摘要：大容量光伏发电设备是我国能源发展的重要组成部分。本文首先介绍了大容量光伏发电关键技术，提出了光伏电站和光伏设备关键技术；其次，分析了大容量光伏发电对并网的影响，从电网运行的多个不同的角度分析出了大容量光伏发电的关键技术影响，希望能为该领域关注者提供有益参考。
关键词：大容量；光伏发电；关键技术；电网运行；电网配置
国内太阳能光伏发电已经进入到了全新发展阶段，在经过了若干示范工程项目的运行经验积累之后，逐渐转向了大规模光伏发电并网发展模式。并网光伏发电省去了原本的蓄电池存储能，提高了系统运行效率，具有更为广阔的发展前景。但是在此过程中，如何提高关键技术的成熟度，减少系统运行故障，成为了相关领域工作人员的工作重点之一。
一、大容量光伏发电关键技术
（一）光伏电站关键技术
利用逆变器可以实现对系统无功和有功的控制，降低系统有功的变化率，并完成谐波补偿。从技术角度进行分析，可得出相对于其他系统配件，逆变器的电压稳定等级更高，并且在电量输出、单体容量与抗干扰等方面，都有更强的效果，能够达到智能电网要求的网源互动效果。在并网控制中，要加强电网电压信号锁定技术，使其更加精准和快速，从而有效地防止大功率并网中出现的不稳定运行问题[1]。部分大容量多级协作管理模式，对于群控技术表现出了较高的依赖度。在进行组织管理中，增加了大面积组件问题的处理时间和成本，MPPT并联所产生的额外费用与损耗问题，成为了分布式系统对电网调度通信中实现的多机协作与实时通信管理模式。
（二）光伏设备关键技术
大功率跟踪对于跟踪的准确性、稳定性与快速性等方面都有较高的要求。一般使用点导增量的方法、恒定电压方法与干扰观测的方法，可以实现有功输送的调节。在具体操作中，储能设备的容量较小的，价格较为昂贵，不能有效地完成实施补偿操作，储能环节也会受到显著影响。与风能发电接入模式有相似性，光伏发电模式当中，光伏机容量增加之后，系统的稳定性会受到明显的影响。经过实践探究可得出，如果系统中因为短路而产生了电压跌落问题，则电网与再生能源发电机会实现持续连接，以此实现电网的恢复。如果在此过程中中，直接引入Buck电路，可以有效地控制功率过量消耗，并且可以防止直流母排的电压过大问题。若直流母排电压增大，则光伏阵列出力会随之降低，更好地达到低电压穿越效果。
二、大容量光伏发电对并网的影响
大容量光伏发电对于并网的影响主要体现在以下几个方面：
（一）影响电网规划
大容量光伏发电会对电网的整体规划产生影响。我国光伏发现目前已经取得了世界瞩目的成绩，在实际的规划工作中，新增的庄电机总量连续五年占据了全球领先地位。截止到2018年5月，我国并网光伏装机的容量已经超过了1.4亿千瓦，其中，广东省地区占据了较大的比重。我国广东省某地区的大容量光伏发电规划管理中，电源规划要求了符合供电要达到较高的可靠性。规划部门的工作人员，通过对机组定期检修的方式，明确了系统运行中的负荷状态。广东省召开清洁能源发展光伏产业技术创新大会，在论坛上列举了我国光伏发电总量达到了660亿千瓦时，同比增长了61%左右，标志着我国光伏行业发展迎来了新的曙光[2]。
（二）影响电网运行
大容量光伏发电系统中的光伏渗透率达到一定的比重之后，系统本社内的运行特性直接受到光伏电站行为的影响。比如，广东省某大容量光伏发电研究中心，在对大规模光伏电站的日常运行状态与控制策略研究中，重点对孤立电网稳定性的影响进行了研究。将有功与无功系统加以控制之后，可以形成较大的改观。并且，由光电、光伏、燃气轮机共同组成供电孤立电网，使大容量光伏发电对并网后的电压产生了支撑作用。在此种发展模式下，广东省在地铁五号线内、主检修库和车辆段运用库当中，均装置了太阳能光伏发电板，总覆盖面积达到了7万平方米。同时，在珠海伶仃洋海域海面上，也建造了31台风机设备。此举正式广东省经济发展过程中，应对化石能源不足提出的新能源发展战略，为区域经济的发展提供了必要的能源。同时，在广东省的高栏风电场的装机容量已经达到了4.95万千瓦时，该风电场于2010年正式投入使用，在距今约九年的时间内，每年都可以向珠海市提供8000万千瓦时的清洁电能，创收超过了5000千万元。
（三）影响电网稳定
现代化发展进程中，化石能源进入到了枯竭的状态，并且能源大规模不合理使用，也对环境造成了严重的破坏。太阳能作为一种清洁可再生能源，早已得到了全世界能源发展的重视。大容量光伏发电在可以生产出清洁能源，但是，在日常运行的过程中，日光照射间歇性与时空分布的随机性，会使系统整体的运行稳定性与安全性受到影响。大容量光伏发电对系统稳定性产生的冲击，导致了光伏电站脱网事故频发。这一问题如果不能得到解决，不仅会影响导系统整体运行，同时对于国内光伏事业的健康发展也会产生负面影响。基于此，可以结合PMU现场实测的数据，使用多元化处理指标，对大型光伏电站进行综合性评价，找到影响电网稳定性的根源所在，以合理化处理的方式，提高对新能源的管理水平。
（四）影响电网配置
除了上述几个方面的影响之外，大容量光伏发电对于并网的影响还体现在电压、接地电压源和短路电流等级几个方面，具体见表格：
表1大容量光伏发电对并网配置的影响
1.电压
光伏渗透率达到一定程度之后，受到光伏处理时变特性的影响，馈线上潮流会出现实时变动的特征。部分逆潮流注入输入电网情况下，会使馈线电压调节的常规运行状态受到影响。如果不能得到有效控制，则会进一步激化潮流到送现象。通过调节变压器的方式，可以对开关进行修正，但是要注意确保光伏电源与其他无功电压补偿装置协同工作。
2.接地电压源
不同连接方式下的变压器设备会与逆变器形成不同类型的接地回路，对零序电流产生影响。此种情况下，如果不能得到有效控制，则会进一步加大单项接地故障下，未短路项的对地电压。对此，工作人员在进行光伏发电系统管理和控制中，要加强管理，提高系统整体的稳定性。通过对接地电压源进行控制，也能够更进一步优化并网效果。
3.短路电流
光伏逆变器作为电流源控制，一旦出现短路故障，需要立即切除，以保证逆变器的运行安全和稳定。对于常规机组，逆变器短路电流不会产生巨大影响。但是，受到潮流变化的影响，变压器相连的逆变器会产生额外的接地单路，进而对零序电流产生影响。
总结
综上所述，现代化大容量光伏发电规划和建设的过程中，相关领域的工作人员，要密切关注到有功输出和无功输出的调节能力，确保系统可以在电网异常的情况下，给予有效的支撑。大容量光伏发电随机出力特性会直接影响到系统整体的安全运行。对此，工作人员在日常电网规划中，要明确大容量光伏发电关键技术对系统运行所产生的影响，采用更为科学合理的方法，降低负面影响，扩大系统运行效率。
参考文献
[1]要金磊.大容量光伏发电关键技术及对并网的影响[J].电子技术与软件工程,2017(01):240-241.
[2]雷一,赵争鸣.大容量光伏发电关键技术与并网影响综述[J].电力电子,2010,9(03):16-23.
论文作者:高源辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/3
标签：光伏论文; 大容量论文; 电网论文; 电压论文; 系统论文; 关键技术论文; 逆变器论文; 《电力设备》2019年第2期论文;