（国网安徽省电力公司濉溪县供电公司 安徽淮北 235100）
摘要：光伏发电主要是利用并网逆变器将太阳能电池组件产生的直流电转变成可以满足电网使用的交流电并入到公共电网中。本文以光伏并网发电系统作为主要研究目标，对光伏发电关键技术进行了分析，然后对大容量光伏发电对并网的影响进行了探讨。
关键词：大容量；光伏发电；光伏电站；光伏设备
引言
根据国家对光伏发电的相关管理规定，安装光伏发电设备，用不完的电（即余电）可上网至公共电网，由当地电网企业和用户结算上网费用，标准参考当年的标杆燃煤电价，此外用户光伏设备发出来的电还可享受国家规定的相关补贴。伴随着家庭、企业与农业、集团与区域等独立光伏发电系统的安装，特别是当光伏发电量多余时，并入公共电网并需要核算供应电量成本时，并网技术无法完全满足公共电网运行安全性与可靠性要求，且存在核算成本困难等问题。完善并网技术、优化光伏发电系统，是本文开展分析研究的对象。
1大容量光伏并发发电的基本原理
太阳能光伏发电是以光伏效应为基础，通过使用太阳能电池板对光子产生的电动势进行吸收和利用达到发电的目的。太阳能光伏阵列产生的直流电利用电子转换装置进行转换成可以满足电网使用的交流电后直接利用变压器接入到电网中。而大容量光伏电站一般都达到了兆瓦级别，通过利用集群控制方案来实现逆变器并联运行，并利用特定的中央控制中心对光伏电站的各个子系统进行指挥和写作，运行情况不同，变压器和逆变器的投运方案也不一致，可以有效解决日照率比较低的情况下变换效率问题，提升系统的可靠性，如图1所示。大容量光伏发电集群控制方案是使用多个逆变器共用光伏阵列直流母线排，根据光照情况，投入相应数量的逆变器，进而解决日照率低时变换效率方面的问题，而且由于逆变器是替换工作的，当某台逆变器进行检修或者出现故障后不会对整个系统造成影响。\
2大容量光伏设备的关键技术
2.1大容量光伏设备的关键技术
电网和光伏电站主要是利用逆变器联通的，因此要求逆变器具有可拓展通信功能、可以对无功和有功进行控制、可以降低有功变化率、实现谐波补偿等，技术上要求逆变器具电压等级更高、单体容量更大、电能输出质量更稳定、抗干扰能力更强，并具有可以达到智能电网要求的网源互动技术。在进行并网控制的过程中需要电网电压信号锁定技术更加的精确、快速，可以防止大功率并网时不对称运行情况下和电压采样波动情况下精确锁相。孤岛检测技术要求具有更好的抗干扰能力。集中式光伏电站要在变换器控制的基础上实现低电压穿越，孤岛指令和检测利用输变电系统级别能量进行管理实现；分布式光伏电站要通过控制达到孤岛检测的目的，利用基于配电网的能力管理系统来发出低电压穿越信号指令。另外，大容量多级协作对群控技术依赖程度比较高，同时需要解决大面积组件增加、群控硬件成本增加、MPPT并联所产生的额外串并联损耗问题；对分布式系统进行电网调度时还需要在管理系统的基础上实现多机协作、实时通信。
2.2光伏电站关键技术
一般情况下，在有功输出方面要求光伏并网发电可以发出更多的电能，因此如何实现最大功率点的跟踪是一项比较重要的技术。由于最大功率点跟踪对跟踪的准确性、快速性和稳定性要求比较高，常用的电导增量法、干扰观测法、恒定电压法等还无法实现有功输出的可调节性，有功调节技术必须要利用储能设备来实现。但是由于储能设备容量比较小，并且价格昂贵，不能做到实时补偿，储能作用也受到了比较大的影响。此外，由于储能需要花费时间，无法达到实时补偿的目的，在一定程度上对储能作用造成了限制。光伏发电和风电接入一样，当光伏装机容量增加后，系统的稳定性也会受到影响。实践证明，当系统因短路导致电压跌落后，可再生能源发电机会持续和电网连接，可以帮助电网恢复，而将一个Buck电路接入到变换器直流母排，可以对功率进行消耗并防止直流母排电压过大。如果直流母排电压变大，光伏阵列出力会随之降低，可以更好的实现低电压。
3大容量光伏发电对并网的影响
3.1对电网运行造成的影响
（1）光伏电站电压控制可以帮助系统实现电压；（2）光伏发电提供的系统惯量比较小，而系统惯量的减少程度会对高比重光伏的稳定性造成影响；（3）接纳方式方面，停运常规机组的危险性更大，大机组的停运会使系统惯量减少并进一步破坏系统的稳定性。为了提高系统协作灵活性需要常规机组增设旋转备用（4）低压电穿越功能会改善电网回复特性；（5）光伏有助于调节系统向上偏移；因此，接入大容量光伏发电的电网要严格按照规定要求进行运行，并充分利用发电预测技术、天气预报技术以及能源调度平台对运行进行控制，如图2所示。
3.2对配电网造成的影响
（1）电压调节的影响。光伏渗透率达到一定值后出力特征会产生变化，馈线潮流也会随之产生变化，甚至还会有一些逆潮流进入到输电网中会对馈线电压调节设备的运行造成影响。而出现潮流到送的情况是变电站和光伏电源之间会产生一个电压降的变化，此时可以通过对变压器的调压开关进行调节后修正。（2）保护整定和短路电流。光伏逆变器主要是用于控制电流源的，如果有短路故障出现需要立即切除保护逆变器，所以常规机组逆变器短路电流并不会影响电网的稳定性。二次保护整定主要是因为和变压器连接的逆变器会产生接地回路，另外潮流的变化对导致电压分布发生变化，对零序电流造成影响。（3）产生接地电源，由于变压器连接的方法不同，变压器和逆变器之间有可能会产生接地回路，会对零序电流造成影响。此外，当单相接地出现故障后会导致末短路相的对地电压。
结语
光伏发电建设周期短、环境适应性强，不需要水源、燃煤运输等原料保障，运行成本低，便于集中管理，受到空间的限制小，可以很容易地实现扩容。其发电量实现并入公共电网，在消除其不稳定等风险后，可提高电网运行效率，并保证公共电网稳定、安全运行，为国家经济建设持续发展提供能源保证。
参考文献：
[1]徐桢雷，陆羽西，张旭阳.光伏并网发电对电网系统负面影响[J].中国科技信息，2014（23）：47-48.
论文作者:王超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/16
标签：光伏论文; 电网论文; 逆变器论文; 电压论文; 系统论文; 大容量论文; 电站论文; 《电力设备》2017年第4期论文;