大规模光伏发电对电力系统影响综述王锡魁

王锡魁冯强陈燕

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摘要：电力是中国的主要能源，人们的日常生活离不开电，每天都需要电，所以，电力在日常生活中发挥着重要的作用。随着电力需求的增加，越来越多的发电方式出现在人们的生活中，例如：风能发电、水能发电、太阳能发电等等，近年来，光伏发电逐渐发展起来，成为了一种新型发电方式，不仅给人们的生活、学习带来了便利，而且节约了能源，缓解了能源短缺、稀缺性、环境污染等问题。因此，本文分析了大规模光伏发电的原理和优势，阐述了大规模光伏发电对电力系统的影响。

关键词：大规模光伏发电；电力系统；影响

引言：

随着用电的增加，水利发电和火力发电已经不能满足人们的需求，为了更好的为人们生活和消费提供更好地服务，国家开始实行太阳能发电，将集中发电模式共同应用，但是有必要有效地解决大规模光伏发电对电力系统影响的问题。

一、大型光伏发电原理与优势

大规模光伏发电是将太阳能发电系统产生的直流电转换为符合实际供电需求的交流电，该转换是通过并网逆变器实现的。并网光伏发电系统包括集中式大规模并网电站和分散式小并网发电系统两种形式。前者能对电站的电源进行改造，并可直接使用；家用配电适用于大型民用电站，广泛应用于住宅建筑中，适合光伏建筑一体化。光伏发电并网系统不需要储能和释放，降低了能源消耗，提高了电能的利用效率。大型光伏发电具有以下优点：太阳能是清洁能源，与其他发电方式相比，减少了环境污染；光伏发电具有更高的回网率，提供了更多的电力，保证了人们对能源的需求，并建筑物有效地结合了光伏生成系统，以增加建筑物的颜色，使建筑物更加完善和更具特色。

二、大型光伏发电系统简介

1.光伏电池与阵列模型

在大规模光伏发电系统中，光伏电池是重要的组成部分，其具体的布置需要详细论述。光伏电池主要基于二级模型作为光伏电池的等效电路。在完成基本参数的分解和表达后，确定电流和开路电压，包括最大功率点电压。大规模光伏发电系统中的阵列模型主要基于阵列模型，最终的阵列状态为串并联模式。

2.并网变换器及其控制模型

在大规模光伏发电系统中，并网变换器是大型机组的暂态并网特性。目前，用于大规模光伏发电系统的主要电压源是内外环双层结构，形成双环控制模式。电流是内回路的主要控制方式，其电流值需要以外环的基准值作为基本测量标准。外环是基于内回路产生的电流、电压的输入过程。通过转换器的并联网络和外部特性的策略完成了操作。

控制模型有两种。一个是内环控制模型。所采用的控制策略主要是前馈解耦。确定了转炉的瞬态模型。最后，基于暂态模型确定了功率解耦方法。

三、大型光伏发电对电力系统的影响分析

1.有功功率特性的影响

考虑到光伏发电的实际应用，可以看出，光伏发电的特点是：它的电源是一个静止的部件，不会产生转动惯量；输出力不是恒定的，具有随机变化的特性；有功功率和无功功率的动态特性是不同的，在不同的时间段内，电源的抗干扰能力较弱，会导致电网外故障，对逆变器有很强的依赖性，具有随机变化的特点。光伏发电的这些特性对电力系统有功功率有一定的影响。具体包括：将影响系统的调频效果，调度过程的经济性；备用设备优化策略的变化；系统具有等效的惯量矩变化，将在极端条件下增加频率变化。

2.保护配电系统

光伏发电的大规模使用可以在中国配电系统的保护中发挥巨大作用。首先，光伏发电可以充分利用阳光来缓解中国电力资源的短缺，保证电力资源的平稳供应，减少电力系统运行过程中由于电阻或电压突然增加而造成的供电系统不稳定，从而对电力系统造成部分损害。第二，光伏发电所产生的电力资源具有很强的前景。由于光伏发电中的电流产生原理是通过相互吸引将正负电荷转换成电流，光伏发电所产生的电流具有很强的稳定性，能够抵抗电力干扰，提高供电系统的稳定性，磁场或其他因素对供电系统造成了影响。缓慢或不及时的统一供电影响了人们的正常生产和生活。

3.电能质量的影响

大规模光伏发电应用范围的扩大将非线性负荷引入电力系统中。同时，污染系统将降低电能质量，导致系统运行中产生更多谐波。因此，应重视多逆变器的使用，结合系统数字控制的作用，提高谐波问题的效果，并考虑直接注入法对电能质量的影响。

4.稳定无功电压与平稳发展

随着经济的发展，无功电压作为一种新型的电力发展技术得到了广泛的应用，无功电压的优势在于它可以保证供电电源的稳定性，由于无功电压受到外部电压的影响，在供电过程中可能会遇到供电缓慢的现象，对人们使用电力有一定的影响。而光伏发电技术具有更大的稳定性，可以弥补无功电压的不足，光伏技术可以在无功电压条件下保护双电源和多电源的应用，提高电源的稳定性，降低无功电压技术下生产设备的风险，稳定无功电压的运行。

5.功角稳定性的影响

从本质上讲，发电不参与功角振荡，因此本质上不存在功角稳定性问题。然而，由于光伏发电元件的随机波动和非转动惯量，该系统将在接入大规模之后导致电网内的功率流分布，从而影响总电流和功率和等值。另外，由于光伏发电与电网相连接，电网的基本性能发生了变化，导致电力系统内部拓扑的减少和电力传输的运行方式，导致系统的模式和稳定性的降低。七宗罪，在发生故障的情况下，光伏网络往往会出现穿越能力的故障，从而导致网络的崩溃。尤其是集中式和规模化后，容易产生故障。因此，在改进过程中，必须充分利用光伏配电站内部分布的功能，实现配电站的无功补偿，有效地提高系统的安全性。

结束语：

为了实现中国的可持续发展战略，在本不浪费资源的基础上，大规模的开发新能源以及更成为必然之路，而大规模光伏发电系统的出现，解决了中国供电不足的缺陷，为中国的可持续化发展奠定了基础。因此，必须要加强对大型光伏发电系统的应用分析和探讨，找到光伏发电的优点，利用光伏发电的优势，促进我国社会经济的发展以及新能源的发展。

参考文献：

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