光伏发电并网运行风险评估

刘自南

重庆机场集团有限公司 401120

摘要：随着我国城市发展的迅速，对于能源的续期也日益增长，尤其是电力能源能使呈现供不应求的状态。但是不同地区受所在地区条件的限制，很多水力火力发电难以开展工作，因此风力光伏发电成为一大电力能源供应方式。随着风力和光伏发电的发电容量增长，很多电力网络中国新能源占比持续提升，因此对于电力网络的发展也是一种趋势。而光伏发电具有环保稳定的特点，是当前一种较为前沿的技术方式，但是由于受到环境的影响，依旧存在很多不确定因素影响到光伏发电系统的稳定性。因此对于光伏发电系统中的不确定因素进行分析，从而确定其风险整定值，通过对应的方式将其整定值实现数字化，从而为光伏电网的稳定运行提供助力。

关键词：光伏电网；风险因素；并网运行；因素评估

1 前言

随着分布式电源的逐步推广，当前的很多局域式电网已经难以适应当前的电源环境，因此随之而生的就是大电网布置，但是分布式电源和大电网之间也存在着融合问题，因此往往采用微电网来应对当前挑战。微电网顾名思义就是微电网供电系统，主要是应用多个分布式电源、储能装置和相关负荷及监控等装置组合的一种协调式发电系统^[1]。对于该项发电系统，具有自我控制，并能够实现有效的自我管理和自我保护的特点。

光伏发电系统作为当前新型电力系统的重要组分，在保障区域用电的效能上发挥中重要的作用。为更好的实现光伏发电并网运行系统的稳定运行，本文对该系统的相关风险因素进行评估，从源头上做好系统的预警机制，并采用智能技术实现风险评估并进行处理，从而使系统能够对当前的运行状态做出有效决策^[2]。

2 光伏电网并网运行风险研究现状

光伏电网并网运行过程中，存在一些影响其稳定性的风险因素，因此需要采用科学有效的技术手段对其中的风险进行分析，从而找到影响较为重要的额因素，并结合相关评估数据得到较为由价值的决策，并以此实现决策实现和光伏电网架构的调整，从而助推微电网能够实现智能化运行。在当前的光伏电网并网运行风险评估中，很多学者应取得有效的成果和突破。在上述研究中，对于光伏电网并网运行主要是从风发电和光伏发电等分布式电源开展其电力功率的不确定性展开分析，同时针对负荷随机性和网络结构的复杂性也展开研究，在一定条件下还需要开展对微电网保护和设备故障的不确定性、自然灾害等人为因素展开分析^[3]。在上述风险评估中，当前较为有效的解决措施主要包括：确定性方法-假定法，主要在一定条件下，假定系统可能出现的故障，在每一个故障下找到当前系统可能存在的运行越限，例如存在N-1静态安全分析等，同时还需要开展对光伏发电并网运行系统的经济型和可靠性分析，针对其网络风险指数等，从而衡量电网结构的合理程度，并以此数据作为基础来建立电网规划模型。除上述研究外，还需要对投资成本，运行成本等成本进行综合考虑，根据分布式电源的情况，建立分布式电源选址模型和概率分析配电网风险评估模型，从而量化风险大小。

3 光伏发电并网运行的风险

3.1 风险定义及特性。不管在任何情况下，风险一直存在，并会造成一定的损失，且造成损失的概率也会随着生产力变化而变化。因此对于风险的分析和研究存在不同的方式和方法。在ISO31000国际标准下，风险可以定义为不确定性对目标点的影响程度，且事件发生的概率和产生的后果可以用来衡量风险的大小。在光伏发电并网运行系统中，系统电力负荷的不确定性和设备随机故障等不确定性因素会导致系统故障，从而使得系统的稳定运行的预测则难以实现。因此在光伏发电并网系统中，风险具有如下特点：

（1）客观性，风险时客观存在，不受主观意志改变而改变。

（2）普遍性。风险存在生产和生活的方方面面。

（3）偶然性。不同风险，其发生的条件诱因不同，因此预估也不同。

（4）必然性。风险值都是由一定阈值，超过阈值发生概率则是100%。

（5）可控性，可以改变系统中的可控变量，从而有效控制风险的大小。

3.2 多微网并网运行面临风险

光伏发电网络实现多微网并网运行，能够有效提高大电网的弹性，从而改善电力网络中的结构和潮流分布，从而有效提升能量的利用率。然而要想实现上述效果，则必须考虑对光伏发电的电力系统可能产生的负面影响。实施多微网并网运行，能够使电力系统的结构和运行状态产生变化。对于微电网发电，其输出功率具有随机性，一点电力系统中存在负荷波动，将严重影响电力系统的稳定性。

4光伏并网运行风险评估流程

第一步：对于多微网并网在运行时的数据进行记录，尤其是系统随机潮流计算时的相关信息尤为重要，同时还需要对该数据进行检测找到所需的变量。主要包括系统运行状态所需的参数，以及网络系统各节点信息等。

第二步：根据建立的概率模型，对负荷风电和光伏模型进行计算，得到模型的半不变量，并以此结果进行线性叠加，从而得到系统网络的各节点发力的半不变量数值。

第三步：计算各个支路的潮流数值，得到系统各个节点位置的电压期望值以及各个支路潮流发力的期望大小。

第四步：根据上述数据，在概率统计支持下，计算系统的半不变量，从而计算出网络系统中不同节点电压值，并计算出网络系统的支路潮流所对应的概率密度和积累分布函数的曲线关系。

第五步：根据概率分布情况，对运行系统的节点电压和支路潮流功率进行统计， 对其中的数据指标进行评估。

5 结论

对光伏电网的并网运行进行风险评估，能够很好确定其光伏发电的随机概率模型，对比光伏发电中未发力状况以及接入状况，能够对光伏发电系统风险指标进行评估，对于不同节点位置出的有功负荷，其电压和支路潮流越限风险大小也不一样。利用相关技术进行风险评估，能够更为保障电网运行的稳定性。

参考文献

[1] 刘皓明,袁小慧,张泽宇,等.低压微电网运行脆弱性评估[J].电力需求侧管理,2017,19（2）：14-19.

[2] 初壮,乔福泉.考虑风电与负荷时序性的分布式风电源选址定容［J］.电力系统及其自动化学报，2017 ，29（10）：8５-90.

[3] 彭寒梅,曹一家,黄小庆 .对等控制孤岛微电网的静态安全风险评估［J］. 中国电机工程学报,201６,36（18）：4837- 4846.