（云南电网有限责任公司临沧供电局 云南临沧 677000）
摘要：面对国际上石油资源逐渐紧缺的情况，人们对清洁环保、可再生能源的需求日益加剧。随着我国科学技术研究不断深入，研究者们提出了大规模光伏发电的理念，能够将太阳能转化为可供人们使用的电能，逐渐引起了许多电力企业的关注。大规模光伏发电系统有较大的应用价值和经济效益，能够推动国家电力系统的发展，完善系统中的不足之处。因此，本文将系统性地介绍大规模光伏发电系统的概念及目前我国的应用现状，并分析大规模光伏发电对电力系统影响。
关键词：光伏发电；电力系统；影响分析
引言：
社会经济的发展和人们日常工作生活都离不开电力资源，但是火力发电会带来环境污染，且全球石油和煤炭等资源也出现了短缺的状况。风力发电虽然是绿色环保能源，但供应的电能不稳定，受季节和天气的影响较大，目前还无法达到大规模的发电供电需求，于是研究者们将目光放在了太阳能资源上。我国目前的光伏发电技术研究已经逐步成熟，在一些符合自然条件的地方能够集成大规模的发电系统，并接入原有的电力系统，极大地节约了生产中的浪费和污染。
一、光伏发电系统概述
（一）光伏发电系统的概念
在现今社会中，无论是工作还是生活都已经离不开电力资源，但是新时代的背景下，国际的石油资源、煤炭资源日益短缺，且会对环境造成一定的污染，人们对绿色环保的清洁能源有了更高的需求。太阳能是21世纪的清洁能源，且发电效率较高，引起了相关研究者的注意。光伏发电技术是一种借助太阳能电池板能够将太阳能转化为电能的技术，大型的供电系统中还需要连接一个直交流的转换器，就可以接入传统的电网系统，为用户提供稳定安全的电力资源。
光伏系统中最重要的部分是光伏电池，光伏电池可以等效近似为一段含有二极管的电路，通过确定出电路中的静态参数点，可以设计出电池的最佳工作的温度、光照条件和负载工作能力。由于我国幅员辽阔，如新疆、西藏等不同的地方设计光伏发电系统的工作状态都有所差异，研究人员借助分析结果，设计出了适合不同地区的光伏发电系统。目前我国使用的光伏发电系统更偏中小型化，使用灵活度更高，但能产生的电力能力不强。随着我国科学技术研究的深入，大型集成光伏发电系统可以通过技术并入传统电网，在电力生产运输中具有较广阔市场前景，因此，也受到了越来越多电力企业的关注。
（二）大规模光伏发电系统
大规模的光伏发电系统主要是通过并网的方式进行集成的，把光电池组成矩阵，将产生的光电流传输到交直流逆变器和变压器内，转化为可供日常使用的220V交流电[1]。光伏发电并网集成有很大的优势。首先，电力生产和转化方式简单，其生产和运输的过程中不存在电力存储，也无需加设蓄电池，能够极大地减少传统生产和传输过程中产生的电力损耗，能够明显提升资源利用率，更加符合国家的可持续发展战略要求。其次，光伏发电主要利用的是太阳能，更加清洁环保绿色，摒除了火力发电过程中对环境的污染，且转化效率更高，光电池和太阳能板使用寿命长，更符合经济性的要求。最后，并网式的光伏发电系统有很强的融合性，可以在建筑施工时加设在建筑物的顶层或墙壁，既提升了建筑物的美观性，又能降低建筑物的公共耗能，加强电力循环，减少电费支出。
二、大规模光伏发电对电力系统影响
（一）对系统无功电压的影响
光伏电网系统主要适用于太阳能储量较高的地区，如新疆等海拔高、日照时间长的地方，但是由于这些地区幅员更辽阔、人口密度较低，对电力的使用能力弱，光电系统本身的负载需求不强，不会出现短路等情况。对于光电池产生的大量过剩电力，可以使用高压传输的办法将其输送到需要的地方，高压传输的距离更远，但同时也会带来一定的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高压传输过程中会的产生较大的电力波动，使原本电网中的电力设备受到较大的影响。一般日常使用的电网对接入的无功电压强度承受能力有限，如果超出系统能承受的电压，则会产生越线的风险[2]。另外，传输母线上的电压波动，会影响各个支路上电力的稳定性，如果波动幅度过大，可能导致支网的瞬间电流增强，甚至烧坏电路，会造成一定范围内的停电，影响用户的正常用电。
（二）对功角稳定性的影响
尽管光伏电池是一种静止元件，本身不存在功角稳定性的问题，但是在电力传入中接入传统的电网，会影响传统电网的整体等效功角稳定性。不同的拓扑网络结构、电力配置运行方式、光伏发电系统接入的位置等都会产生不一样的影响，有时会提高系统稳定性，有时也会降低系统稳定性[3]。这要求研究人员在接入光伏发电系统之前，要收集相关的电网资料，通过计算机建模的方式寻找最佳的工作点，评估光伏供电系统如何接入和脱出，降低对系统的影响。另外，系统功角稳定性中有一种震荡型的失稳，而光伏发电会对系统振动特性产生较大的不利影响。为解决系统功角稳定的问题，需要充分利用逆变器对系统阻尼的控制功能，提高系统电压的稳定性。
（三）对电能质量的影响
大规模的光伏发电系统接入电网之后，有效补充传统电网中的不足，能够带动更多的电力负载设备，但同时也会对电能质量带来一些影响。首先，不同的光伏电力设备组规模和电力生产能力存在区别，在接入系统时会对电网的结构发生变化，一旦出现影响了电网的供电质量。其次，在电网末端接入的电气设备逐渐增多，不仅存在安全隐患，也造成了一定的电力浪费。最后，光伏系统的接入需要使用逆变器，输出时会产生一些失真或谐波，干扰原本电网中的电力传输[4]。想要解决光伏发电系统对电能质量的影响，可以在线路中增加补偿器或滤波器，优化网络结构，科学合理地进行电力配置，在接入负载时可以分区域、分情况进行处理，还需要加强不同电力企业之间的沟通，为用户提供更稳定、更安全的电力资源，提高企业的服务质量。
（四）对配电系统装置的影响
为了提升电网工作的稳定性，电力生产企业会在电网中加设一定的安全保护装置，以提高电力运行安全性。但是，由于光伏发电系统的灵活性，对电网系统的影响较大，导致原本设置的配电安保装置不能发挥较大的作用，安检和维修人员在对电网进行检查时可能会因为操作事物影响电网的正常工作。另外，光伏电池的工作原理是太阳能转化为电能，不存在一些机械电磁波之间的稳定性问题，但是由于光伏的功率较大，不稳定性的情况石油发生，且光伏发电系统中的等效电容储能较差，转化过程中直流电压上升较快，带来一些电力输送上的扰动，降低了电力使用的稳定性。电力生产企业在装配时，可以通过系统分析法寻找光伏电气的恰当运行点，提高用户用电体验。
三、结束语
总之，光伏发电技术是一种清洁可再生能源，可以有效缓解国家电力资源不足的现况，能够节约电力的生产，符合国家可持续发展的战略要求。在组建大规模光伏发展时，需要对电力系统的各个环节有所了解，才能确保接入时可以发挥二者的优势，消除不良影响。大规模光伏发电会对电力系统的无功电压、公角稳定性、电能质量和配电系统装置产生不同影响，相关企业应该予以重视，确保电力生产、运输和连接配送的稳定性和安全性，为用户提高可靠的电力资源。
参考文献：
[1]阳水财.浅析大规模光伏发电对电力系统的影响[J].科技与创新，2015（14）：83-84.
[2]李石头，王小川等.刍议大规模光伏发电对电力系统的影响[J].河南科技，2014（20）：20-21.
[3]朱建红.浅谈大规模光伏发电对电力系统的影响[J].科学论坛，2017（19）：144-145.
[4]索江镭，胡志坚，刘宇凯等.大规模光伏发电并网对互联网电力系统阻尼特性的影响及其阻尼控制策略[J].西安交通大学学报，2015（02）：105-99-105.
论文作者:刘润兴
论文发表刊物:《河南电力》2019年6期
论文发表时间:2019/12/12
标签：光伏论文; 系统论文; 电力论文; 电网论文; 稳定性论文; 电力系统论文; 电能论文; 《河南电力》2019年6期论文;