摘要：电能作为一种广泛意义上的清洁能源，目前，其在我国国民生产、生活中占据的地位越来越重要。以往，我国电力能源的主要来源为以煤炭为原料的火力发电和以水力为能源的水力发电。随着当前煤炭资源的逐渐枯竭，加之水力资源的可控性较差、我国的电力需求逐步扩大，利用光能发电已经成为主要的研究方向之一。太阳能光伏发电与风力发电、生物质能源发电一并作为我国当前比较清洁的发电方式，得到了越来越广泛的应用。太阳能光伏发电主要是以中、小规模存在，这些规模的电能在我国已经成为一个微网系统，接入了我国电网大系统中并网运行。将光伏发电产生的电能并入电网，大大扩展了光伏发电的使用范围、提高了灵活性。但因光伏发电产生的电力能源采用了特殊的方式并入公共电网，在并入电网过程中会产生一系列的问题，需要深入研究。因此，笔者结合研究，对当前主要发展的大规模光伏发电产生的影响进行了研究，对促进我国光伏发电技术的提升具有一定的推动作用。
关键词：光伏发电；电力系统；清洁能源；煤炭资源
对于大规模光伏发电机组，其产生的电能要想发挥作用，就必须并入电网，但在此过程中，经过实验和实践发现存在一定的问题，主要为大规模光伏发电并入电网后对电网系统造成了一定的影响，需要对此问题进行深入研究，从而促进电网系统的有效运行。因此，对光伏发电和并网进行了简单概述，分析了大规模光伏发电并入电网对电力系统的影响，以期促进相关专家对解决措施的研究、光伏发电更好地服务于民、提升我国电力行业的整体技术水平。
1 光伏发电并网系统的概述
光伏发电是以半导体界面为载体， 利用光生伏特效应从而形成的光能源转化成电能源的一项技术， 其主要原理就是利用半导体为媒介的光电效应，当光子照射到金属上时会发生能源聚集效应，从而使能源转换成电力形式被释放出来。 要想使得光伏发电应用到整体的电力系统中，需要首先了解光伏发电并网系统。
光伏发电并网系统指的是依据光伏电池在光生伏特效应的推动下，形成的矩阵型电流，从而接入到并网逆变器以及变压器，形成稳定电压水平下的电流，中间无需通过蓄电池的储能环节，而是直接将电力资源运输到公共电网之中。 这种步骤形成出来的便是光伏发电并网系统， 其优点是使得电力经过的中间过程较少，造成电力资源的损耗程度最低，保障了能量消耗的最低值，并且形成发电系统的硬件工具占地空间较小，就算是大规模的光伏发电也不需要非常浩大的场地。
2 大规模光伏发电系统的构建
2.1 光伏电池及其矩阵模型
光伏发电使用的大规模矩阵模型是基于每个单独的二极管模型上建立起来的， 遵循基尔霍夫原理基础之上形成的光伏等效电路， 从而成立起来的串联与并联共同存在的并电网系统。
2.2 电流转换器及其内环控制模型
在进行一定规模的光伏发电工作系统中需要利用到换流器，其是对不同电压状态的电流进行稳定形态的转变，从而汇聚成一样电压的电流，为中心并电网输入电流供给，从而集中传入到电力系统中。
2.3 大规模光伏发电的动态模型变化
建立动态模型时需要利用到级数方程组， 在此方程组的基础之上建立起大规模形式的光伏发电系统， 针对每组独立方程的状态进行在线监控和检测， 并且将逆变器以及MPPT控制器实行联合，组建其动态化的光伏发电模型。
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2.4 光伏发电系统模型的研究
针对光伏发电系统模式性的研究， 是主要建立在仿真平台进行仿真模拟的活动， 这位后续的研发工作以及具体应用提供了重要的实践基础。 直至目前为止，已经研制成功并且投入到使用中的光伏发电实际模型有 PSD 模型和 PSA 模型两大类， 这两种类型构建出来的光伏发电平台已经在具体的实际生产中形成了大规模的发电系统， 并且在整体电力系统中发挥了更加灵活的自定义功能模块。
3 大规模光伏发电对系统特性的影响
3.1 对系统无功电压特性的影响
对于光伏发电，往往需要在海拔高、日照时间长的戈壁、沙漠等地区建设发电设施，由于这些地区的人口数量少、对电力的需求较低，所以，负荷水平较低。光伏发电接入的地区不会存在过大的电网短路容量，大量的光伏发电产生的电能都需要借助高压远距离输电网络输送。在此过程中，出现的随机波动的有功出力会对电网的无功平衡特性造成一定的影响，进而使输送线路沿线的母线电压出现大幅度波动。此外，由于当前并入电网的大规模的光伏电源自身的无功电压支撑水平有限，进而使电压质量出现越限甚至失稳的风险进一步增大。
3.2 对功角稳定性的影响
采用大规模的光伏发电时，由于光伏电池方阵发电后的电能经过并网逆变器和变压器并入电网后，具有随机波动和没有转动惯量的性质，使电网原有通道的传输功率和潮流分布受到了一定的影响，进而使电网系统的等效惯量减小。同时，在穿越期间，光伏具有与原来常规发电机组不同的动态支撑技术，因此，当大规模光伏发电接入系统后，电网的功角稳定性会出现一定的变化。这种电网功角的变化与光伏并网的规模、位置、光伏电源的控制技术、电网的拓扑结构有关。结合相关研究分析发现，光伏接入对功角稳定性可产生正面影响，也可能起着负面作用，进而降低电网功角的稳定性。
3.3 对电能质量造成的影响
大规模光伏发电机组接入电网运行后，对原先电网系统中的单电源结构进行了扩充，且不同数量和规模的光伏发电机组的接入使电网的网架结构出现了变化，进而使电网的潮流分布难以得到有效控制，降低了配网的电压质量，加之电网中用户端电子器件的数量不断增长，对电力系统也造成了一定的负担和污染。
4 结论
综上所述，现阶段，对于光伏发电的研究工作正在如火如荼的进行， 人们发现了利用大规模的光伏发电能够有效缓解当地所在地区用电紧张的状况，从而减少了电力系统的集中压力。 本文通过围绕大规模的光伏发电对整体电力系统发生的作用和影响进行分析， 目的是为了对我国当前光伏发电的技术和手段具有一定程度的推动作用， 从而进一步促进我国光伏发电的技术创新以及在电力系统中的灵活应用。
参考文献
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论文作者:赵康康
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/2
标签：光伏论文; 电网论文; 系统论文; 电力系统论文; 电能论文; 模型论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第36期论文;