柴文佳

摘要：现如今，随着我国经济的飞速发展，以及社会的不断进步，电力能源逐渐成为人们日常生活的一项最为重要的能源，同时也在影响着我们生活的质量，因此，新型能源的开发势在必行。这就需要对电力系统的发展加大关注，不断提高能源在电力系统中的运用和利用率，从而为后期电力系统发展与正常运行提供保障和基础。因此，本文主要研究大规模光伏发电对电力系统的影响，并从多个方面进行阐述，从而能不断提高电力系统的服务水平和功能，为电力系统的发展提供方向和思路。

关键词：大规模;光伏发电;电力系统;影响

引言

我国幅员辽阔，资源丰富，但人口众多，能源供不应求问题突出，加强能源保护和新能源的开发运用是急需解决的问题。近年来，作为主要能源供给的电能，其来源更加多样化，如水电站、风力发电站、核电站已经被广泛运用，沼气、潮汐能已不再陌生，光伏发电是运用太阳能经过一系列过程转化成电能的新技术，为人们提供了诸多便利，缓解了能源匮乏、环境污染等问题。在并网过程中，因光伏发电自身的特性，使既有的电力系统产生一些问题，因此，通过对大规模光伏发电的理论分析，了解光伏发电对已有电力系统的影响，对光伏发电技术具有积极的推动作用。

1原理及优势

大规模光伏发电就是把太阳能发电系统产生的直流电转变成符合实际供电需求的交流电的过程，這种转换通过并网逆变器完成，光伏并网发电系统包括两种形式，集中式大型并网电站和分散式小型并网发电系统，前者电能在发电站内就能完成转化，可以直接进行用户配电，适于大型的国家级电站，后者广泛运用于居民建筑，适于光伏建筑一体化。光伏发电并网系统不需要能量的存储和释放过程，减少了能源的损耗，提高了电能的运用效率。大规模光伏发电运用的是太阳能，具有下列优点：大规模光伏发电使电能的运用效率提高，电能损耗降低;太阳能是清洁能源，和其他发电形式相比减少了环境污染;光伏发电并网的收益率较高，电能的提供量较多，保证了人们对能的需求;光伏发电系统和建筑物的有效结合，为建筑物增添了色彩，使建筑物更完美，更具特色。

2大规模光伏发电对电力系统的影响

2.1对有功频率特性的影响

结合光伏发电的实际应用情况，可知其具有这些方面的特性：其电源是静止元件，不会产生转动惯量;发电时的外出力不恒定，具有随机变化的特性：不同时间段的有功与无功动态特性有所差异，且电源的抗扰动能力弱，会引发脱网故障;对逆变器依赖性强，具有良好的四象限控制能力。光伏发电这些方面的特性给电力系统的有功功率产生了一定的影响。具体包括：会影响系统的调频效果、调度过程中的经济性;备用设备的优化策略发生变化;系统既有的等效转动惯量发生变化，会使极端条件下的频率变化幅度加大;保护动作异常等。

2.2对无功电压特性方面的影响

在一些不利的地质环境条件下进行大规模光伏发电集中接入，由于既有的电网短路容量小，难以满足大规模光伏发电远距离输电的实际需求，会给电网的无功平衡特性带来潜在的威胁，使得母线受到了较大的波动影响，间接地加大了电网不稳定现象出现的概率，影响着系统运行稳定性。因此，需要在运用大规模光伏发电方式的过程中，做好其中的脱网风险评估工作，制定出有效的预防措施，确保电力系统的稳定运行。

2.3对电能质量的影响

电能质量是电力企业综合实力和社会信誉的重要标志，也是电力系统运行管理的关键，光伏发电系统的并入，扩大了系统的容量，由于所接入的发电机组和原来的数量与规模有很大区别，使继电系统的整体框架结构和原来有明显区别，电网的潮流分布更难控制，电压质量得不到良好的保障，影响用户的用电效果。同时，由于大规模光伏系统的介入，其中存有的大量的电力电子的作用，改变了既有电力系统原有的运行模式，不利于电能的质量的提高，逆变器开关的反应过慢，输出失真，进而产生谐波，简谐波的波动范围会随某一区域的光照变化的加快而增大，甚至出现波动叠加现象。相关研究证明，只存在一台并网逆变器时，输出的电流谐波较小，电路中同时并联多台并网逆变器时，输出较大的电流谐波，会超出规定的标准。影响电能质量的主要原因有逆变器并联系统中电网阻抗的耦合效应，滤波电容所引起的谐振动，放大了某些次谐波，由于直流介入产生电源波动等，另外，由于时代的发展，使用电子设备和用电器的电用户越来越多，功率消耗增大，用电消耗的持续时间较长，电能量消耗总量增加，电力系统的运行负担越来越重。

2.4对配电系统保护的影响

在电网系统运行的过程中，采取适当的保护设施对电网设备进行合理的保护，使配电系统安全稳定运行是十分必要的，配电系统的安全保护是电力企业安全管理和质量控制的重要内容之一。配电系统的保护会因大规模光伏发电的参与而受到影响，大规模光伏电源的接入，使配电系统改变了原有的运行方式，故障特征也随之发生了变化，配电系统既有的中保护装置无法发挥保护效果，例如由于光伏系统参与发电，配电系统的网架结构从原有的一个单电源变成了双电源、多电源的拓扑结构，一旦有故障发生时，不管电流的方向还是大小都会较之前有所区别，致使原有的保护装置会产生拒动保护或误动现象，对电网系统的运行产生不良的影响。一些文献中指出光伏电力系统的变压器连接方式和常规连接方式相差很多，继电保护的特性并因此而发生改变。此外，由于人为因素，个别工作人员在较为敏感的并网光伏变换器中随意增加了一些不应有的保护设施，无形中影响了原有配电系统中变电站备用电源的正常使用。

2.5对小扰动稳定性的影响

由于大规模光伏发电的电能来源于太阳能，因此在光伏系统并网运行的过程中，避免了机械与电磁量的稳定性问题与失衡现象的发生问，但会却存在小扰动稳定性问题，造成电气运行的不稳定，制约系统功能的全面实现，导致电力系统运行不稳定。主要表现在光伏发电系统的两个运行点之中，其中一个会因处在高出力状态而产生不稳定现象，因光伏电力系统的电容存储能力较差，当故障发生时，吸收不平衡功率的职责由直流侧的电容承担，所以直流侧电压会因故障发生而急剧上升，很难调整，进而导致电源的运行出现不稳定现象，所以，电力系统在系统受到一些小干扰后，如光照扰动等，稳定性会在一定程度上受到影响。

结束语

近几年来，随着大规模光伏发电的快速发展，不仅给电力系统和电力企业的发展带来前景，同时也提高了人们保护环境的意识，为实现可持续发展奠定基础。因此，为了使大规模光伏发电能够广泛应用与发展，不断满足现代化建设的需求。因此，应该对光伏大规模发电系统进行深入研究，不断了解其电网系统以及电网造成的影响，并对其进行深入探究分析，培养相关专业的专家和学者，对这些负面影响进行消除，从而更好地利用新型能源，不断为人类社会做出贡献和发展。总的来说，大规模光伏发电是现代社会发展的趋势。

参考文献

[1]索江镭，胡志坚，等.大规模光伏发电并网对互联电力系统阻尼特性的响及其阻尼控制策略[J].西安交通大学学报，2017，02：99-105.

[2]李娟.分析大规模光伏发电入网对电力系统的影响[J].电子测试，2018，19：144-145.

[3]雷金勇，李战鹰，卢泽汉，等.分布式发电技术及其对电力系统影响研究综述[J].南方电网技术，2018，1（04）：46-50.