王丽娟 杨卓静 申宝丽 李聪 申正

（国网山西省电力公司沁水县供电公司，山西 晋城 048200）

大规模光伏发电系统的普遍运用，为我国电力资源提供了更广阔的发展空间，提高了人们的环境保护意识，帮助人们养成节约能源的好习惯，使人们认识到节约用电的重要性，这一举措是我国可持续发展战略原则的具体体现，也是顺应社会发展的必然选择。对于电力系统而言，通过大规模的光伏发电，在不同层面上，会影响电力系统，技术人员应该利用有效的手段，将消极影响转化成为积极作用，进而推动电力事业的发展。

一、光伏发电并网概述

光伏发电并网是指应用光伏电池方阵来产生电流，并将产生的电流输送到逆变器与变压器中，然后根据电力系统中的实际需求输送到电网中，在整个过程中，电能不需要使用蓄电池进行存储，减少了与其相关的存储与释放的过程，最大程度的减少了输送过程中的能量消耗，有效的提高了电力资源的利用效率。在这种并网方式中，光伏数组可以完成从太阳能到直流电的能源转换，而逆变器则可以将直流电转换为正弦交流电，因此，光伏发电并网具有以下优势：第一，可以在一定程度上提高电力资源的利用效率。第二，提高光伏发电的经济效益，并且可以利用清洁能源有效的缓解电力资源不足的情况。第三，光伏发电并网能够有效的节省并网系统的占地面积。第四，在建设过程中，光伏发电系统可以实现与建筑相结合，同时提高建筑的美观性。

二、大规模光伏发电对电力系统的影响

（一）影响无功电压的特性

根据光伏发电系统本身的运行特点，建立大规模的发电系统要选择在海拔较高、日照充足、遮挡物少的戈壁滩、沙漠等地区，这些地区人烟稀少，对电能的需求量相对较少，电系统的负荷能力低，电网短路容量相对较小。在光伏发电系统当中，电网的短路容量不会太大，光伏发电系统所产生的电能通过远距离高压输送来完成，在电能运送过程中会产生随机波动，随机波动的有功出力穿越近区电网和长距离的输电通道，使电网运行的无功平衡被冲击，并且输送电能的母线电压的波动幅度也随之增大，进而使电网的整体平衡效果受到影响。此外光伏电源无功电压在具体并网运行中支撑能力欠佳，电压稳定性容易受到冲击，一些地区因为大规模光伏发电系统的接入，电网的网架结构发生了变化，影响电压质量。

（二）功角的稳定性

在光伏发电系统中，在功角振荡的过程中，光伏电源是不与进行参加的，电能可以直接通过变压器，或者是直接通过逆变器，从而直接并入到公共电网，所以，光伏发电系统所产生出的电能它在波动的过程中，它具有一定的随机性，不转动惯量性，但是在这种情况下，会使电网自身通道的传输功率受到严重的影响，会对电网的潮流分布模式给予相应的改变，同时在很大程度上也降低了发电系统中的等效惯量，对电网的功角稳定性也起到了决定性的作用，经过研究发现，功角稳定性的变化与多种因素都有着直接的关系，其中最为主要的因素包括：光伏并网的规模、地理位置、控制技术等，一旦接入光伏发电系统，就会对功角的稳定性造成一定的影响，在特殊的情况下，也会降低电网功角的稳定性。系统在运行过程中的点，会随着光伏外出力的波动而发生变化。

（三）配电系统保护

张璐等人对我国西北部大规模光伏发电进行模拟实验,发现配电网在光伏电源接入之后,会改变配网故障特征,会影响到继电保护与自动装置。其具体影响主要表现在四个方面：第一，依照变压器连接方式,连接变压器的逆变器会额外形成接地回路,会让零序电流受到影响,可能会让继电保护动作特性发生改变;第二，利用单电源辐射状网络,可以将网架结果转变为多电源复杂拓扑结构与双电源复杂拓扑结构,改变故障电流方向、大小和持续时间;第三，如果PV系统反孤岛保护功能没有协调配合自动重合闸等装置,那么就可能让非同期合闸情况出现;第四，在配电系统中,变电站备用电源自投装置和线路三相一次重合闸会受到影响,为让非同期合闸现象得到规避,如果接入线路、母线经过逆变器并网进行接入,那么逆变器反孤岛保护最大动作时间需要小于三相一次重合闸启动时间或须备用电源自投断路器动作时间。

（四）对电能质量的影响

光伏大规模的接入电网，导致电网内部电力电子元件的数量逐渐增加，提升了系统的信息化和智能化处理。但是也对容易产生污染现象，一旦产生污染现象会导致整个电网系统内部的电能质量下降。为了进一步掌握对电能质量的影响，采用逆变器开关速度为例进行深入分析，最终发现在大规模光伏发电中逆变器开关速度的整体缓慢，会对电网系统内部的整体动态性能输出带来影响，产生小范围的谐波，在外在阳光照射的因素下，会出现输出功率较低，变化幅度较大的情况，更加促进了谐波变化范围的拓展。目前，从国内外大型光伏电站运行经验中发现，单一的并网逆变器的输出电流谐波较小，但是多台并网逆变器并联后输出电流的谐波会产生叠加，从而形成输出电流超标的现象。此外，经过多年的实践工作经验，发现大规模光伏发电在日常工作过程中会产生逆变器并联的现象，该种现象的产生会导致耦合效应，从而降低并网逆变器控制回路的宽带和稳定裕度，最终产生并网电流谐波含量超标的问题。

结束语：

在社会快速发展中逐渐暴露出能源不足的问题，经济的发展提高了人们的生活水平，这大大增加了人们对电力资源的需求量，但是由于我国资源短缺，在供应过程中逐渐出现供不应求的现象，导致人们更加重视能源保护。目前一种可应用的电能资源主要是太阳能光伏发电，其可以有效的缓解传统火力和水力发电供应不足的状况，更好的服务人们的生产和生活。