摘要：在经济建设的不断实施下，人们的生活变得方便许多。虽然，经济得到了发展，在资源环境方面，出现了诸多问题，不仅资源处于枯竭趋势，生态环境也遭到了破坏。另外，在社会经济的快速发展中，不管是清洁能源，还是可再生资源，都扩大了需求量。在很多国家中，逐渐应用了太阳能、风力等来发电，取得了良好的经济效益。这样的发电方式是新的发电方式，通过光伏发电的有效应用，在电力系统中，调度以及控制作业等引起了高度重视。
关键词：大规模；光伏发电；电力系统；影响
引言
我国现代社会快速发展，科学技术水平也在不断的提高，人们的环保意识和也越来越高，新能源也随之出现，现在技术比较成熟的新能源就是光伏发电技术了，这个技术可以缓解人们用电的需求。但是，事实上，传统的水火发电方式和利用光伏进行发电的方式两者之间还是有很大的不同的，在利用光伏进行发电的时候可能会影响到电力系统的频率和电压，这篇文章将会对大规模的光伏发电对电力系统造成的影响进行阐述。
1光伏发电的概述
太阳能光伏发电指的是将太阳光能，通过太阳能电池组件，再利用半导体材料，转化成电能。对于光伏发电系统，利用光伏组件阵列等，把吸收的太阳能辐射能量充分转化成为相对稳定的直流电，在此基础上，利用逆变器转换成为正弦交流电。在光伏发电系统方面，为了创造良好的发电条件，国家相关部门相继颁布了多项政策，对光伏发电项目提供了大力支持。光伏发电的优点较多，主要表现在以下几点:
(1)有效节约了蓄电池储能;
(2)光伏阵列能够运行在最大功率处，在发电效率方面，太阳能的效果比较好;
(3)光伏发电系统能够取得良好的经济收益，通过设置分散的光伏系统，直接供给当地用户，用户能获得供更多的电能，有助于缓解效电力传输、分配的压力;
(4)光伏组件可以与建筑物相结合，不仅可以发电，还可以美化建筑物。
2大规模光伏发电系统的论述
2.1光伏电池和阵列模型
光伏电池是进行大范围的光伏的主要部分，所以，我们对于它的排列情况进行具体的分析，光伏电池的核心是二极管模型，它的数学表达式在KCL的情况下是固定的。而工程计算的表达公式是光伏电池所提供电流、开路电压和最大功率电压都是固定的时候，通过串联摆出大范围的使用光伏发电系统的阵列模型。
2.2并网换流器和控制模型
并网换流器是主要是从大范围的进行光伏发电的单元方向来分析的。现在大范围的光伏发电系统里面使用的电压模型是内外环双层结构的，这样做可以形成内外环的控制方向，而使用内外环进行控制重要的部分就是电流，它是把内外环的参考值作为衡量的标准的，利用控制环节和转换器之间的相互合作来实现电流入网的目标。然而，外环主要的控制内容是输入的电压量，再控制装置里产生的电流数值会控制内环，并网的方法和特点会影响到它的对换流器。再使用光伏进行发电的时候，主要是利用了前馈结构控制策略，这样做可以是控制器更加的方便简单，利用这个策略可以不受时间限制的了解到换流器的暂时的状态下的模型，通过这个模型我们也可以明确电力结构的处理方式，然后再进行内控的时候添加一些控制条件。需要注意的是，我们要分析仿真软件的效果，这样可是使换流器和内环节的操作方面更加简单。
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3大规模光伏发电对电力系统的影响
3.1影响无功电压的特性
根据光伏发电系统本身的运行特点，建立大规模的发电系统要选择在海拔较高、日照充足、遮挡物少的戈壁滩、沙漠等地区，这些地区人烟稀少，对电能的需求量相对较少，电系统的负荷能力低，电网短路容量相对较小。在光伏发电系统当中，电网的短路容量不会太大，光伏发电系统所产生的电能通过远距离高压输送来完成，在电能运送过程中会产生随机波动，随机波动的有功出力穿越近区电网和长距离的输电通道，使电网运行的无功平衡被冲击，并且输送电能的母线电压的波动幅度也随之增大，进而使电网的整体平衡效果受到影响。此外光伏电源无功电压在具体并网运行中支撑能力欠佳，电压稳定性容易受到冲击，一些地区因为大规模光伏发电系统的接入，电网的网架结构发生了变化，影响电压质量。
3.2影响功角稳定性
对于光伏电源的本质是静止不动的元件，它其实是不参与功角的振荡过程的，所以功角是不稳定的，但是它受大范围的光伏发电特点的影响，特别是随机波动的特点，在大范围的使用光伏发电会改变电网本身的潮流分布情况和传输的功率，如果把光伏的动态支撑的特点和平常的特别相比较可以发现它还存在着很多的问题，所以光伏被接入之后电网功角的稳定性能会被改变，具体改变了多少还有取决于电网的结构和对光伏电源的控制技术的水平，但是，也不排除会发生电网接入之后功角的稳定性反而变得更好的情况，当然，也可能会变得更坏，想要确定它的稳定性的变化情况需要使模仿当时的场景进行分析。除此之外，如果故障的维修能力不好，可能会出现光伏并网的时候脱离电网的情况，这种情况一般会出现在集中化和规模化工作之后，同时，如果发生了脱离电网的情况，对于功角的稳定性也会在一定程度上造成影响，因此，想要避免此类情况的发生就需要把脱网和并网两者进行分析，及时、合理、科学系统的对大规模使用光伏进行发电的脱网的风险进行估算。
3.3电能质量
由于引入了大规模光伏系统，电力电子器件的应用也得到推广，不仅影响原有电力系统的功率特性，电能质量也有可能会因此下降。例如，若太阳光变化频率很快，光伏接入的电力系统就会出现明显的谐波波动。另外，通过引入直流，会造成电源波动，降低电能的质量。
3.4影响有功频率的特性
大范围的光伏发电的特点就是它具有随机波动性、低电压时无功动态特性、四象限控制能力和脱网现象，这些特点也是倒是电力系统的稳定性得到改变的原因，会影响到系统的正常运行。由于光伏发电系统在电流传输过程会出现频繁的随机波动，低电压传输会因此产生无功或有功动态，为了能让电流通过的更畅通，减少和避免因此对设备和原件的所造成的损害，负荷能力必然要受到影响，维持系统的有功平衡难度较大，进而影响电网的运行特性，电力系统通常是设有备用系统的，而光伏系统的出现，必须调整原有的电力系统结构，为了达到电力的传输要求，原有的常规电源不得不替换掉，当突发紧急情况时，系统的应对能力减弱，系统的整体运行情况会因频率变化而受到严重的影响。光伏系统大规模接入之后，系统的等效转动惯量变小，系统的应对功率会因此而有所波动，给系统的有功频率特性造成一定的影响。
结语
大规模光伏发电系统的普遍运用，为我国电力资源提供了更广阔的发展空间，提高了人们的环境保护意识，帮助人们养成节约能源的好习惯，使人们认识到节约用电的重要性，这一举措是我国可持续发展战略原则的具体体现，也是顺应社会发展的必然选择。对于电力系统而言，通过大规模的光伏发电，在不同层面上，会影响电力系统，技术人员应该利用有效的手段，将消极影响转化成为积极作用，进而推动电力事业的发展。
参考文献
[1]包玉刚,夏勇.大规模光伏发电对电力系统影响综述[J].通信电源技术，2016，33，16(04):233-234
[2]秦睿,董开松,汪红燕,等.大规模光伏电站集中并网对电网的影响分析及对策[J].电气自动化,2014,36(3):57-59
论文作者:潘肖宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/13
标签：光伏论文; 系统论文; 电网论文; 电力系统论文; 电能论文; 电压论文; 情况论文; 《电力设备》2018年第25期论文;