摘要：光伏发电是一种新型的电力能源，这种新型能源的应用为我国新能源的开发提供了新的发展方向，在我国电力系统运行发展过程中大规模的使用光伏发电缓解了我国供电资源紧张的现状，促进我国电力实业发展与安全用电。
关键词：浮光发电；大规模应用；电力系统；影响
当前环境问题日益突出，在可再生能源方面的重视度越来越高。可再生能源包含有风能、水能、太阳能等，太阳能已经逐渐发展成为一项重要的电力能源。光伏发电属于一种清洁能源应用技术，有着广阔的市场发展前景以及潜力，但是当前在大规模应用方面还存在有一定的问题，文章就此展开了研究分析。
1光伏发电技术
1.1光伏发电概念
光伏发电是指利用半导体发展技术中的光生伏特效应将自然光转化为电能的新技术。光伏发电的主要应用太阳电池板、控制器和逆变器三大部分组成。光伏发电以半导体材料为基础，主要是利用太阳光照在PN结产生光电流以及光电压，将太阳能转换为电能。晶体受光其带正电空穴会向着P型区转移，带负电空去向N区转移，在两端产生电动势。利用电池串联的原理将三种材料连接成太阳电池组，后期运用功率控制器等促进光能转化，最终形成光伏发电设备。
1.2光伏发电的工作原理
光伏发电的工作原理主要利用半导体的光电效应将光能转化为电能。光伏发电装置中的半导体的主要组成部分硅原子和硼原子。这两种院子具有比较强的电子吸附功能，将太阳光中的正电荷离子吸附在半导体上，然后将运用光波和光能量转化为电能量，最终形成电流。目前，我国大规模使用的光伏发电装置通常采用多硅晶，这种多硅晶中融合了硅原子和硼原子，并且还拥有少量的磷元素，经过燃烧板结后应用于光伏发电系统中，促进我国电力实业的进一步稳定发展。
1.3光伏发电的优点
光伏发电是一种新型的发电手法，这种发电手法与常用的火力发电系统相比具有一定的优点：其一，光伏发电是利用太阳光产生的新能源，因此，这种能源不存在枯竭，为人类发展提供源源不断的发展动力来源，能有效解决偏远地区电能供应问题，当前其应用领域不断转型，正在向大规模并网发电方向发展，与建筑物结合在一起，正是市场发展的契机；其次，光伏发电主要利用物理的光伏特效应进行发电，因此发电过程不会产生“附带品”能够保护环境，避免环境污染源的产生，保护了环境。在经济方面，光伏发电技术成本相对低廉，随着行业竞争的日益激烈化，行业成本大幅度下降；其三，这种光伏发电的应用原理能源的产生根源是太阳光，通过物理原理将太阳光中的能原转化为新能源，具有较高的质量保障。在碳排放方面，光伏技术的发展能够更好的“转移排放”，对能源结构起到非常好的改善作用。我国太阳能资源分布广泛，有着永续利用以及普遍存在等优势，能够为社会经济发展提供稳定的能源支撑。尤其在西部荒漠区域，太阳能资源非常丰富。在10%荒漠安装并网发电系统，每年可以提供100000亿千瓦电量，相当于当前我国每年用电量4～5倍。我国在并网逆变器方面的研究相对交往，还无法规模化生产并网型太阳能发电设备。
2大规模光伏发电对电力系统影响
2.1对电压稳定性的影响
光伏发电并网过程中会影响到电压稳定性，其原因集中在两个方面，一方面是光伏并网过程中电压输出功率会发生一定的变化；另一方面是电网本身的有功以及无功负荷会发生变化。为更好地把握并网对电压的影响，需要分析并网电网输出功率与光伏发电负荷之间的匹配性，如果两者负荷匹配，则表示光伏发电输出功率满足并网要求，这时并网不会影响到电网运行的稳定性；如果光伏发电电压输出功率与光伏发电负荷不匹配，并网过程中电压稳定性将无法得到保证。
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2.2对功角稳定性的影响
光伏发电本身相对较为稳定，与功角震荡不存在有直接联系，功角稳定性不受影响，但是，在并网过程中会影响到电网现有功率的分布以及电力传输功率，进而改变原有功角稳定性。这方面的改变可能有利也可能不利，需要与电网具体拓扑结构以及模型分析结合在一起展开研究探讨。光伏发电并网过程中容易有脱网情况出现，影响电网稳定性。振荡型失稳属于功角失稳的一种形式，主要是因为系统运行点发生变化，电网运行阻尼发生变化，不仅会导致机电振荡，同时还会导致范围内其他频段出现振荡，振荡程度受到并网穿透率与逛网接入位置等因素影响。
2.3对供电质量的影响
当前，光伏发电接入电网的规模越来越大，电网中不断有非线性负载出现，导致供电质量受到极大影响。随着非线性负载的增大，会延时电网逆变器开关，电力输出出现谐波，另外，随着并网时间的延长，谐波变化会越来越剧烈。即使在小范围并网，不会产生过大谐波，但是因为存在多个逆变器，同样会降低供电质量。光伏发电主要是通过直流方式将电能输送至电网，在这一过程中，电压会发生一定的变化，导致电压频率以及偏差出现波动。
2.4对配电系统保护的影响
光伏电网并入电网中会一定程度上影响到配电网故障，继电保护和自动装置会出现一定的改变。首先，并网后形成多电源，结构复杂性大，导致故障电流各个方面受到影响；其次，就变压器连接方式而言，逆变器在出现接地回路后将直接影响到电压和电流，进而影响到继电保护动作特性；再次，能够一定程度上保护相对较为敏感的并网光伏变换器；最后，PV系统反弧岛保护功能时间无法与自动重合闸装置进行有效配合，出现非同期合闸情况。
高密度光伏发电系统包含有多条低压配电线路，这些线路接入相同主线完成发电功能，当光照发生变化时，光伏发电功率会相应的发生变化，分配到配电网电压出现波动。尤其与光伏发电系统相同主线馈电线路有短路等情况出现时，上下级熔断器之间很难形成有效配合，最终导致部分支路短路功率过大。
3大规模光伏外送及消纳的关键技术
3.1大规模光伏外送的新型输电技术
为了提高长通道外送光伏等波动性电源的可控性，在通道沿线装设可控高抗、动态无功补偿SVC以及可控串补等，集合多种FACTS装置的交流输电技术提升了系统对光伏等间歇性新能源的接纳能力。我国新疆-西北交流联网一、二通道即装设了多种类型FACTS装置，提升了外送大规模风光混合电力的能力。
3.2光伏电站规划设计技术
光伏电站的规划设计问题涉及光伏电站的安装地点，安装容量，投资时间，光伏模块和逆变器模块的使用数量，光伏模块的安装倾角，光伏模块和逆变器的最优组合，站内连接方式，光伏电站的穿透功率、置信容量和经济评价等内容。
结束语
当前能源匮乏现象非常严重，可再生能源的开发利用得到了全人类的广泛关注，太阳能属于一种主要的可再生能源，大规模电网并网会给电力系统带来非常多的影响，主要集中在电压稳定性、功角稳定性、供电质量、配电系统保护等方面，但同样的，大规模光伏发电有着非常广阔的发展前景。
参考文献
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论文作者:林飞1,林立堂1,杜晓雪2,张鑫2,刘垣彤2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/30
标签：光伏论文; 电网论文; 电压论文; 稳定性论文; 逆变器论文; 电能论文; 影响到论文; 《电力设备》2018年第10期论文;