電網。此外， 在不同的季節調度部門會安排不同的開機方式， 因此同一個系統在不同季節系統最小技術出力也不相同。本文所研究地區電網以火電機組為主， 單臺機組的最小技術出力允許在 60% 左右。本文對調節系數為 60% ~ 100%的系統情況進行了研究， 并對 60%的情況進行了詳細分析。系統最小技術出力對光伏滲透率的影響不僅與負荷分布和光伏安裝容量有關， 還與天氣條件有關。例如， 在光伏安裝容量使全年光伏滲透率達到 10% 時， 系統最小技術出力在不同季節接納光伏的情況就有明顯差異。為了分析的需要， 引入凈負荷的概念， 表示負荷與光伏出力的差值。如圖 1所示， 在 2009年春季 3 月份的第一周， 受光照條件影響， 光伏出力維持在一個較低的水平， 系統中的機組基本能在最小技術出力線以上穩定運行。但在 2009年夏季的 6月份， 由于光照條件已經達到了較高水平， 在一周的很多時間內系統的凈負荷已經穿越了系統最小技術出力線的范圍， 如圖 2所示， 表示部分常規機組將被迫退出運行。在本文研究光伏滲透率時， 為了避免常規機組穿越最小技術出力線， 根據系統最小技術出力對可用的光伏電量進行限制。在該假設之下， 對不同滲透率下光伏發電量的利用效率、成本等進行計算和分析。

　　分析方法

　　文中分析的內容包括不同光伏滲透率下的凈負荷持續時間曲線、光伏電源利用率、光伏電源的成本和光伏利用小時數。綜合上述計算結果， 對當前系統條件下光伏電源的滲透率水平進行分析， 研究系統條件對光伏滲透率的限制因素和相應措施。