关键词：光伏并网；太阳能；电网；影响研究；优势
一、光伏并网发电系统的工作原理及技术特点
光伏并网发电系统主要包括集中式和分布式发电系统（其中集中式发电系统可将电能直接接入电网中使用，分布式则分布较广，装卸方便。将两种发电系统结合利用，能够最大程度上降低发电成本。利用电网系统将分布式光伏并网生产的电能进行储存，若用户需要用电，则可向公共电网购买，极大的提高了电能的使用效率。
1.1光伏并网发电系统工作原理
光伏发电的工作原理为：利用半导体产生的光生伏打效应，将太阳能直接转化为电能投入使用，通过逆变器将光伏电池阵列中的电流从直流转化为交流的形式，以便于在配电网系统运行。光伏并网发电系统的组成部分包括太阳能电池板、控制器、储电器、逆变器等。
1.2电压源电流控制式逆变器
目前大部分光伏并网逆变器以电压源电流进行控制，实现对电压值的检测，保证并网能顺利运行，其输出功率与纯有功功率差异性不大，功率因素在0.8～1左右。
二、有关光伏并网中发电的优势
太阳能的光伏并网的发电系统主要是将太阳能直接转化成电能，不需要通过蓄电池进行储能，而是要直接通过有关的逆变器将实际电能直接送入到电网中。在并网的发电体系中主要体现了我国有关太阳能的发展方向，它和太阳能的离网发电系统相比较，其主要有如下几点优势：
在光伏并网的发电系统中主要是建设更加宽广的空间。由于光伏的组件在实际的安装上是需要大量的基底建设。完全可以将发电体系直接建设到荒漠中，这样做不仅实际减少了对土地的使用面积，与此同时，也相对减少了有关地面的蒸发量。如果可以在光伏板的下边种上耐寒喜阴、净化空气的植物，可以在很大程度上对当地的水土起到一定的保护。
在进行并网之后的发电反馈到电网上，可以大力依靠电网对电能进行存储，是不需要通过蓄电池就能够节约下来的光伏建设，同时在一定程度上也降低了成本。也是不通过蓄电池的就可以减少蓄电池的环境污染。
在进行并网时除了利用大型的光伏系统同时还可以利用分布式的建设，这样在进入或者退出电网的时候就比较灵活，在一定程度上可以增强对自然环境的抵御能力，并且也不同程度的改善了电力系统在负荷上的平衡。
三、光伏并网发电系统对电网的影响分析
3.1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。
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3.2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。
3.3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。
3.4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。
3.5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。
3.6稳定性问题
光伏并网发电系统接入配电网输电系统后会使配电网输电系统稳定性降低，主要表现在：第一，由于光伏并网发电系统具有强烈的随机波动性，易受到环境温度及太阳能照射强度变化的影响；第二，光伏发电站的位置、容量及其接入方式都会对供电系统的稳定性带来一定影响；第三，当前光伏并网发电系统规模不断扩大，其发电容量站供电总量的比重越来越大，极可能会导致供电系统的不稳定。因此供电部门需要采取合理措施，提升配电网输电系统的稳定性。例如光伏并网发电系统接入配电网输电系统时，采用PSS/E分析输电系统的运行状态，通过电池储能、转移负荷等方式来保证发电系统的稳定性。
结语:
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：
[1]赵为.太阳能光伏并网发电系统的研究.[博士论文].合肥：合肥工业大学，2017.
[2]温阳东，王欣.分布式发电对配电网继电保护的影响.继电器，2017（1）.
[3]王建，李兴源，邱晓燕.含有分布式发电装置的电力系统研究综述.电力系统自动化，2017，29（24）：90-97.
论文作者:李洋
论文发表刊物:《中国电业》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/11
标签：光伏论文; 并网发电论文; 系统论文; 电网论文; 电能论文; 谐波论文; 太阳能论文; 《中国电业》2019年第16期论文;