摘要：伴随着现代工业的持续发展，社会对电力能源的需求量和电力提供的质量都提出了更高的要求。大规模光伏发电对于我国电力事业的发展有着重要的推动作用，为了充分发挥光伏发电电能的效用必须要将其并入传统的电力网络，这会给电力系统造成巨大的影响。因而相关人员必须要加强大规模光伏发电相关问题的研究，通过科学合理的措施降低光伏发电并网对于电力系统的负面影响。本文结合大规模光伏发电并网的特点，就其对于电力系统的影响进行了探讨。
关键词：大规模；光伏发电；电力系统；影响
一、 光伏发电井网的概述
太阳能光伏发电就是指相关工作人员利用太阳能电池组件，在充分利用半导体材料电子学特性的基础上，将太阳光能转化成电能。而井网发电系统要通过光伏数组等将所接收到的太阳能敷设能量转化成高压直流电，然后再通过逆变器转变生成正常的正弦交流电。为了充分发挥光伏发电系统的作用，国家电网公司已经出台了多项政策，努力支持光伏发电项目的进行。
光伏发电井网具有很多的优势特点：第一，大大节省了蓄电池的储能；第二，光伏阵列可以在最大功率处运行，太阳能的发电效率较高；第三，光伏发电井网的收益率较高，而分散布置的光伏系统也能够为用户提供更多的电能，从而有效缓解电网传输与分配的负担；除此之外，光伏组件能够与建筑物结合起来，在发电的同时，也增加了建筑物的美观性。
二、大规模光伏发电入网的建模
光伏发电相对于其他发电方式来说，有很大的优势，但因为光伏电池存在的诸多缺点，其在进入电网后，会影响电网内部的电压稳定，所以，就需要科学、客观的分析其对电力系统造成的影响。下面就对光伏发电入网的建模逐一介绍：第一种是光伏电池及陈列模型。该模型创建时，是以单二模型为主要参考，再利用基尔霍夫原则，形成电路，让理论公式简便化，最后把数学表达式作为该模型的表达公式，这个公式可以解决计算工程常见的问题。第二种是换流器及内环控制模型。换流器在分散电流时，会用内环和外环两种方式对电流进行控制，外环负责输入电压，让内环根据外环的电压决定最终使用的并网方式；内环根据外环形成的电压确定输入，再通过控制技术与环流器的使用，让电流顺利进入电力网络。第三种是光伏发电动态模型。通常情况下，想要建立一个动态模型，必须把多个状态方程变换成组，与逆变器以及MPPT的方程联立，从而创建系统模型。第四种是光伏发电系统模型。它是以动态模式的理论为基础，创建的平台，它采用了很多仿真手段，对电流的入网进行控制。
三、大规模光伏发电对系统特性的影响
3.1对配电系统保护的影响
光伏电源接入配电网后由于光伏电源自身规模因素，其对整个配电网内部特征会产生一定的影响，从而造成继电保护和自动装置缺失的问题。根据自身工作经验和目前国内外对该方面的研究现状，其主要表现在以下几个方面。第一，大规模光伏发电网架结构在其基本组成结构上采用的是双电源、多电源等复杂拓扑结构，而该种结构的在光伏电网电力输出的过程中会使整个电网的电流产生变化，其表现形式为大小、方向和时间。因此，容易造成馈线保护失误，装置误动和拒动的故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二，光伏电源接入配电网后改变了配电网中原有的变压器连接方式，从而使得变压器与逆变器之间的回路产生变化，造成电路中零序电流增大，对整个电网的保护动作特性带来影响。
3.2对系统无功电压特性的影响
对于光伏发电，往往需要在海拔高、日照时间长的戈壁、沙漠等地区建设发电设施，由于这些地区的人口数量少、对电力的需求较低，所以，负荷水平较低。光伏发电接入的地区不会存在过大的电网短路容量，大量的光伏发电产生的电能都需要借助高压远距离输电网络输送。在此过程中，出现的随机波动的有功出力会对电网的无功平衡特性造成一定的影响，进而使输送线路沿线的母线电压出现大幅度波动。此外，由于当前并入电网的大规模的光伏电源自身的无功电压支撑水平有限，进而使电压质量出现越限甚至失稳的风险进一步增大。
3.3对功角稳定性的影响
功夫电源发电在其根本上自身是不参与功角振荡的，因此在其本质上应该不存在功角稳定性的问题。但是，由于光伏电源发电元件的随机波动和无转动惯量等特征的产生，导致系统在接入大规模光伏后致使电源网内部呈现潮流分布，从而对其通道内的整体电流功率造成了影响，呈下降的效果，影响了系统内的等效惯量。此外，由于光伏电接入电网，在电网的整体形成上使其基本性能产生了变化，从而降低了电网系统内部拓扑结构的补充方式和电力传输的运行方式，致使模降低，影响系统的功角稳定性。因此，光伏网在实际故障产生的情况下经常会出现穿越能力不足引发脱网的故障，其中尤其是以集中化、规模化后更容易产生该种故障，因此在其改进的过程中必须充分的利用光伏配电站内部出场的作用，实现配电站无功补偿，有效提升系统安全性。
3.4有频功率特性
光伏发电在传送电流时有如下特点，其中包括：电流输出时波动的不定性；电源作为一种静止元件，以换流器为媒介并入电网，不会产生转动的惯量；在低电压的传输中，会形成有功或无功的动态；电力人员要确保电流通过时，它不会破坏使用的各种设备原件，导致负荷能力较弱，容易脱网等。这些特点都会让电力系统的特性发生变化，让系统调整运行的方案。光伏电力没有规律的波动会严重影响电力系统内部的平衡，并改变了多次调频与调度的特点，其频率越限制等级，传送的风险也就越大。并且，系统通常会准备几套备用系统，但这些系统在光伏接入后，会根据接入后的数据做适当的调整。又因为电源时静止元价，为了满足电力传输的需求，替换了以往使用的常规电源，导致系统应对紧急情况的能力减弱，严重时还会让频率积极变化的情况，影响其整体的运行。
四、结束语
综上所述，光伏发电对于环境污染程度更低且发电效率较高，大规模光伏发电的应用可以有效缓解我国电力能源紧缺的现状。但与此同时电力从业人员也要明确大规模发电入网对于传统电力系统的影响，对光伏发电的入网方式进行优化和改进，提高光伏发电的效率和质量，保障电力系统的稳定运行，促进我国电力事业的健康可持续发展。
参考文献：
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[2]云晖.分布式光伏电源接入对电力系统配网的影响及适应性研究[J].经营管理者，2015（29）
论文作者:马翔宇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：光伏论文; 电网论文; 系统论文; 电力系统论文; 电流论文; 电源论文; 电力论文; 《电力设备》2017年第27期论文;