王众毅?汪金卡

摘 要：本文对光伏并网发电系统进行了简单阐述，并在此基础上分析了光伏并网发电系统并入电网后对电力系统的有功频率特性、无功电压特性等方面的影响。

关键词：光伏；并网；电力系统；影响分析

近年来，随着经济的飞速发展以及传统能源形势的日益紧张，加之水力资源的可控性较差、我国的电力需求逐步扩大，利用光能发电已经成为主要的研究方向之一。将光伏发电产生的电能并入电网，大大扩展了光伏发电的使用范围、提高了灵活性。但因光伏发电产生的电力能源采用了特殊的方式并入公共电网，在并入电网过程中会产生一系列的问题，需要深入研究。下面围绕光伏发电对整体电力系统产生的影响进行简要分析。

一、光伏并网发电系统概述

光伏发电并网系统指的是依据光伏电池在光生伏特效应的推动下，形成的矩阵型电流，从而接入到并网逆变器以及变压器，形成稳定电压水平下的电流，中间无需通过蓄电池的储能环节，而是直接将电力资源运输到公共电网之中。 这种步骤形成出来的便是光伏发电并网系统，其优点是使得电力经过的中间过程较少，造成电力资源的损耗程度最低，保障了能量消耗的最低值，并且形成发电系统的硬件工具占地空间较小，就算是大规模的光伏发电也不需要非常浩大的场地。但光伏发电并入大电网后，往往因光伏部分的逆变器离散动作和发电间隙性的特点，在向电网输送功率或被电网输送功率时，都会造成整个电网系统电压的短时或长时变化，这些是光伏发电并网时需要研究和解决的问题。

二、光伏发电对系统特性的影响

1.对系统有功频率特性的影响

光伏发电具有的特性包括外出力的速记波动性、静止的电源、环路器并网过程中的无转动惯性、低电压穿越期间的不同特征以及脱网现象比较频繁等，这些特性的存在使得大规模光伏发电的介入会使得系统的稳态与暂态特性发生变化，进而对整个系统的运行与规划带来根本性的影响。光伏发电的过程会产生大幅度的频繁的随机波动，进而对系统的平衡造成冲击，影响系统的一次以及二次调频，对系统的有功经济调度等运行特性都有着根本性的影响与作用；同时系统备用的优化策略也会因为大规模光伏发电的接入而不得不做出适时的调整与变化；此外，因为电源是静止的元件，所以随着接入的光伏发电的规模的增大，电源的不足之处便逐渐明显，需要不断更换电源以适应光伏发电的需要，甚至会因为光伏发电的功率过大而使得系统崩溃，需要对系统不断进行维护。

2.对系统无功电压特性的影响

对于光伏发电，往往需要在海拔高、日照时间长的戈壁、沙漠等地区建设发电设施，由于这些地区的人口数量少、对电力的需求较低，所以，负荷水平较低。光伏发电接入的地区不会存在过大的电网短路容量，大量的光伏发电产生的电能都需要借助高压远距离输电网络输送。在此过程中，出现的随机波动的有功出力会对电网的无功平衡特性造成一定的影响，进而使输送线路沿线的母线电压出现大幅度波动。此外，由于当前并入电网的大规模的光伏电源自身的无功电压支撑水平有限，进而使电压质量出现越限甚至失稳的风险进一步增大。

3.对功角稳定性的影响

光伏发电的电源是静止的元件，本身并不参与功角的震

荡，也就不存在功角需要稳定的问题。但是光伏发电接入到系统中后，系统的随机波动性以及无转动的惯性等性能均受到了影响，系统的等效惯量不得不变小，所以系统的功角稳定性能便发生了变化，其具体的变化方向与幅度取决于电网的拓扑结构、电网运行方式、电源控制技术、光伏发电接入的位置以及接入的规模等因素，需要结合具体的情况进行具体的分析与计算。同时，在电力系统中接入大规模的光伏发电还可能造成脱网现象，尤其是在集中化、规模化之后，脱网给电力系统带来的冲击会变得更加强烈。

功角失稳的主要表现便是振荡型的失稳。因为波动的光伏出力改变了系统运行的特点，加上并网的逆变器与常规机具有不同的控制策略，所以系统的阻尼会在外界的影响下发生变化，进而改变系统原有的机电震荡的模式，带来新频段范围内的振荡。

4.光伏并网发电对小扰动稳定性的影响

就大规模光伏发电的入网过程来说，由于在这个过程中没有机械和电磁量失衡的动力问题，但从另一方面讲，却存在着小扰动稳定性的现象，从而不利于实现系统的功能。据分析可得，系统的功率会受到光伏发电的影响，因此，电力系统的运行出现了不稳定的问题，且这些现象发生于电力系统中的最大功率出，这主要是由于系统的直流侧电吸收了不平衡的规律，最终减小了电容的储存能力。

5.对电能质量造成的影响

光伏发电机组接入电网运行后，对原先电网系统中的单电源结构进行了扩充，且不同数量和规模的光伏发电机组的接入使电网的网架结构出现了变化，进而使电网的潮流分布难以得到有效控制，降低了配网的电压质量，加之电网中用户端电子器件的数量不断增长，对电力系统也造成了一定的负担和污染。

三、结语

综上所述，光伏发电是一种清洁的发电方式，从某种程度上讲，能够缓解我国日益紧张的能源问题，从而促进供电企业的可持续发展。为了更好地促进大规模光伏发电机组的有效运行和生产，从而广泛服务于大众，应对光伏大规模光伏发电机组进行研究，对于其接入配网系统的行为进行研究，对其接入后可能对原先单一电源的电网造成的影响进行研究，消除一切制约光伏发电入网的问题，进而不断提高我国的光伏产业发展，促进电力事业的稳步前进。

参考文献：

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