摘要：在能源形势日益严峻的今天，光伏发电作为可再生能源的作用与应用前景正日益得到社会的普遍认同，开展光伏发电的应用推广也更具有现实意义。然而，由于技术和政策的局限性，使得光伏并网在运用过程中易受地理、容量以及气象和时间等的影响，致使其发电量减少，其面临的问题对电网也产生了巨大的影响。基于此，该文从光伏并网发电系统的优势入手，对光伏并网发电系统对电网的影响作了详尽的分析，以期能为业内同仁提供有益的参考。
关键词：并网光伏发电系统；电网；特点；影响；优缺点
一、光伏并网发电系统的特点
1.1随机波动性
由于发电系统所处的环境温度、天气条件以及太阳能光照强度等因素的影响，使得光伏发电具有明显的随机波动性，随着光照条件、强度以及天气的变化，光伏发电系统的输出功率呈随机波动的特点。
1.2纯有功功率性
目前将光伏发电的输出电并网至电网的主要方法是逆变器，其控制方式是输入电压源，输出电流源，即电压源电流控制方式；这种方式通过控制输出电流跟踪网点电压进行并网。输出功率因数近1，几乎为纯有功功率输出。
1.3孤岛保护负荷相关性
孤岛效应可以通过抗孤岛设备监测出来，目前的发电现状，光伏发电容量在电网中比重较小，监测准确度较高，但随着光伏并网发电系统的发展，光伏发电容量也在逐步提高，这就使得孤岛效应监测的时间增长，有可能和失败而导致电网故障。同时，由于分布式光伏并网发电系统和集中式光伏并网发电系统类型的不同，其有着各自独特性：对于分布式光伏并网发电系统，其接入电网一般为低压配电网（0.4kV），由于其户用式分布，所以还可以与风能发电等新能源一起形成微网并接入电网；而对于集中式光伏并网发电系统，由于其发电站式集中分布，所以可以更容易的进行电压和无功调节，因而更容易接入电网，接入电网以高压（10kV）为主，但也是由于集中分布于远离城市的光照充足的区域，使得输电距离更远，容易形成干扰，并使得电路老化和损耗，二次设备成本较高。
二、对电网的影响
2.1供电质量问题
有用电能作为光伏并网发电系统提供的唯一电能，具有一定的局限性，如无功电流直接对电网末梢的供电质量造成影响。这时需要增加一些无功设备为供电作补偿。早晚太阳辐射的变化也会对光伏发电系统产生很大的影响，这种情况降低了供电的稳定性。有关专家针对并网装置的利用率问题，提出了一些改善光伏并网系统供电质量的方法，使光伏发电并网的经济效益大大提高。下面将具体针对谐波、电压、频率等因素在光伏并网发电系统接入电网产生的质量问题展开论述。
(1)谐波。光伏逆变器虽然对改善无功电流的供电质量有较好的效果，但是光伏逆变器本身含有大量的电子元器件，因此，在实现直流逆变为交流的过程中会产生一些谐波，这时谐波污染对电网的危害是无法避免的。随着光伏发电系统在电网中的使用范围不断增大，谐波污染逐渐引起了人们的重视，目前，人们正努力的寻求解决办法。
(2)电压和频率。光伏并网发电系统存在的形式有两种，这两种形式影响了不但影响了电网的电压质量与频率质量，还影响了会对配电网和高压输送的控制力。光伏发电的形式存在一定的随机性，因此会导致系统经常性的频率波动，这就需要系统本身配备其他的辅助设备对其进行调控。
2.2孤岛效应带来的问题
一旦与光伏并网发电系统连接的电网线路发生故障或事故，需要停下来检修，系统与电网不得不分离开来，但是光伏并网发电系统不会停止，它还会继续向所带负载供电，从而使系统成为不受控制的供电孤岛。这种情况下，供电公司也无法掌控的光伏发电系统，并因此形成孤岛效应，这会造成配电网系统及用户端的损害。
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2.3可靠性与稳定性问题
在光伏并网发电系统接入主网后，对供电系统的稳定性及可靠性造成一定的影响，主要体现在以下三方面。
(1)我们已知光伏发电系统发电量具有一定的波动性和随机性，这对输出功率的稳定性影响较大，因此，导致光伏并网发电系统供电的可靠性降低。
(2)由于光伏电站选址、配置容量及电网连接的方式不同，因此影响了系统的可靠性。同时切除故障光伏电池组件等操作也会影响系统的可靠性。
(3)光伏发电系统在运行时，投入量越多，所占的发电容量比例越高，对系统的动态稳定性影响越大，因此，对电网供电的稳定性影响较大。
2.4电网效益问题
因为光伏发电系统发电形式的特殊性，所以系统接入电网后，在电网的效益方面带来一些影响，具体体现在以下两个方面：第一，光伏并网发电系统本身没有调峰和调频的能力，因此在早、晚用电高峰时段产生的负荷对电网造成很大的冲击;第二，随着光伏发电的大量投入，使得负荷预测的难度增加，这在一定程度上增加了电网规划的不确定因素。
三、光伏并网发电系统的优缺点
与独立运行的太阳能光伏电站相比，并入电网可以给太阳能光伏发电带来诸多好处：
3.1应用优势
不必考虑负载供电的稳定性的问题；光伏电池可以始终工作在最大功率点处，由大电网来接纳太阳能所发的全部电能，提高了太阳能发电的效率。由于直接将电能输入，可以充分利用光伏阵列所发的电力。省略了作为储能环节的蓄电池，降低了蓄电池充放电的能量损耗，免除了对蓄电池的维护，以及由其带来的间接污染，降低了系统的成本；并网光伏系统可以对公用电网起到调峰作用。
3.2存在的问题
与所有光伏发电系统一样，并网系统也存在以下缺点：①光伏阵列发电效率低；②系统的造价成本高；③发电运行受气候环境因素影响大。另外并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统，对传统的集中供电系统的电网会产生不良的影响，如谐波污染、孤岛效应等，并且对电能质量及系统保护也会带来一定的影响。
四、对光伏并网发电系统的前景展望
随着科学的进步，对光伏并网发电系统的研究越来越深入，而且不断有新技术的产生。但是想要提高其发电效率，必须要彻底掌握发电系统的各个方面。再者就是要使光伏并网发电系统能够全面的应用，这样未来中国的能源危机不仅得到了缓和，同时环境污染也得到了巨大的改善。而目前对光伏并网发电系统的研究仍然处在初期阶段，仍然存在着投资大、发电量小、易受环境影响等缺点。
据统计，我国的供电可靠性的管理模式仍然停留在传统阶段，殊不知该管理模式也会对未来的发电系统造成一定的影响。所以，为了使未来光伏并网发电系统更好的工作，必须要对供电可靠性管理的模式进行整改，当然首先要找出原始管理模式的不足，针对不足提出整改意见，对管理模式进行创新，最终服务于光伏并网发电系统的工作。
结束语
光伏发电是一种新能源技术，因其独特的优势受到国际的广泛关注。光伏发电技术是可再生能源利用的有效形式，同时作为电网的重要补充，因此光伏发电在我国得到了大力发展，然而由于光伏发电自身的特点，当其接入电网时会对常规电网的运行规划和管理等方面造成很多影响，因此分析这些影响产生的原因，对于制定相关的技术措施和管理规范有重要的研究和实用价值。
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论文作者:王瑾,赵星
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/12
标签：光伏论文; 并网发电论文; 电网论文; 系统论文; 孤岛论文; 谐波论文; 可靠性论文; 《电力设备》2018年第14期论文;