摘要：随着社会的快速发展，能源危机和全球环境问题成为目前全球严重的发展问题，为了维持社会发展的可持续性，太阳能作为清洁可再生能源，就成为目前传统能源日益短缺的社会重要的替代能源，并具有低廉、可持续、环保节能特点，有着巨大的优势；光伏发电也已经成为目前城市电网供电系统不可或缺的补充和替代。基于此，该文从光伏并网发电系统的优势入手，对光伏并网发电系统对电网的影响作了详尽的分析，以期能为业内同仁提供有益的参考。
关键词：光伏并网；太阳能；电网；影响
引言
当前，光伏发电发展前景良好，光伏并网发电系统的应用领域在不断扩大。由于光伏并网发电具备投资低、无污染、发展较快等优点，因此，光伏并网发电系统的应用广受追捧。虽然光伏发电具备诸多优点，但是其自身的局限性制约了它的发展。本文主要对光伏并网发电系统接入电网后对配电网的影响展开了论述，并分析了系统接入电网产生的相关需求。
1光伏并网的主要系统组成
目前，光伏电网的主要系统分为集中式（图1）、分布式（图2）两种。就分布式而言，主要是利用城市中的光伏建设或屋顶并网等进行发电。在实际运用过程中，虽然使用灵活、投资较低，但并网规模相对较小。集中式的并网往往需要占用较大的土地空间，因而多建设在人烟稀少的地区，而且具有成本高的特点。
图1集中式光伏并网图2分散式光伏并网
一般情况下，我国的光伏并网的发电主要由三个部分组成，分别是控制器、光伏的阵列、逆变器。由于这三个部分都是电子原件，因而具有一定的可靠性。在电路系统中，光伏发电系统直接与电网连接，逆变器将太阳能电池发出的直流电变成交流电流入电网中，控制器控制太阳能电池最大功率点跟踪、控制逆变器并网电流的波形和功率，使向电网传送电能的功率与光伏阵列所发的最大功率电能相平衡（图3）。
图3光伏并网发电系统
2光伏并网发电系统对电网的影响分析
2.1对继电保护的影响
在光伏电网发电系统运行时，由于处在电能传输的最末端，所以相应的电压等级就较低，加之目前大多为放射型的配电网络，所以其使用中很少会产生转移电流，这一特点使得在电网中早已大量存在的多数继电器不具备方向敏感性。随着现代科技的发展，大量分布式发电系统被大量投入使用，使配电线路上的潮流具有了双向流动的显示可操性。就当前电力系统发展而言，不会因为新增了分布式发电系统而大幅度改动现有的继电保护体系，若其不能与原有的继电保护协调配合以及形成相互适应的关系，就会导致当其他并联分支出现故障时，安装有光伏并网发电系统分支上的继电器出现误动现象。而这种误动，会进一步造成该无故障分支失去主电源。除上述影响外，当光伏并电网发电系统中的功率注入电网时，会导致原来的继电器保护区逐渐变小，对继电保护装置的正常运行造成一定的影响。
2.2光伏并网发电系统对电能质量的影响
谐波、电压与频率，都属于影响电能质量的主要因素。光伏并网发电系统对电能质量的影响，通过上述几种因素而产生。
（1）光伏并网发电系统具有电力系统的一般性质，即容易产生谐波问题。以系统中所使用的逆变器为例，其运行需要大量电子元件的支撑，因此产生谐波不可避免，长此以往，会极大的影响电网环境，造成谐波污染。这对于电网的运行以及电能质量的保证十分不利。解决谐波污染问题，是提高该系统应用效果的关键。采用在逆变器中加入谐波抑制电路的方法，实现对其中各电子元件所产生的谐波的直接抑制，能够达到降低谐波量，减少谐波污染的目的。除此之外，在供电设备上，也可以实现对谐波问题的处理。
（2）根据并网发电系统发电方式的不同，其对于电压以及频率的影响也不同，因此也会对电能质量产生不同程度的危害。以集中式系统为例，其通常位于偏远地区，且一般为荒漠，必须采用调度的方法，实现对电压的升级，或采用升压变压器等，保证其能够处于高压状态。采用无功补偿设备，能够实现无功调节，这对于其频率稳定性的提高能够起到一定的保障。
2.3对供电可靠性的影响
光伏并网发电系统在运行时，会影响电力系统尤其是处在网络最末端的配电系统，对其运行的可靠性造成一定的阻碍。例如，当光伏并网系统所处的交流电停电，同时遇到日光照射强度较低的情况，造成最需要电能的输送却不能有效满足需求的结果。除上述情况外，安装地点及与电网的连接方式和配置容量等也严重影响着光伏发电系统的运用可靠性。
2.4对电能计量方面的影响
光伏发电并网前，单一方向为电网中电能的基本流向。光伏发电并网后，个别配电网区域内的潮流流向出现了双向的情况。这导致原有的电能计量模式无法满足新时期的电能计量需求，需要针对其运行方式将单项计量模式改为双向计量模式，以适应电能计量的需要。除此之外，基于光伏并网发电系统的发电成本较高的现状，在其运用的过程中，也要考虑到计量系统中合理地反映电价差别等方面，这也是对电网发展的影响。
2.5对电网运行经济性的影响
作为常规能源的补充，光伏发电运用了太阳能这种取之不尽的清洁能源，从近期或远期的应用来看，其对环境的保护和对能源战略的实施都具有很重大的现实意义，对对电网的运行影响体现在下几方面：从环境保护来看，因为光伏发电运用的是太阳能，具有季节性的特点，不会威胁到人类的生存环境，还可为人类的节约大量的环保开销。从太阳能使用的广泛性和方便性来看，阳光无处不在，运用方便，可以解决诸如通信、信号电源等需求的特殊需要，应用领域十分广泛，也会产生巨大的经济效益。
3结语
综上所述，新时期的电力系统发展中，光伏并网发电系统对电网的影响涉及到用电的方方面面，诸如对继电保护的影响、对配电系统的实时监控、控制和调节的影响等等，在未来的电力发展中占有重要的位置。基于此，我们应对其对电网的积极影响积极应用，进而改善其不利方面的影响，为我国的电力发展和人民生产生活水平的提高打下坚实的基础。
参考文献：
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作者介绍：
柯善文（1982.3-），男，湖北阳新人，西北工业大学博士研究生，单位：西安航空学院（陕西，西安），单位邮编：710077 研究方向：新能源与电能质量控制
论文作者:柯善文
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/6
标签：并网发电论文; 光伏论文; 电网论文; 系统论文; 电能论文; 谐波论文; 逆变器论文; 《电力设备》2017年第23期论文;