摘要：近几年，伴随着“雾霾”等一系列污染事件的加重，我国加强了对清洁能源发展的推进力度。光伏发电就是其中非常重要的一种，与传统发电体系相比，光伏发电系统具有一些特异性，将其大规模接入到当前的电力系统中，必然会对电网的运行产生一些影响，而为了确保电网的正常运行，就必须要对这些影响进行分析，并采取措施来避免和降低这些影响。
关键词：大规模光伏发电；电力系统；影响分析
新时代在急速发展，发展的过程中消耗了大量的化石能源，化石能源将要面临枯竭，同时，为人类的生存环境造成了大量污染，致使环境日趋恶化，在这样的前提下，大力发展可再生资源成为了必然的趋势，其中，光伏发电作为一种新型的可再生能源，得到了人们的高度重视，太阳能光伏发电等新型技术和方法的大规模应用，不仅为人们带来了极大地便利，提高了电力企业的经济效益，还能有效的减少环境的污染。
1 光伏发电并网的系统概述
光伏发电并网系统就是根据实际的需求将光伏电池方阵产生的电流通过变压器输送到公共电网当中，在这过程中电能不需要经过蓄电池的储能和释放，能源的消耗在一定程度上大大降低，有效的提升了电能的利用率。光伏发电并网系统经过一系列的转换能够有效的将太阳能转化成正常的正弦交流电，一般情况下，光伏发电并网具有一下几点优势：（1）有效地提高了电能的使用率。减少电能损失消耗。（2）太阳能属于可再生资源，清洁能源，有效的减少对化石的使用和降低环境污染。（3）光伏发电并网的收益率较高，能够提供出更多的电能。（4）光伏发电系统能够与建筑物有效的结合，增加建筑物的美观性。
2 大规模光伏发电系统的建模形式
2.1 光伏电池以及其阵列模型
其基本的模型建立主要来源于单二极管模型。而其光伏等效电路，则是将基尔霍夫原理作为基本原理进行构建的。在此基础上，还对其理论计算公式采取了有效的方式进行了简化，通过对不同的短路电流、开路电流和最大功率点电流以及最大功率点电压的技术参数等的应用，对最适合模型的表达式进行了构建，并将其在不同的工程计算中进行了有效的应用。通常情况下，需要将光伏电池模型以及串并联关系进行有效的组合，从而建立了光伏阵列模型。在此过程中，需要对可能出现的光伏阵列中，光伏组件存在的差异以及遮挡等问题进行重视，因为其很有可能对电网运行造成严重的影响。
2.2 光伏发电的动态模型的建设
光伏发电系统动态模型的建设，必须对发电系统中所有组成部分的状态方程进行有效的利用，从而实现方程组的建立，同时需要对逆变器以及MPPT 的控制进行良好的转化，最终使其状态方程能够完成。此外，将两种不同的状态方程进行有效结合之后，会出现新型的不同的方程组，将此作为基准，就能够对光伏发电系统中的动态模型进行有效的建立。
2.3 并网换流器和内环控制模型
换流器，会对光伏发电系统单元中的暂态并网特性造成影响。现阶段，主要使用的是内外环结构双环的一种控制方式。通常情况下，换流器中的外环控制方式，一般将电压输入作为主要的方式，然后通过控制环节使其形成内环控制中的电流作为参考值，从而确定换流器中的并网方式以及外特性。而换流器中的内环控制，其主要就是控制电流的出入状况，并且将外环控制中所形成的电流参考值作为参考的基本内容。同时，在控制环节中通过换流器的使用，保证电流能够在公共电网中进行应用。
2.4 光伏发电系统模型
这里所说的模型是一种稳态模型。光伏发电系统是通过逆变器接入电网的，工作人员可以在这个过程中测算出 PV 节点以及PI 节点等。同时，还可以建立含变压器等在内的问题模型的方程等。总之，大规模光伏发电系统的运行需要多个模型的控制。工作人员要综合考虑光伏阵列、换流器的组合方式以及变压器的参数等，并结合全过程的防真模型，做好并网分析。
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3 电力系统发展中应用大规模光伏发电的影响
3.1 对有功频率特性的影响
目前，大规模光伏发电所具有的特点主要有以下几个方面：①存在一定的随机波动性。②较易出现脱网的情况。③电源无转动惯性。此外，处于低电压时期时，则存在无功动态的特征。而其所具有的随机波动性，会对整体的系统所的平衡性产生影响，最终对一次调频以及二次调频造成影响，增加其风险性。另外，由于光伏电源属于非旋转性质的静止电子元件，因此其在具体的工作过程中，当对交替电源进行使用的情况下，系统等效的转动惯量就会得到减少，最终影响系统的功率，使其运行产生问题。
3.2 对功角稳定性产生的影响
光伏电源属于静止器基本不会对功角振荡产生影响，从本质上来说，其就不存在功角稳定性上出现一些情况。但因为光伏电源发电元件具有较强的随机波动性以及无转动惯量等特点，就会致使系统在与大规模光伏进行连接后，而改变了电网原来的潮流分布，影响了通道中的整体传输功率的运行，从而降低了系统中的等效惯性。另外，在光伏电接入电网的情况下，会直接对电网造成了影响，整体上的性能都会出现变化，这种情况下电网系统的内部拓扑结构所具有的补充方式以及电力传输等运行的方式就会出现改变，从而对电力系统的功角稳定性产生一定的影响。所以，光伏网一旦出现故障，就会较常的发生脱网故障。在其进行改进以及运行的过程中，就需要对光伏配电站中内部磁场充分的利用，使配电站中的无功补偿得到实现，保证系统安全性能得到有效提升。
3.3 对电能质量所造成的影响
在将光伏大规模和电网进行连接后，会致使电网内部所有的电力电子元件的数量提升，从而保证其系统能够向信息化以及智能化的处理方向发展。但需要注意的是，其比较容易出现污染的情况，而一旦出现污染，会直接对电网系统中的电能质量造成严重的影响。想要保证电能质量得到有效的提升，必须对其进行深入的研究。通过研究能够发现，一旦在大规模光伏发电中所使用的逆变器的开关速度出现缓慢的现象，会影响电网系统中的整体动态性能的输出，出现一定程度的谐波，并且通过阳光的照射，就使输出功率变低，使谐波得到了进一步的变化，且其范围也在不断的增加。
3.4 对配电系统保护的影响
由于光伏电源本身规模具有一定的问题，因此其接入配电网之后，就会对配电网原有的特征造成影响，使继电保护以及自动装置缺失等问题逐渐凸显出来。而通过对光伏电源的深入研究，则发现其有以下几个方面的影响。
①大规模光伏发电网架的结构，基本的组成结构部分需要对双电源以及多电源等特别复杂的结构进行有效的利用，但是会导致光伏电网在其电力输出的过程，电流运行出现变化。所以，这样的情况下较易出现馈线保护失误的情况，还会造成装置误动以及拒动等故障的出现。②由于光伏电源与配电网进行连接后，会对配电网中原本所存在的变压器的连接方式进行改变，导致变压器以及逆变器之间所存在的回路产生变化，使电路中所具有的零序电流不断的增大，从而影响整体电网中的保护动作特性，最终对电网的运行情况造成影响。
4 结束语
综上所述，在电力系统的发展过程中，应用大规模光伏发电系统，可以将目前用电紧张的现状进行有效的缓解，但也会对电力系统产生一定的影响。这就需要在大规模光伏发电进行有效应用的过程中，了解其可能会出现不确定的情况，避免其运行中出现严重的问题和影响，保证其能够更好的发挥出自身所具有的优势。在满足社会电量实际的需求过程，更好地促进电力系统持续发展。
参考文献
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[3]李伟.大规模光伏发电对电力系统影响综述[J].建材发展导向:上,2017,15(12).
论文作者:陆子雄
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
标签：光伏论文; 电网论文; 系统论文; 模型论文; 电力系统论文; 电流论文; 电能论文; 《电力设备》2018年第2期论文;