摘要：当社会在不断进步时，人们对电能的使用量逐年增加，使我国面临了电力资源短缺的局面，通过大规模光伏发电系统的建设，这个局面得到了一定的缓解。本文对光伏发电并网系统进行了概述，也研究了光伏发电系统的建模，最后，分析了光伏发电系统对电力系统多造成的影响。
关键词：大规模；光伏发电；电力系统；影响
如今，社会加快了生产的步伐，在发展的同时，人们对电力资源的需求也逐渐增加，这就突出了能源短缺的问题，为了适应社会的进步，以及人们的需求，我国逐渐扩大了电力系统的建设，面对资源短缺的现状，人们提升了能源保护的意识，也对能源的再生给予了高度重视，而光伏发电属于绿色能源，具有安全、可靠的优势，适应性、灵活性也较强。但是，大规模的光伏发电有着自身的特性，因此，在光伏发电结合电力系统的过程中，存在很多的问题。下面就光伏发电对整体电力系统产生的影响展开综述，主要目的是推进我国的电力系统。
一、光伏发电并网系统的概述
就光伏发电并网系统而言，通过光生伏特效应，利用光伏电池，从而产生矩形阵电流，把这种电流接入到变压器、逆变器中，并依照电网系统的实际需求，为公共电网传送电能，其中，不必通过蓄电池来储存电能，而且，电能也不用进行释放，在很大的层面上，能量较少了消耗量，这就使电能的利用率得到了有效的提升。通过光伏数组，太阳能可以有效转变成高压的直流电，通过逆变器，直流电可以转变为正弦的交流电。光伏发电并网体现了以下几方面的优势：
（1）电能的利用效率得到了显著提升。
（2）光伏发电系统可以得到较好的收益，在一定的程度上，有效缓解了用电紧张的现状，而且，还具有清洁环保的优势。
（3）光伏发电并网系统所占用的面积比较小。
（4）光伏发电系统可以有效的结合建筑物，在建筑物的整体上，也提升了美感。
二、大规模光伏发电系统的建模
（一）光伏电池及其阵列的模型
这种模型的建立要以单二极管模型作为基础，利用基尔霍夫的原理，从而建立出光伏等效的电路，简化所用的理论，以及计算公式，同时，对光伏发电系统之内的开路电流、最大功率点电流、电压，以及短路电流等的技术参数进行利用，以此来获得所建模型的合理表达式。然后将此应用在相应的工程计算当中。在一般的情况下，想要得到光伏阵列模型，光伏电池模型，以及串并联关系组合是主要的依据，要通过这二者才能得到想要的模型，但是，其中应该对光伏阵列的光伏组件差异引起高度重视，也要注意遮挡的问题，这都会对P-V特性的多峰值造成影响，也会对构建出的光伏阵列逆变器的模型产生一定的影响。
（二）并网换流器与内环控制模型
对于光伏发电的系统来说，换流器会对其单元暂态并网的特性造成直接的影响。就目前来看，换流器控制方式是较为常用的，主体是通过对内外环结构进行双环的控制。通常，换流器在进行外环控制时，电压输入是主要的控制手段，而且，在对环节生成内环进行控制的同时，电流的参考值也就得到了有效的控制，也可以确定换流器的并网方式，以及外特性。换流器的内环在控制的过程中，主要是以电流的出入为主。与此同时，要将外环控制所生成电流的参考值当作基准。各个环节在进行控制时，都应利用相应的换流器，从而保证电流顺利地进入公共电网。
（三）光伏发电的动态模型
光伏发电系统在建立相应的动态模型时，发电系统内的各个组成部分是关键，主要是对其状态方程进行充分利用，以此来建立所用的方程组，而且，将控制的逆变器、MPPT转化成相应的状态方程，通过这两种状态方程有效结合，就能得出一个新的方程组，通过新方程组来建立动态模型。
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（四）光伏发电系统的稳态模型
对于光伏发电系统而言，在对逆变器进行双环控制的模式下，可以将电压、电流直接接入到电网中，因此，计算潮流的过程中，可以进行分别的处理，得到相应的有功输出，以及并网节点电压恒定的pv节点，还可得到入网电流恒定的PV节点。通常情况下，如果功率因数是1光伏，那么，在发电系统中，应安装无功补偿的装置，同时，节点的电压幅值直接影响着相应装置的无功输出。在具体计算潮流时，如果光伏发电系统的内部有必要进行计算的话，要建立与之对应的潮流方程，而这些潮流方程当中，不仅要包括光伏阵列，还应包含逆变桥，以及变压器等。
三、大规模光伏发电对电力系统的影响
（一）对于无功电压特性所造成的影响
对于规模较大的光伏发电系统来说，其地点常处于海拔较高的地方，日照时间充足的地方是首选。如沙漠、戈壁滩等。在这样的环境中，人口数量比较少，使用的电量也较少，所以，对电力负荷水平的要求相对较低，电网短路的现象也很少出现，而这些电能的产生都要依靠高压来实现，从而对远距离的电能进行输送。不过，在输送电能的过程当中，随机波动的现象会时常发生，这就会影响电网无功的平衡性，也会造成输送电能的母线电压受到一定幅度的波动，从而影响了电网的整体平衡性。目前，从我国大规模的光伏发电系统来看，其自身的无功电压的支撑能力有限。而且，电压的质量也受到了一定的影响，如果情况严重，电压的幅值就会越限。
（二）对于功角稳定性所造成的影响
在光伏发电系统中，其产生的电能都要通过变压器，以及逆变器，然后，并入到公共电网中，在这个过程中，电能会随机波动，且不具备转动惯量的特性，对电网原有的通道来说，会影响其传输的功率，以及潮流的分布，还会影响系统的等效惯量。此外，就光伏发电系统而言，由于其动态的支撑技术不能完全适应原有的发电机组，当当网系统遇到大规模的光伏发电系统进行并入时，整个电网功角的稳定性就会发生变化，而这种变化与其位置、规模，以及控制技术等都具有的密不可分关系。由此可见，光伏接入可以对电网功角稳定起到积极作用，也会造成恶化的结果。
（三）对于电能质量所造成的影响
电能质量在电网的运行中，是一项关键的考核指标。当大规模的光伏发电系统连接电网系统后，这就相当于在原电网的系统中，对电源的结构进行扩充。但是，光伏发电系统在规模、数量上的差异性，电网的网架结构就会受到一定的影响，随之出现一定的变化，在电网潮流在分布上，很难得到有效的控制，电压质量也会下降，用户的用电体验也会受到影响。而且，在目前的电网系统中，使用电子器件的数量逐年增加，电能的消耗程度也在逐渐的增加，因此，加大了电力系统运行的压力。
（四）对于配电系统保护的装置所造成的影响
为了实现电网系统处于正常的运行状态，保护装置时必不可少的，这对电网的安全、稳定的运行提供了保障。当大规模的光伏电源接入到配电系统中后，电网的运行状态就会产生变化，故障的特征也会改变，所以，配电系统中的保护装置就不能充分发挥相应的作用，例如：当大规模的光伏发电系统连接到电网系统时，网架结构就会转化成双电源，又或者是多电源的拓扑结构。如果保护装置产生误动、拒动的反应，这就会影响到电网系统的运行。同时，在电网系统中的变电站，其备用电源的自投装置也会受到影响，正常的运用很难被保证。
结语
对大规模光伏发电系统而言，虽然，在一定程度上可以缓解电力资源紧张的问题，但是，对电力系统也会造成不同程度的影响，由于大规模的光伏发电系统的接入，在这个过程中，存在很多不确定的因素，要对这些影响因素进行充分的分析，尽量的避免其对电网的正常运行造成负面的影响，从而使大规模光伏发电发挥其功效、作用，且实现相应的价值。
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[3]严洁.大规模光伏发电刘电力系统的影响[J].大科技，2015（36）：351.
论文作者:于竹,陈广智
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/28
标签：光伏论文; 系统论文; 电网论文; 电能论文; 电力系统论文; 电流论文; 模型论文; 《电力设备》2017年第12期论文;