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摘要：光伏发电是一种有别于传统电源的新能源，是现今可开发的最大洁净能源。由于光伏发电运用逆变器并网，如果电网出现故障，不能起到支撑作用，这一问题使得光伏并网发电对电网的安全稳定提出了更高要求。如何针对光伏发电系统出现的问题提出切实可行的方案是现今研究的重大课题。基于此，本文就针对光伏发电系统接入电网及解决对策展开讨论。
关键词：光伏发电系统；影响；解决对策；
引言：
随着光伏发电系统电源的接入，配电网的设计、规划、营运和控制都要升级换代来适应其发展。随着越来越多的光伏电源接入到配电网中，开展光伏发电并网对原配电网影响的研究很有必要。根据研究结果，应用新的技术，制定相应的管理措施，在保证光伏发电系统接入电网中电能质量、安全和可靠的前提下，最大程度地利用太阳能资源具有重要意义。
一、光伏发电系统的概述
1.光伏发电系统
在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能。通常光伏系统由太阳能电池方阵、蓄电池、控制器、直流配电柜、逆变器和交流配电柜等设备组成。其中太阳能电池方阵和逆变器是光伏系统的基本要素。通过太阳能电池组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。太阳能通过光伏组件转化为直流电力，通过直流监测配电箱汇集至逆变器，将直流电能转化为交流电力。
与现有的主要发电方式相比较，光伏发电系统的特点有：工作点变化较快，这是由于光伏发电系统受光照、温度等外界环境因素的影响很大；输入侧的一次能源功率不能主动在技术范围内进行调控，只能被动跟踪当时光照条件下的最大功率点，争取实现发电系统的最大输出；光伏发电系统的输出为直流电，需要将直流电优质地逆变为工频交流才能带负荷。
2.光伏发电系统并网
光伏发电系统并网的基本必要条件是，逆变器输出之正弦波电流的频率和相位与电网电压的频率和相位相同。光伏发电系统并网有2种形式：集中式并网和分散式并网。集中式并网：特点是所发电能被直接输送到大电网，由大电网统一调配向用户供电，与大电网之间的电力交换是单向的。逆变器后380V三相交流电，接至升压变前380V母线，升压后上网，升压变比0.4/10.5kV。适于大型光伏电站并网，通常离负荷点比较远，荒漠光伏电站采用这种方式并网。分散式并网：特点是所发的电能直接分配到用电负载上，多余或不足的电力通过联接大电网来调节，与大电网之间的电力交换可能是双向的。适于小规模光伏发电系统，通常城区光伏发电系统采用这种方式，特别是与建筑结合的光伏系统。
二、光伏发电系统接入电网的影响
1.电压的影响
依据电网电压的降落情况对光伏发电接入配电网前后的电压变化进行研究，光伏电源接入后，因为其馈线上面的传输功率在减少，导致了沿馈线各个负荷节点的电压抬高，致使某些负荷节点的电压偏移超标，得到了光伏发电的介入把线路中的电压进行抬高，并且线路中某一点的电压变化情况和这个点所有的负荷情况与光伏发电出力有直接的联系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当然，进行合理的设置光伏电源的运行方式也尤为的重要。
2.孤岛效应的影响
光伏电源运用并网的逆变器进行并网，首先必须有防孤岛效应作为保护。孤岛效应的出现会产生很多的危害，一方面孤岛效应会对电网的检修人员的人身安全产生威胁，另一方面，如果除去了大电网的支持，供电的质量会受到阻碍，会使用电设备受到损坏，即使电网恢复用电使用后由于相位的不同步也会引发大的电流冲击。
3.电流谐波的影响
逆变器利用大多数的电力电子元件，在逆变器中把直流变换为交流的过程，难以避免的就会出现谐波。因此在对并网的逆变器进行选择的时候其质量和性能作为必须考虑的因素，它的质量和性能的好坏对电能的质量有着不容忽视的影响。配电的系统特征、进行连接的负载/设备类型、供电的类型决定着光伏并网电站谐波电压和电流的允许水平。依照光伏发电站接入电力系统的相关规定光伏发电站在并网运行的时候，在对公共的连接点进行谐波电流的注入时必须满足GB/T14549–1993的要求。
4.配电网的负荷特性、规划和调度自动化的影响
光伏电源的发电功率会跟着日照强度的不同而有所变化，当遇到晴天的时候，出现的是单峰曲线的形态，功率的峰值通常在10:00—14:00，光伏电源的接入会把配网的负荷曲线特征和最大的负荷点进行改变。比如；某一个小区的10:00—14:00之间内，园区从配电网接到的功率变小，一天中最高的负荷点在10:00前出现。这样的设计不仅使配网的配电规划有所改变，也在一定程度上改变了配网的潮流。由于现在有些光伏的电源接入没有调动自动化的功能，不可以参与到电压、电网频率的调整中去，这就可以减少配网的可调度的发电容量，进一步加大配网和调度的难度。
三、光伏发电系统接入电网的解决对策
1.研究开发支撑光伏发电接入公共电网运行的监测、保护和控制设备
（1）配电网的实时监视、控制、调节和计量单位。
原有的配电系统的监控和调度是由供电部门统一管理的，由于原配电网是一个无源的放射形电网，信息的采集、开关的操作、能源的调度相应都比较简单。光伏发电系统的接入使此过程趋于复杂化，电网运行需要监视的信息类型和范围增加，需要协调控制的对象增加。此外，由于分布式光伏电源的加入，个别的配电网区域内的潮流流向可能由原来的单一方向变为双向的，这样就有必要将原有的电能计量模式进行更改。
（2）含有分布式光伏发电系统的配电系统电能质量分析与控制技术
光伏发电存在功率波动的问题，这样就给用户带来了电能质量的问题。逆变器产生的谐波也会提升配电系统的谐波水平。如果光伏电源以单相的形式并网的话，会加大电网的三相不平衡度。因此需要研究含光伏发电并网的配电系统的电能质量综合监控与控制技术。
（3）含分布式光伏发电系统的配电系统的保护原理和技术
分布式光伏发电系统的并网，改变了原配电系统发生故障时的特征，使故障后的电气量的变化更加复杂，传统的保护原理和故障检测方式将受到巨大的影响，甚至无法做出正确的判断，需要探讨新的保护方法和技术。
（4）孤岛检测及紧急控制与继电保护
研究光伏并网系统孤岛检测的方法，研究紧急状态下负荷切除和孤岛划分的优化选择技术，研究孤岛运行和联网运行的无缝切换控制技术，研究光伏发电对配电网中短路电流大小、流向及分布的影响，以及含光伏电源的配电网保护与控制技术，以保证故障的快速、可靠切除和及时智能地恢复供电。
2.健全分布式光伏发电接入配电网的技术标准与规范
研究分布式光伏并网发电系统的技术参数和控制特性及承受大电网扰动能力的技术要求与标准，研究光伏发电系统并网的规模、接入电压等级、无功配置和电能质量等方面的技术标准，研究大电网接纳光伏发电系统应具备的条件等技术标准与规范，健全光伏发电接入公共电网的技术标准与规范，将有利于引导与规范光伏发电等新能源分布式发电系统有序的接入大电网，确保这些新型发电系统及其控制设备不会对大电网的安全稳定运行造成危害。
四、结语
总之，随着光伏产业的快速发展和国家对于新能源产业的大力支持，光伏电源接入至配电网为传统的配电网提出新的挑战。本文从光伏发电系统的概述入手，分析了光伏发电的接入对配电网电压和电网规划等方面的影响，提出了针对光伏发电接入电网的运行监测和控制相应的解决对策。此外，还可运用新的技术建立健全与之对应的管理措施，在确保光伏发电系统的电能质量和安全的基础上，最大效益运用太阳能资源有着极其重要的意义。
参考文献：
[1]许正梅,梁志瑞.分布式光伏电源对配电网电压的影响与改善[J].2015.
[2]葛晓慧,赵波.光伏电源接入对配电网电压稳定的影响研究[J].2014.
[3]尹淞，郝继红．我国太阳能光伏发电技术应用综述[J].2016.
论文作者:刘洪志
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
标签：光伏论文; 电网论文; 系统论文; 电压论文; 电能论文; 逆变器论文; 电源论文; 《电力设备》2017年第31期论文;