摘要：随着时代的快速进步与社会经济的不断增长，生活的各个方面对电能的需求越来越高大，这对电能的供应提出了更高的要求，也是对电力企业的严峻考验。随着我国节约能源和保护环境的可持续发展战略的提出，能源问题更加凸显，大规模光伏发电恰恰缓解了这一问题，可是又会使原有的电力系统发生一些相应的改变，所以，分析大规模光伏发电对电力系统所产生的影响是十分必要的。
关键词：光伏发电；电力系统；影响探究
引言
我国地大物博，虽然资源丰富，但是人口很多，使得能源缺少。加强能源保护和新能源的开发显得更加的重要。近年来，电能越来越成为主要的能源供给，电能来源很多。光伏发电技术非常方便，缓解了能源不足和环境污染的问题。在并网的过程中，由于光伏发电自身的特征，如今的电力系统存在着很多的问题需要进行解决。因此，应该仔细研究光伏发电对于电力系统的影响，从而帮助光伏发电技术的不断发展。
1重要意义和工作原理
大规模光伏发电运用的是太阳能，属于清洁能源，和其他能源相比，污染少，不需要电能的存储、释放等中间过程，能耗低，运用率高，增加了电能的输出量，更好地保障了人们的能量需求，所需场地空间小，简单方便，光伏发电系统在建筑群中的有效运用，使建筑布局更科学更合理，建筑物的外观结构更具特色，更吸引消费者。大规模光伏发电的实质是运用发电系统将储存的太阳能转化成符合人们需求的电能的过程，是直流电转变成交流电的过程。并网逆变器是完成这一过程的主要设施，集中式大型并网电站和分散式小型并网发电系统是光伏发电的两种不同形式，集中式大型并网电站可以直接在站内完成电能的转化，实施用户配电，适合国家级电站，而居民建筑常采用分散式小型并网发电系统，便于光伏建筑一体化建设。
2大规模光伏发电系统介绍
2.1光伏电池与阵列模型
对相关基本参数进行拆解和表达后，需要确定电流和开路电压，另外还需要注意最大功率、点电压等相关参数，通过多次的比较和大量实验，确定最适合实际工程计算基础情况的模型表达式。在大规模光伏发电系统当中，阵列模型是通过阵列模型所确定的，阵列状态一般是通过串并联的方式实现。
2.2并网换流器与控制模型
并网换流器在大规模光伏发电系统之中，就是相对大规模的单元来说的一种暂态的，并且属于并网特性的换流器。目前，比较广泛应用的大规模光伏发电系统中，电压源型是由内外环双层结构组成，得到一种双环的控制结构。内环控制方式一般是经过控制电流，其电流值必须与外环的电力参考值进行标准准则的对比，然后通过控制环节以及换流器装置外，再经过电流的入网相关处理。
2.3光伏发电系统模型
在光伏发电系统模型的建立过程中，需要通过结合方程组所涉及的基本参数，当拆分之后，确定最为基础的构成模块，找出模型当中的各个基本状态的方程因素。在这一过程中，对逆变器和MPPT等控制环节需要进行相关操作处理，最终确定出状态方程。以联立处理的基本结构，然后得到光伏发电系统模型。结合多研究的需求以及光伏发电系统模型情况，进行选取相应的建模方法。
3大规模光伏发电对电力系统的影响
3.1对有功频率特性的影响
结合光伏发电的实际应用情况，可知其具有这些方面的特性：其电源是静止元件，不会产生转动惯量；发电时的外出力不恒定，具有随机变化的特性：不同时间段的有功与无功动态特性有所差异，且电源的抗扰动能力弱，会引发脱网故障；对逆变器依赖性强，具有良好的四象限控制能力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆光伏发电这些方面的特性给电力系统的有功功率产生了一定的影响。具体包括：会影响系统的调频效果、调度过程中的经济性；备用设备的优化策略发生变化；系统既有的等效转动惯量发生变化，会使极端条件下的频率变化幅度加大；保护动作异常等。
3.2对电能质量的影响
电能质量在电力系统运行管理过程中十分的重要，是电力企业竞争力以及信誉的一种体现。在光伏电力系统并网后，使得系统容量加大。光伏发电机组系统的数量和规模的不同，使得电力系统的整体框架有一定的改变，使得潮流分布的控制也更加的困难，对于配电网的电压质量产生了很大的影响，使得用电的效果有一定的影响。如今，引进大规模光伏系统，使得大量电力电子装置改变现有的电力系统的固有模式，使得电力质量降低。逆变器的响应慢，使得输出精度降低，产生谐波，当某一区域的阳光变化快时，谐波的变动范围变大，并且可能发生波动叠加。如果并网逆变器单独工作的话，其输出电流谐波小，多台并网逆变器输出电流谐波将会超过基准。逆变器并行系统具有电网阻抗耦合效果，降低了并网逆变器控制电路的带宽和稳定的裕度，使得谐波不稳定，光伏发电站长距离输电线缆连接弱电网，使得一些谐波变大。
3.3影响无功电压的特性
因为光伏发电系统具有其独特的运行特点，所以在进行建设时应该有所考虑，通常在海拔高、日照充足的戈壁沙漠地区进行光伏发电系统的建设。这些地区具有很多的优势，其人口少、电力需求较小、电力系统负荷能力低等优势，都是建立光伏发电系统的优势。光伏发电系统中的电网的短路容量较小。从光伏发电系统产生的电能通过远程高压传输，输电时会发生随机波动。随机电波会是电网运行的无功平衡受到冲击，对电网的平衡产生影响。
3.4大规模光伏发电对配电系统的影响
光伏发电的电源在接入电力系统后，会对后期配电造成一定影响。第一，因为多电源的复杂结构会影响到配电系统的正常运行，导致故障概率增加；第二，受到变压器连接方式的影响，逆变器形成的接地回路会影响电网中的电流和电压，还会对继电器的保护造成错误引导，使其出现不正确的反应；第三，对于比较敏感的并电网光伏变换器，需要增加一定的保护措施，否则会出现低电压超越、输出直流分量超出标准等问题。另外，高密度的光伏发电系统是由多条或是一条低电配电线路加入相同的主线发电的，当一些电路与高密度光伏发电系统相同的主线在高强度的电压下，很容易出现电线短路的情况，而且还会导致上下级熔断器无法配合。
3.5对小扰动稳定性的影响
由于大规模光伏发电的电能来源于太阳能，因此在光伏系统并网运行的过程中，避免了机械与电磁量的稳定性问题与失衡现象的发生问，但会却存在小扰动稳定性问题，造成电气运行的不稳定，制约系统功能的全面实现，导致电力系统运行不稳定。主要表现在光伏发电系统的两个运行点之中，其中一个会因处在高出力状态而产生不稳定现象，因光伏电力系统的电容存储能力较差，当故障发生时，吸收不平衡功率的职责由直流侧的电容承担，所以直流侧电压会因故障发生而急剧上升，很难调整，进而导致电源的运行出现不稳定现象，所以，电力系统在系统受到一些小干扰后，如光照扰动等，稳定性会在一定程度上受到影响。
结语
光伏发电的大规模利用能有效地解决我国的能源不足问题。这项技术符合国家生态环境保护理念，有利于可持续发展。而只有对光伏发电的机组进行具体系统的分析和研究，这种光电模式才能更广泛地被使用。此外，加大研究力度、扩大研究范围，有利于我国电力系统更稳定更长期地发展，并促进我国社会经济的发展。
参考文献
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[3]冯大伟，程璐，王震泉.超大规模光伏发电并网对电网关键潮流断面影响的研究.电工电气，2019（7）
论文作者:遇洪波
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
标签：光伏论文; 系统论文; 电力系统论文; 电能论文; 逆变器论文; 电压论文; 谐波论文; 《电力设备》2019年第20期论文;