摘要：随着社会的快速发展，我国对于电力的需求越来越大，而传统的电能方式已经不能满足当前的需求，新电力能源提供方式正在逐步引进。太阳能光伏发电，作为新型电能，能够有效的缓解供不应求的问题，因此研究大规模光伏发电系统具有重要的意义。本文着重从光伏发电的概念和大规模光伏发电的建模以及大规模光伏发电对电力系统的影响三个方面进行分析和研究，并得出结论，为电力方面相关的专家提供意见，为更好的提升大规模光伏发电提供粗浅的意见。
关键词：光伏发电；电力系统；影响
前言：
传统的电能主要是以煤炭为主要生产原料和水力进行发电，以满足国内的经济建设和日常生活的电力需求，随着煤炭资源的日渐减少，而电力需求越来越大，光伏发电被越来越广泛的运用，但主要是满足家庭生活需要、小型产业的需要，大规模的光伏发电能够扩大使用范围，有效缓解电能供应不足问题。
1 大规模光伏发电的概述
光伏发电并网系统的具体概念是“依靠光伏电池方阵形成电流、送入并网逆变器和变压器，中间不经过蓄电池储能缓解，由变压器或逆变器直接将电能输入公共电网[1]。”这样的过程能够更高效的存储电能，减少过程中的资源消耗，大大的提高了电力的使用率，另外一个显著的优势是占地面积小，不需要大面积的场地。如今，大规模的光伏发电基本都采用的是并网，并入大电网。总结起来，光伏发电并网有多重好处：一、能显著的提高电能的利用率；二、为可再生资源，清洁能源；三、光伏发电并网系统的占地面积小；四、大规模的发电，有效缓解电力紧张的问题。但任何事物都有其双面性，光伏发电并网系统也存在一定的缺点，由于光伏部分的逆变器离散的动作，在互相的电网输送过程中，会存在电网系统电压发生不规则的变化。
2 大规模光伏发电的建模
2.1 光伏电池及阵列模型
光伏电池是在单二极管模型为基础的等效的一种电路，是依据基尔霍夫得到的光伏电池模型的数学表达，就是俗称的KCL，进行简化后，利用具有差异的发电系统中的短路电流、开路电流、最大功率点电流等一些列基础参数进行分析和拆解，得出了比较合理的，适用于工程计算基础条件的模型的表达式。而大规模光伏发电系统中的阵列模型主要就是根据阵列模型而得出的。
2.2并网换流器及内环控制模型
由于换流器对光伏发电系统有着直接的影响，目前使用比较普遍的换流器的控制方式主要是内外环结构的双环控制，内环主要以电流为主，流值主要是与外环控制生成的电流为准。在内外环结构的双重作用下，电流得以进入公共的电网。
3 大规模光伏发电对电力系统的影响
光照资源具有很大的自我特点，具有明显的随机性、间歇性和周期性的特点，所以对电网造成一定的不稳定的影响。随着光伏发电的大力发展，光伏发电站的数量在不断的增加，规模也在不断的扩大，这些不稳定的特点将会对电力系统造成一定的问题。
2.1影响电能的质量
电能质量在电网考核指标中占据着非常重要的作用，大规模的光伏接入大电网，电网内部电力电子元件的数量不断增加，系统的更加信息化和智能化，但是对电力系统也造成了相对应的负担。随着大规模的光伏发电，电网的网架结构发生变化，电压质量得不到保证，极易产生污染现象，如果一旦发生污染现象，整个区域的电网系统的电能质量也会受到影响，电能质量下降。
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2.2影响功角的稳定性
大规模的光伏发电，经过光伏发电系统发电后的电能经过变压器和并网逆变器并网，直接进入到公共的电网，这些电能具有很大的随机波动性和没有转动惯量的特点，这就对电网本来的通道的潮流分布和传输功率形成不同程度上的影响，导致电网系统的灯箱惯量不断的减少。由于光伏发电系统在并入的时候，光伏的动态支撑技术与原来的发电机组的支撑技术有一定的变化，这就造成了电网的功角稳定性也会发生相对应的变化。经研究发现，光伏接入对功角稳定性具有双面性的影响，有可能是有利的影响，也有可能是负面的影响，会在一定程度上降低电网功角的稳定性。在不断改进的时候，应该多方位的考虑光伏配电站内部出场的影响，来实现配电站无功补偿的作用，从而有效地提升电网系统的安全和稳定性能。
2.3影响系统无功电压
根据对光伏发电系统运行情况的研究发现，大多数的规模比较大的光伏发电系统主要集中在海拔高、日照时间充足的戈壁、沙漠地区，这些地方人口数量比较少、因此对电力的需求不是那么大，电力负荷的水平与其他地区相比相对较低。在这种电力要求下，光伏发电接入的地方很少存在过大的电网短路容量问题，如如进行远距离的传送，一般借助高压进行输送。在这个过程中，可能会出现一些问题，比如随机波动的有功出力对电网的无功平衡有一定的影响，这就影响了输送线路沿线的母线电压，使其也出现不同程度的波动。另外，“光伏电源是一种非旋转的静止电子元件，其在工作的过程中随着交替电源的使用，会降低系统等效转动惯量，从而对系统的功率造成影响，容易产生频率几句变化，影响运行的问题[2]。”还有一方面的因素是大规模光伏发电系统自身的武功电压支撑水平不够完善，不够成熟，随意对电网系统中的电压的质量也有可能造成电压增值越限的问题。
2.4影响配电系统保护
在电网系统中，保护装置对电网设备的安全性和稳定性起到重要的作用，所以，在电网系统中都会有相对应的保护装置。光伏电源接入配电网后，对整个配电网的配电系统的运行情况都会有相对应的影响，配电系统的故障特点也会发生变化，配电系统中保护装置也会产生不同的变化，有可能会造成继电保护和自动装置缺失等问题。比如在大规模光伏发电系统接入电网的时候，王佳的结构会变化成双电源、多电源等复杂拓扑结构，在这种结构下，会造成整个电网电流发生不同程度的变化，会出现电网系统中的保护装置发生装置误动或者拒动的现象。此外，由于光伏电源接入后，原有的变压器连接方式也发生变化，变压器与逆变器之间的回路也发生了改变，零序电流随之增大，对整个电网系统中变电站备用电源自投装置的正常运行也带来不好的影响。
3 结语
综上所述，光伏发电，是一种新型的清洁能源，进行大规模的光伏发电，不仅能够拓展电力的来源，有效的缓解电力紧张的问题，随着光伏发电的大力发展与推进，“为电力系统的发展提供了新的发展方向[3]”。但是大规模的光伏发电也会对电力系统造成一定程度上的负面影响，对电能的质量、功角的稳定性、系统的无功电压、配电系统的保护等方面都造成了一定程度的影响，对接入配网系统行为和接入后对电网造成的影响进行研究和分析，为更好的大规模的推行光伏发电，本文从理论的角度提供部分参考的意见，为提升我国电力实业的发展出谋划策。
参考文献：
[1]阳水财. 浅析大规模光伏发电对电力系统的影响[J]. 科技与创新，2015，7（14）：83-83.
[2]张央. 大规模光伏发电对电力系统的影响分析[J]. 低碳世界，2016（23）：60-61.
[3]李睿. 大规模光伏发电对电力系统影响综述[J]. 科研，2016（7）：00047-00047.
[4]王果，李民.关于大规模光伏发电对电力系统的影响分析[J].科技展望，2016，26（17）：114.
[5]刘明武.大规模光伏发电对电力系统的影响研究[J].技术与市场，2018，25（01）：156.
论文作者:陈琴英,杨德超,藏永龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/5
标签：光伏论文; 电网论文; 系统论文; 电能论文; 电力系统论文; 电力论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第9期论文;