Въздействието на фотоволтаичното производство на електроенергия върху електрическата мрежа

Фотоволтаичното производство на електроенергия, като нов източник на енергия, има значителен принос за ежедневното снабдяване с електроенергия, спестяването на традиционна енергия и опазването на околната среда. В сравнение с традиционните системи за производство на топлинна енергия, тя има много предимства, като липса на риск от изчерпване на ресурсите, безопасност и надеждност, липса на замърсяване или вреда, липса на географски ограничения върху разпределението на ресурсите, високо качество на енергията, кратко време за придобиване на енергия и липса на нужда от огромни човешки и материални ресурси за строителство. Въпреки това, като нововъзникваща форма на производство на електроенергия, фотоволтаичното производство на електроенергия все още оказва известно въздействие върху работата на мрежата по време на интегрирането й в мрежата, главно в следните аспекти:

1. Има известно въздействие върху работата и управлението на електрическата мрежа.

Фотоволтаичните системи за производство на електроенергия имат централизирани и децентрализирани методи за свързване към мрежата. Централизираното свързване към мрежата се отнася до директно предаване на електроенергията, генерирана от фотоволтаично производство на електроенергия, към електрическата мрежа за изпращане и използване. Този метод е подходящ главно за фотоволтаични електроцентрали с голям-мащаб, като фотоволтаични електроцентрали за голяма{3}}площа на магистрала. Децентрализираното свързване към мрежата означава, че генерираната електроенергия не се доставя директно в мрежата; генерираната електроенергия се съхранява в товар и се изпраща от мрежата, когато е необходимо. Това обикновено се използва в градските райони, особено във фотоволтаични системи, интегрирани със сгради, като покривни фотоволтаични устройства за генериране на електроенергия. Освен това фотоволтаичното производство на електроенергия използва главно слънчева светлина и следователно е силно повлияно от времето, което води до нестабилно производство на електроенергия. Различните методи за свързване към мрежата на фотоволтаичните системи за производство на електроенергия и нестабилността на производството на електроенергия увеличават броя на източниците на енергия в мрежата, след като електричеството, генерирано от фотоволтаичните устройства, бъде свързано към мрежата. Освен това разпределението и броят на тези източници на енергия са непредсказуеми, което увеличава трудността на контрола на източника на енергия и работата на мрежата.

2. Има известно влияние върху равномерността на работата на електрическата мрежа.

Тъй като фотоволтаичните (PV) системи за производство на електроенергия и традиционните системи за производство на електроенергия използват различни източници на енергия и генерират електричество по различни начини, времето на прекъсване на захранването не може да бъде синхронизирано. Докато традиционното производство на електроенергия е в ход, фотоволтаичното производство на електроенергия може да не работи поради метеорологичните условия или може да работи, докато традиционното производство на електроенергия изпитва прекъсване на захранването. Следователно няма еднообразие между двете. Ако фотоволтаична система за генериране на електроенергия доставя електричество към мрежата, докато традиционното производство на електроенергия е изключено, това ще създаде „ефект на остров“, което означава, че се превръща в изолиран източник на енергия, доставящ енергия на околната мрежа. След като мрежата възстанови захранването, тя ще генерира голям пусков ток, който ще повреди електрическото оборудване и съоръжения и потенциално ще причини телесни наранявания или смърт на персонала по поддръжката, който може да ремонтира мрежата.

3. Въздействие върху разходите за експлоатация на мрежата.

След като фотоволтаичните (PV) устройства за производство на електроенергия получават слънчева енергия и произвеждат електричество, те се свързват към националната мрежа чрез инвертори. Мрежовата система трябва да увеличи капацитета си за съхранение и преобразуване на тази енергия, за да поеме фотоволтаична мощност. В това отношение, производството на фотоволтаична енергия увеличава потреблението на енергия от мрежовото оборудване, като по този начин повишава икономическата ефективност на мрежата. Освен това свързването на фотоволтаични системи към мрежата увеличава натоварването на мрежата, изисквайки голям брой технически персонал за работа с мрежата, което също увеличава оперативните разходи на мрежата.

4. Въздействие върху напрежението и качеството на захранването

Преди електричеството, генерирано от фотоволтаични (PV) устройства за генериране на електроенергия, да бъде свързано към мрежата, текущата форма на мрежата е единствена и стабилна, което я прави лесна за управление. Въпреки това, след като електричеството, генерирано от PV устройства, бъде свързано към мрежата, текущата форма на мрежата става по-разнообразна. Освен това електричеството, генерирано от PV устройства, само по себе си се влияе от метеорологичните условия, причинявайки нестабилно производство на електроенергия. Това въздействие продължава след свързването към мрежата, засягайки тока на мрежата и я прави нестабилна и трудна за контрол. Широкомащабните фотоволтаични системи за генериране на електроенергия генерират висока мощност и оказват значително въздействие върху мрежата; метеорологичните условия обаче неизбежно ще причинят колебания на напрежението. Освен това, тъй като електричеството, генерирано от фотоволтаични системи, е постоянен ток (DC), ще се генерират хармоници, когато се преобразува от инвертора, преди да влезе в мрежата, оказвайки влияние и върху мрежата.

5. Въздействие върху бъдещото развитие на електрическата мрежа.

С напредването на фотоволтаичното производство на електроенергия и разширяването на строителната му площ, натоварването и обратната мощност ще се променят, което ще затрудни съществуващата електрическа мрежа да отговори на търсенето. Това налага повторно планиране въз основа на действителните условия и пре-оценка на работата на електрическата мрежа. Това увеличава капиталовите инвестиции на електрическата мрежа, натоварването на съответния персонал и оперативните разходи.