钱锦芳

摘要：能源和环境因素已经成为当前制约人类发展的关键因素，光伏发电的环保性和可再生性使得其越来越受到电力企业的重视，将光伏发电系统并入电网之中进行发电，极大地满足了公众对电力的需求，但是光伏发电系统的不稳定性也给电网的发展带来了一些困难，本文据此将深入研究并网光伏发电系统对于电网的影响，希望对业界相关人士带来一点帮助。

关键词：并网光伏发电系统;电网;影响

引言

为了缓解能源短缺和环境污染造成的压力。人们正在积极寻找可再生、清洁的能源作为化石能源的替代品，而太阳能以其储量巨大、安全和清洁等优势成为目前最主要的能源之一。光伏发电系统虽然提高了电网的工作效率，但是其受到环境影响而导致的不稳定性、波动性对电网稳定运行产生了显著地影响。在我国新能源发电产业的逐步发展，光伏发电系统作为一种极其具有竞争力的特色发电方式，必然会成为能源发电企业的第一选择，光伏发电是利用太阳能的最有效途径，与传统发电方式相比，光伏发电有利于减少新的输电走廊，提高了供电的可靠性，在满足用户多样化需求与开发可再生能源新方式方面发挥了较大作用，世界各国均把发展太阳能光伏技术放在可再生能源首位。

一、并网光伏发电系统对电网的影响

光伏并网发电指光伏发电系统所发出的直流电无论是否经过化学电池组，最终通过逆变器变换产生交流电，或者向公共电网输送电能，或者与公共电网同时端接输出到低压负载，这两种方式都是当时发电当时使用，太阳能发出的电量直接与公共电网并接。光伏并网发电系统由于具有环保且易于安装等优点，已成为发达国家发展太阳能发电的主要选择。

（一）并网光伏发电系统对配电网过电压的影响

并网光伏发电电源接入配电网后由于各种谐振和发电机自激会产生过电压。有文献利用PSCAD软件，对分布式电源接入配电网后引起的谐振和发电机自激过电压进行了分析验证。结果表明，分布式电源选择时应尽量避免配电网中发生故障时分布式电源处于空载或轻载状态。在配置补偿电容时，为了抑制过电压产生，补偿容量应避免落在易发生谐振的区域内。通过分析知孤岛效应是影响分布式电源配电网过电压的主要原因，当孤岛电网中分布式电源本身电抗、非线性电感与孤岛电网中的电容满足参数匹配条件时。会引发各种形式的谐振过电压。

（二）并网光伏发电系统对配电网网损的影响

与传统的发电方式相比，光伏发电系统更加靠近负荷侧。分布电源的引入可能增大也可能减小系统损耗，取决于分布式电源的位置、与负荷量的相对大小以及网络的拓扑结构等因素。分析知大容量的分布式电源配置在输电线中部;小容量的分布式电源配置在输电线的末端附近。当分布式电源容量大于负荷时，将分布式电源配置靠近地区性变电站，在分布式电源既输出有功又输出无功的模式下，有助于减少输电线上流动无功电流，可以最大程度地减少网损。

二、光伏发电并入电网的方法研究

（一）加深对电力运输作用机理的研究

要想使光伏发电系统顺利地并入电网，必须要了解其电力运输方法，深入对其运输机制进行研究，采用多元化的方法。在并网的过程中，光伏发电系统中的微电网会黑河电网产生一定的影响，导致电网运行的安全风险和不稳定性，为此，就要注重对微电网的发现和研究，了解其产生机制和产生过程，通过细致地研究对其机制进行讨论，尽量避免微电网对于配电网的影响，为后续的研究奠定理论基础。

（二）構建系统检验环境

光伏发电系统的分析需要分析模型的构建，通过对发电系统的动态和静态的分析对比，将系统的分析模型不断进行完善，保证构建模型的准确性和合理性，随后根据系统分析模型，建立光伏发电系统的案例分析库，将并网过程中发生的各种案例进行收集汇总，并进行总结，整理出光伏发电系统并网的典型案例，组建专门的数据库，为后续并网技术的分析积累资源。

（三）建设微电网配套技术

为了方便光伏发电系统并入配电网，有必要建立微电网技术配套设施，对电力输送时的各种技术要求和指标进行了解，明确接入要求。在建设配套的微电网技术时，也要制定相应的技术规范，结合光伏发电系统的整体规模、系统运行机制以及输送的电流和电压的大小等因素，对光伏发电系统中涉及的技术问题进行规范和约束，保障技术的合理性和规范性，合理的发电技术规范可以为光伏发电系统提供指导，保障服昂付发电系统过的稳定运行，保障电力的充足输送。

三、光伏发电新技术

（一）储能技术

储能技术是未来电力系统中重要的新技术，尤其是在含有高比例PV这类变化电源系统中更有应用前景。PV系统通过并网逆变器与储能装置配合，进行能量的释放或储存，可以实现频率/有功的调节，也可以平抑电网功率的波动，限制系统故障电流和平衡负荷的扰动，提高系统的静态和暂态稳定性。主要的储能设备有蓄电池、超级电容器、超导储能装置（SMES）、压缩空气储能（CAES）等。

（二）谐波抑制

光伏发电工作在低功率区时，会有较大的电流谐波。针对现有并网逆变器，谐波抑制的有效解决方案有群控技术（Team）和综合补偿控制两种。群控技术是指为了使逆变器工作在高效区，将多台逆变器并联运行，逆变器间进行协调控制的一种方式。由于群控时各逆变器的直流侧并联，提高了直流侧的容量，相对于非群控的低功率状态，通过协调控制使得此时只有1台逆变器工作，可使此逆变器工作较高效率区，从而可以提高逆变器发电功率、降低谐波含量。补偿控制技术则是在逆变器中集成交流滤波器，主要为有源滤波技术（APF），通过综合控制，实现输出有功/无功功率控制的同时，抵消产生的谐波分量。

（三）新型并网逆变器

由于现有并网逆变器的功能不能很好地满足PV大容量接入配电网的要求，需要研究新型逆变器，它应该具有有功/频率控制、无功/电压控制功能及与调度自动化的通信能力。另外，考虑光伏发电接入的配电保护算法、光伏发电的无功控制与配电无功调节装置的协调也是需要研究的内容。

四、伏发电未来的发展趋势

我国太阳能资源丰富，并且是世界光伏电池第一制造大国，因此光伏发电发展前景广阔。将分布式发电系统以微网的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑是发挥分布式发电系统最有效方式。联网供电已经成为电力行业发展的主流方向。光伏并网发电在未来也将取得长足进展。其市场份额将不断扩大。但是根据分析可知，并网光伏系统对电网的正常运行有很大影响，光伏发电系统的接入给电网的调度，负荷预测以及制订合理的开停机计划带来很大难度。此外，针对一些问题的研究是需要不断改进的，比如通过不断提出新的算法，使电池阵列在同样的日照强度的条件下输出尽可能多的电能;孤岛效应会对电网造成很大影响，产生极大的危害，因此需要不断改进孤岛效应的检测方法，如何能够快速地检测到孤岛效应的发生而把光伏并网发电系统与电网断开是一个关键性问题。

结束语

并网光伏发电系统的研发，对新能源发电技术提供了新的方法和机制，但是光伏发电作为当前我国环保型发电的主要形式，对其组成部分的分别研究，对未来的光伏发电工作有着极其重要的影响，通过研究其作用机理、构建光伏系统的检验环境以及微电网技术配套技术的研发等措施，为光伏发电系统的并网研究提供充足的理论基础，实现光伏发电系统和电网系统的协调共同发展。

参考文献

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