摘要：光伏并网发电方式具有无污染、成本低廉以及发展前景广阔等多项优势，需要研究学者明确光伏并网发电的机理与不足，提高其应用效率。基于此，笔者从光伏发电并网系统的组成入手，对光伏并网发电系统在并入电网过程中造成的影响进行了分析，并给出了避免负面影响的措施，有关部门及电力企业需要加强关键技术的应用与研发，加强电网建设，保障光伏并网发电系统以及电网的共同发展，为用户提供可靠安全的电力服务。
关键词：光伏并网；配电网；孤岛效应
随着能源危机与环境污染问题的恶化，新能源的开发与应用成为全球关注的重点。在所有新能源中，太阳能的应用最为广泛，目前光伏并网发电系统在我国电力行业的应用十分广泛，但是对于光伏并网发电系统的研究却比较少，尤其是光伏发电对电网的影响分析，更是寥寥无几，对光伏并网发电系统的进一步应用；电力行业的发展；甚至是新能源的应用发展造成了不利影响。因此，对光伏并网发电系统的研究是很有必要的。
1.光伏并网发电系统分析
太阳能光伏并网一经出现就获得较为广泛的应用，截止到2017年，我国国家电网公司的光伏发电并网容量已达1.37亿kw，发电量为1182千瓦时，是全球范围内光伏发现装机量最大的国家。光伏并网发电系统包括光伏阵列、控制器以及逆变器这三个部分，具体的工作流程如图1所示：
图1 光伏并网发电系统
其中，光伏阵列是应用光生伏特效应，通过太阳能电池将系统吸收的太阳能转变为电能，通常由一定数量的电池串并联形成太阳能电池组件，确保功率能够满足电源的应用需求；控制器主要用来控制光伏并网发电系统，还对蓄电池提供保护，避免过放电或者过充电现象的出现，使蓄电池能够时刻保持最佳状态，常用的控制器有智能型控制器以及2点式控制器等；逆变器主要用于直流电和交流电的转换，确保太阳能电池以及蓄电池输出的电力能够应用于交流负载中，根据输出波形的不同，逆变器分为正弦波逆变器以及方波逆变器这两种，正弦波逆变器的价格更加昂贵，但是能够用于多种负载中；方波逆变器的成本较低，但是仅能够用于对谐波没有过高要求的光伏并网发电系统中[1]。
2.光伏并网发电系统对电网的影响及对策
2.1影响分析
第一，孤岛效应。在光伏并网发电系统与电网连接之后，如果电网出现了故障，系统仍旧许向电网输送电力，这时电网并不能有效管理系统输送到电力，从而引发孤岛效应。一旦电网出现了孤岛效应，不仅会对电网造成损害，严重时还会危害到用户的人身安全。
第二，随机波动。对于光伏并网发电系统而言，在进行电力输出时，具备纯有功功率的特征。这种特征使得系统仅能够对电网的有功网络产生积极的影响，而不会影响到电网的无功功率。与此同时，系统的实际电力输出还会受到自然环境的影响，白天与夜晚、高原与平原以及雨天与阴天，都会使光伏并网发电系统的电力输出出现变化，从而导致电网的电压出现随机波动，影响电网运行的稳定性。
第三，谐波污染。对于光伏并网发电系统而言，工作原理是将太阳能转化为电能进行直流电的输出，而直流电并不能直接接入到电网中，需要系统通过逆变器将直流电转变为和电网相位及频率一致的电流。但是在逆变器进行电流转变的过程中，会出现大量的谐波，导致系统并网过程中出现相位锁定变换难度增大、功率失衡以及电能损耗等问题，这一现象被称作谐波污染。
2.2对策分析
为了避免光伏并网发电对电网造成上述负面影响，工作人员需要应用先进的技术和相应的措施弥补光伏并网发电系统的不足。具体而言，可以从以下两方面入手：
首先，加强关键技术的应用。随着科学技术的发展，研究学者开发了多种技术用于降低或者避免光伏并网发电系统对电网造成影响。本文主要介绍以下四种技术：（1）微处理器技术，该技术可以有效处理电网中的数字信号，并通过神经网络技术实现电网的全面动态的监测和控制，保障电网的正常运行；（2）逆变器拓扑结构，该技术可以通关主从连接结构或者列队连接结构进行光伏并网发电系统的优化，从而提高光伏并网发电系统的稳定性与运行效率；（3）孤岛检测技术，该技术是针对孤岛效应研发而成，能够有效监测孤岛效应，从而采取相应的措施处理孤岛效应，保障用户的用电安全与用电稳定；（4）最大功率跟踪技术，该技术主要依靠于电压跟踪法、电导增量法或者扰动观察法，跟踪光伏阵列中最大输出功率，避免最大输出功率在环境的影响下出现突变。
然后，加强关键技术的研发。为了保障光伏并网发电系统的运行稳定，降低其对电网造成的影响，研究学者需要加强关键技术的研发，为光伏并网发电系统的应用提供保障。比如，研究学者可以进行系统的仿真试验分析，将目前的典型案例作为基础，通过仿真模拟的方式进行系统的设计与对比分析，在设计环节实现系统的优化。与此同时，研究学者还需要加强光伏并网发电系统的理论研究，明确系统对电网影响的原理，探究两者的本质，为光伏并网发现系统的应用提供理论指导。
最后，加强电网建设。在光伏并网发电系统的发展中，不仅需要加强关键技术的管理，还需要注重电网建设，有关部门和电力企业需要进行智能电网的改造，将新能源配电网建立于用户侧，通过自发自用的方式为用户供电，如果光伏并网发电系统提供的电力不满足用户的需求时，用户可以从配电网中购电，这样不仅可以降低光伏并网发电系统对电网的负面影响，还可以实现新能源的高效应用。具体而言，智能电网的改造要考虑以下几点：（1）电力企业需要在电源侧安装高新设备，用于支持多种电源的接入，为配电网与新能源配电网的接入提供便利；（2）电力企业需要在电网侧应用智能化以及可视化集成系统，实现配网的规范化管理；（3）电力需要在用户侧安装先进的智能电表，实现用户和电网用电信息的交互，为新能源配电网的应用奠定良好的基础[2]。
结论
综上所述，光伏并网发电系统具有环保节能、成本低廉等优点，需要进行进一步推广应用。通过本文的分析可知，在光伏并网发电系统的应用过程中，存在着孤岛效应、电压随机波动以及谐波污染等问题，对电网的正常运行造成了不利影响，有关部门与电力企业需要采取科学有效的措施解决上述问题，促进光伏并网发电系统的应用与发展。本文的分析仍旧不够全面，仅供参考。
参考文献
[1]李健盛.光伏并网发电系统存在的问题及MATLAB仿真分析[J].机电信息,2016(36):1-2.
[2]徐桢.光伏并网发电对电网系统负面影响[J].中国科技信息,2014 (23):47-48.
论文作者:许一泽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/18
标签：并网发电论文; 电网论文; 光伏论文; 系统论文; 逆变器论文; 孤岛论文; 新能源论文; 《电力设备》2018年第19期论文;