摘要：传统模式下电力系统长期运行中需要消耗较多的能源，不仅会影响能源安全，也对环境质量可靠性带来了潜在威胁，制约着现代电力企业的稳定发展。为了改变这种不利的发展现在，应注重光伏发电的高效利用，充分发挥其在电力系统调度、规划等方面的实际作用，提高远距离输电质量，促使大规模光伏发电方式支持下的电力系统运行水平得以不断提升。因此，需要注重大规模光伏发电对电力系统的影响分析。
关键词：大大规模光伏发电；电力系统；影响
1功能强大的大规模光伏系统的建模与仿真分析
当前形势下光伏发电在电力系统运行中的应用范围正在扩大，其中的装机容量所占比例日益提高。为了对大规模光伏发电与电力系统交互影响的各种研究成果进行总结，需要注重大规模光伏系统的建模与仿真分析。具体包括以下方面：
（1）了解光伏电池及相关的模型。大规模光伏系统运行的过程中，对光伏电池的依赖性较强。因此，需要结合光伏电池的实际应用状况，获取相关的等效电路，进而在计算机网络三维空间中构建出光伏电池模型，从而了解系统运行中光伏组件的差异性，确保光伏阵列设置能够达到电力系统稳定运行要求。
（2）内环控制系统构建。大规模光伏系统构建的过程中，需要在光伏发电模型构建的基础上，了解与换流器相关的控制系统。其中，光伏电压输入值控制时依赖于外环控制系统；光伏电压输入值转变得到的电流参考值，则需要通过内环控制系统科技进行控制。因此，为了加强对光伏发电时电流输入值的有效控制，应根据电力系统的实际情况，构建出内环控制系统，了解其中电流控制的具体情况。
（3）建立符合光伏发电系统要求的动态模型。大规模光伏发电系统建模目标的实现，需要对光伏发电系统中的各组成部分进行分析，明确彼此间的关系，建立相应的方程组，最终得到光伏发电系统模型。同时，需要采取有效的方式将逆变器的控制作用表达出来，最终得到各个部分对应的方程，用方程组的方式构建出符合光伏发电系统要求的动态模型。
（4）建立符合光伏发电系统要求的稳态模型。基于电流控制模式的逆变器，根据行业技术规范要求接入到电网中，可以为光伏发电系统稳定运行打下基础。结合系统各部分的组成结构进行潮流计算时，应对其中的节点电压、接入网电流、系统运行时的有功功率进行考虑，最终得到包含变压器、逆变器等多个组成部分稳态模型潮流方程。
（5）系统仿真分析。运用专业的电力系统仿真平台对构建得到的大规模光伏发电系统模型进行仿真分析，可以对系统模型的实际应用效果进行综合评估。像PSD—BPA、PSA SP仿真平台，都可作为重要的仿真技术手段实现大规模光伏并网分析，并设置出系统软件的各功能模块，促使大规模光伏发电系统实际应用中能够达到预期效果。
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2大规模光伏发电系统对电力系统的影响
2.1影响有功频率的特性
随机波动性、低电压时无功动态特性不具备、四象限控制能力和脱网现象等是大规模光伏发电具备的特性，这些特性会改变电力系统的稳定特性，从而对系统的正常运行和规划造成一定的影响。在研究中指出光伏电力随机波动性的幅度和频率会严重冲击系统的有功平衡性，从而对系统一二次调频和有功经济调度等运行的特性造成影响，同时会大大增加频率质量越限等相应的风险；在接入光伏后对改变系统备用优化策略，针对这种情况，需要将常规机组等电源有功频率协调控制的适应性需求进行及时的调整；而且由于非旋转静止元件是光伏电源的实质，由于不断增加接入的规模等原因大大降低了系统的等效转动惯量，使系统应对功率缺额的能力进一步恶化，这样增加了频率迅速变化的风险，从而对其正常运行造成不利影响。
2.2影响功角稳定性
研究中发现静止元件是光伏电源的本质，在功角振荡过程中其本身是不参与的，因此功角稳定性的问题自然不会存在，但是由于其特性，如随机波动等，导致在接入大规模光伏以后对电网原有的潮流分布和传输功率等进行了改变，而且在故障穿越期间，光伏具备的动态支撑性能与常规组具有一定的差异性，所以在接入光伏以后会在一定程度上改变电网功角的稳定性，而电网拓扑结构以及控制光伏电源技术等对改变的程度具有决定性的作用，功能稳定性在接入光伏以后可能被改善，也可能会进一步恶化，只有通过仿真分析具体的场景才能确定其造成的影响是好是坏。另外如果故障没有足够的穿越能力则会引发光伏并网的脱网现象，一般在集中化和规模化以后这种现象更容易出现，脱网现象会更加强烈的冲击系统的稳定性，所以需要与实际并网情况相结合，将大规模光伏的脱网风险及时和正确的评估和预测。我国光伏基地在集中接入以后将通道潮流分布的均匀性进行了改变，而且光伏电源的动态支撑性比较弱，通过对这两项影响的分析可知，如果降低了通道的传输极限，其安全性可以通过将光伏电源切除来保障。
2.3影响小扰动稳定性
虽然机械与电磁量不平衡的动力学稳定问题是光伏电池本身不存在的，但是电气不稳定运行是光伏电池普遍存在的问题之一，因此电网的稳定性也会受到并网后大规模光伏的影响。对注入特定光伏功率问题进行了具体的研究，其对理论上不稳定的一个运行点利用小扰动法具体的分析，在具体的分析中发现在与最大功率运行点的高出力水平接近的地方更容易出现不稳定的现象。再者对光伏电气不稳定运行机理从动态等效阻抗适配方面进行研究，其认为只有光伏电站的直流侧电容可以吸收故障期间不平衡的功率，而且由于电容具有较小的储能作用，所以直流侧电压上升的现象是由功率的不平衡性直接造成的，从而影响电源的正常运行。在研究过程中通过对小信号数学模型的建立，其中光伏电池和逆变器等都是该模型所包括的内容，对小干扰对系统稳定性的影响通过特征值法进行了分析，将光照扰动后的稳定性用仿真模型进行了验证。
3结束语
电力系统未来发展中重视大规模光伏发电的高效利用，对自身生产效益增加及输电能力提高至关重要。因此，现代电力企业在构建电力系统的过程中，应对系统的整体规划设计、能耗状况、输电性能等进行充分的考虑，加强大规模光伏发电方式的合理使用，促使电力系统能耗状况得以改善，能够长期处于稳定、高效的运行状态，最大限度地满足可持续发展战略的实际需求。
参考文献：
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[2]张央．大规模光伏发电对电力系统的影响分析[J]．低碳世界，2016（23）．
[3]任永浩，王艳．浅析大规模光伏发电对电力系统影响fJ]．山东工业技术，2016（22）
论文作者:陈军1,刘美2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：光伏论文; 系统论文; 电力系统论文; 模型论文; 稳定性论文; 电网论文; 特性论文; 《基层建设》2019年第7期论文;