摘要：现如今，充分利用可再生能源已经是全世界人民达成的共同意识，由于环境的不断恶化，人们不断加深对能源安全的担忧，大规模的可再生能源作为新型的电力系统，本文主要论述了我国的大规模光伏发电对电力系统的重大影响，以提出进一步的研究内容以供参考。
关键词：光伏发电；电力系统；影响
随着社会的快速发展，人们对化石能源和能源安全等方面加大了关注力度，由于环境的不断恶化导致人们对清洁能源和可再生能源的需求逐渐增加，大多数国家都致力于开发利用太阳能和风力发电，大规模的展开决策和规划，促使着电力系统的新时代来临，将新能源发电作为今后发展的标志所在。
1光伏发电的概念以及工作原理
1．1光伏发电的概念
光伏发电主要就是指借助半导体发展技术，将光生伏特效应中的自然光转化为电能，这种新型的技术中主要是由太阳电池板、控制器和逆变器这三个组成部分结合而成，光伏发电利用了电池串联的原理，将上述的三种材料连接在一起，组成太阳电池组，在后期可以通过功率控制器等器械进行光能的转化，最终组合而成光伏发电设备。
1．2光伏发电的工作原理
其主要的工作原理就是借助半导体光电效应，对光能进行一种转换，最终成为电能，在光伏发电装置当中，半导体是由硅原子和硼原子这两个主要部分组合而成，由于这两种原子都具备了电子吸附功能，在光能的转化中起着较强的作用，半导体能够借助这两种原子将太阳光中的正电荷例子进行吸附，利用光波和光能量转换成为电能，电流就由此形成。现如今我国大规模光伏发电装置都利用到了多硅晶，其中蕴含着硅原子和硼原子这两大元素，还融合了些许磷元素，在光伏发电系统中结合了燃烧板，能够有效帮助其稳定发展，促使我国的电力企业可持续化。
1．3光伏发电的优点
作为新型的发电手法之一，光伏发电与传统的发电手法相比具有一定的优势，首先光伏发电中利用到了新能源，由太阳光来产能，所以不容易出现能源枯竭的情况，能够为人类的未来发展提供充足的发展动力来源；其次光伏发电借助的是物理原理，通过光伏特效应发电能够有效的保护社会环境；最后光伏发电的应用原理就是借助太阳光，太阳光是能源的根源，通过太阳光的能源转化，才能产生新能源，有效的保障了能源的产生质量。在我国的电力企业当中，对光伏发电的应用较为广泛，主要的原因就是光伏发电具有传统发电所不具备的优势，在产能和应用中都能够促使我国电力事业的快速发展。
2大规模光伏发电系统的建模
2．1光伏电池及其阵列建模
光伏电池是在单二级管模型的光伏电池等效电路的基础上建立起来的，而光伏电池数学表达式也建立在KCL的基础上，所以相关的工作人员可以通过光伏电池提供商来获取技术参数，例如短路电流、最大功率点电流和电压等等，通过上述的数据来取得大规模光伏系统计算模型的表达式。但是也可以通过光伏电池模型和串并联组合得出光伏集成模型，但是在形成光伏电池及其列阵模型之中仍然存在着较多问题，例如光伏组件间的差异和逆变器某型出现问题等。
2．2换流器以及内环控制模型
换流器作为光伏发电系统的重要组件之一，能够直接决定光伏发电单位的暂态，影响其他并网的特性，但是在现如今的换流器运用中，都是借助内外环结构控制方式，从该方式的内环为出发点，主要围绕着电流输入展开，而外环控制生成的电流参考值是重要的基准，二者相结合通过换流器将电流纳入输电网络系统。此外，外环控制是以电压为主要输入，伺候的各个控制环节都需要利用到电压输入生成内环控制的电流参考值，影响到了换流器的并网策略以及外特性等。
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2．3光伏发电系统模型
光伏发电系统模型是一种稳态模型，利用逆变器接入电网，相关的工作人员在该过程中对PV节点和PI节点等进行测算，与此同时还可以构建变压器问题模型的方程以及其他问题模型方程等。总而言之大规模光伏发电系统在运行的过程中需要控制多个模型，相关的工作人员要对光伏阵列和换流器的组合方式进行着重考虑，综合考虑变压器的参数等，对全过程的仿真模型的深入研究后，进行并网分析工作。
3大规模光伏接入对系统特性的影响
3．1对有功频率特性的影响
光伏发电具有五种特性：其一是外出力的随机波动性；其二是电源能够利用换流器并网来达到无转动惯量，是无旋转的静止元件；其三是在低电压穿越期间，具有有功动态特性和无功动态特性；其四需要考虑到电力电子等设备元件的安全性特点，由于电源抗扰动较差，较低的过负荷能力十分容易导致脱网；其五是通过逆变器并网具备有功解耦控制能力和无功解耦控制能力和四象限控制能力。光伏系统具备以上五种特性能够促使大规模光伏接入系统的稳态/暂态特性发生一定的变化，最后对系统的运行和规划有所影响。
3．2对无功电压特性的影响
在我国的戈壁、荒漠等地区，由于受到当地的负荷水平的影响，大规模光伏集中接入到该类地区，由于地区内的电网短路容量相对于其他地区而言较小，大量光伏电力要想实现远距离外送，都要利用到高压输电网，随机波动的有功出力在近区电网和长输电通道的穿越中极可能影响到电网的无功平衡特性，最终导致沿途的母线电压波动幅度较大。并且现如今的光伏电源中，并网运行的无功电压支撑能力较弱，所以加大了电压失稳的风险，甚至发生电压质量越限的情况。相对于规模化光伏分散接入配电网，光伏接入对电网既有的辐射状网架结构起着决定性的作用，能够改变单电源结构，将其转变为双电源或是多电源，配电网的电压质量受到电网潮流分布大小、方向的影响，复杂多变的电网潮流使得控制更加困难，包括有光伏接入位置、接入规模和出力等。
3．3对功角稳定性的影响
光伏电源由于自身是静止元件的一种，所以并没有参与到功角震荡当中，不存在有功角稳定性的问题，但是由于光伏电源具有随机波动和无转动惯量等特性，所以当大规模光伏接入之后，就能够有效的改变电网原有的潮流分布和通道传输公路，还能够减小系统的等效惯量。同时机器故障穿越期间光伏与常规机组不同，具有动态支撑性能，所以光伏接入之后就会产生一定的变化，主要是电网的功角稳定性，而变化的情况受到电网拓扑结构和运行方式、所采取的光伏电源控制技术和光伏并网位置及规模等有直接的关系。光伏接入后对电网的功角稳定性的影响具有不确定性，有可能改善，也可能恶化功角稳定性，所以在具体的运用中需要结合实际的情况，利用仿真分析来确定最后的光伏接入。
4结束语
本文论述了我国的大规模光伏发电对电力系统的重大影响，目前大规模光伏发电系统能够在一定程度上帮助社会环节用电紧张的问题，但是也存在有一些问题，能够影响到电力系统，当大规模光伏发电系统接入到电网系统的过程中需要分析其中存在的不确定因素，有效的防止大规模光伏发电系统对电网运行的负面影响，在此基础上发挥大规模光伏发电系统的整体功效。
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作者简介：
单小勇 身份证号码：13012519820214xxxx
论文作者:单小勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/6
标签：光伏论文; 电网论文; 系统论文; 模型论文; 特性论文; 电压论文; 电力系统论文; 《基层建设》2018年第17期论文;