光伏发电并网对电力系统的影响研究

郑浩康鑫魏青艳赵巍冯海强

摘要：光伏发电项目对周围环境适应性强，建设时间较短，并不需要一些原材料作为保障，因此运行管理也相对简单，并且此系统的应用能够实现公共电网的并入，建设中相关人员要严格消除其中可能存在的各种风险，提升电网运行效果，为国家经济建设持续发展提供能源保证。本文主要对光伏发电并网对电力系统的影响进行了分析研究。

关键词：光伏发电；并网技术；改善策略

引言

科技的发展推动了新能源事业的进步，光伏发电并网技术将得到全面发展，随着光伏发电站并网数量的不断增加，其对电力系统产生的影响也会更加明显，为提高光伏发电并网的安全性、稳定性，相关单位要进一步加强对光伏发电并网技术的研究，有效处理谐波、电压闪变以及波动等问题，促进整个电力系统的安全、可靠运行。

1光伏发电并网对电力系统的影响

1.1对电能质量的影响

光伏发电并网后，使电力系统的电压水平发生了变化，容易造成电压、电流的波形畸变，其对配电网电能质量的影响主要表现在以下几点：（1）谐波畸变。光伏发电系统一般需要应用电力电子换流器，该装置接入配电网后会引入谐波电流，同时影响电网电压，造成谐波畸变，此外，光伏发电系统中的电抗器以及配电网中的电容器会造成谐振现象，使谐波畸变更加明显。（2）电压波动和闪边。光伏发电系统要受到自然环境温度、太阳光辐射强度等因素干扰，其输出功率具有一定的波动性，接入配电网后，变化的功率输入会导致原有电压水平的波动，难以避免闪变问题，影响供电稳定性。（3）潮流方向发生变化。光伏发电系统在配电网中接入的具体位置和容量配置是不同的，如果接入的光伏并网容量过大，在馈线节点处会产生较大的输入功率，使此处电压升高，造成潮流倒向，影响整个配电网的输配电质量。

1.2对继电保护的影响

我国配电网大部分采用的是单电源放射型布设方式，将光伏发电系统并入配电网中，会改变配电网络原有的拓扑结构，造成继电保护发生拒动、误动等情况。具体而言，光伏发电并网对继电保护的影响包括以下几个方面：（1）对高压熔断器保护的影响。分布式光伏系统并网成功后，配电网成为多电源供电系统，而高压熔断器保护往往针对单个电源系统有效，在发生故障后，高压熔断器仅断开故障支路，难以实现对整个线路的保护。（2）对距离保护的影响，光伏发电系统并入电力系统后，距离保护，相当于多了一个上游分支，进一步缩短了距离保护得到二、三段保护。（3）对过流保护的影响，在光伏发电接入配电系统后，如果发生电力故障，由于光伏电源的存在，继电保护装置判断故障电流的难度提升，使馈线保护动作灵敏度降低，同时，邻近线路的瞬时速断保护选择性失效，容易产生拒动或误动。

2关键技术分析

2.1并网逆变器控制技术

并网逆变器控制技术在光伏并网发电系统中发挥着重要的作用和意义，其中中心控制采用的是PID控制方式，通过将电流实现控制，保证了电网以及光伏并网发电系统的统一电流，通过系统在并网发电过程中的控制，通过直接以及间接的控制方法，将中间连接中存在的缺陷实现了弥补。PID控制技术保证了光伏发电系统的动态过程，根据电流中并网技术的引导，将电流进行不断的传输，同时还保证了电压的稳定性，对于光伏并网发点技术中最佳功率的形成有很大促进作用。

2.2最大功率点跟踪技术

最大功率点跟踪技术是将光伏并网发电系统所处的环境进行确定，根据气候中的温度、湿度以及光照等因素实现对并网的调节，并根据发电系统的自身曲线特征绘制相应的过程图，根据曲线图片中显示的变化，对并网发电项目中的功率点实现跟踪的目的。最大功率点跟踪技术是否能够高效率运行与光伏并网发电项目的运行效果有很大关系，在应用中主要采用下面两种方法：（1）扰动观察法，此种方法通过扰动状态前后光伏发电系统产生的变化进行显示，将最大功率点的位置确定处理，通过扰动中电压的控制，形成电压差，最终实现对发电的扰动，确定出跟踪功率的整体状态。（2）电导增量法，这种方法通过变化量以及瞬间电导数据之间的变化情况，将光伏列阵中的一些曲线变化情况确定出来，将峰值找出，确定是否此时段处于最大值，查看电导增量检查中需要确定一个特定的阈值E，当最大功率处于±E的范围内时，即可找出并网发电的最大功率点。

2.3分布式并网技术

分布式并网技术是通过光伏发电中将电能进行分配，实现对用电的直接分配，如果发生了电力不足的情况，就需要与大电网实现调节以及双向交换。分布式光伏发电的构成主要包括：（1）太阳能电池组件；（2）保护装置；（3）电路；（4）逆变器；（5）电网接口。其中光伏发电系统中太阳能电池组件是其核心设备，通过太阳能进行转化，形成电能。逆变器中将直流电进行转换，形成专业的交流电设备，因为电池组件中形成直流电，将实际应用中形成的交流负载过程，实现对国家大电网的供电过程。

2.4并网发电功率预测

并网发电功率预测，此项技术能够通过预测作用，在光伏并网发电系统运行中对可能遇到的各种干扰情况进行预测并采取相应的措施降低影响，光伏并网发电系统的整体水平通过此技术的应用能够有效得到维护。在预测并网发电功率的过程中通过间接以及直接两种方式形成，将其中可能存在的影响因素找出来，提升系统之间的转化效率，对并网发电的功率全面实现预测功能，另外将功能预测中的各项数据严格处理，实现系统的功率预测功能全面开展。

2.5光伏并网发电系统中的安全保护技术

防孤岛保护工作对于发电系统中的检测方法能实现主动保护工作，通过在技术应用中进行实时的仿真实验，对于电网中存在的负载数据进行观察和分析，并且对电网是否可能发生断电的情况进行预测，逆变器也在此过程得到控制，形成对光伏并网发电系统的保护。

3光伏发电并网改善策略

3.1配备全套防雷系统

要解决雷击问题除了现有的加强外部避雷措施以外，还要做好内部防雷保护和日常检修，避免因为工作失误把小问题变成了大问题。外部防雷系统目前已经应用得较多，安装引地线、接闪器等，我们此处就不多做累诉了。除了外部防雷系统外，还要加强内部防雷装置建设，目前常用的内部防雷装置由电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、电涌保护器等几部分组成，主要用于减小和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应。除此，还要加强检修维护，避免因工作失误带来的影响。

3.2加强大电网与光伏发电站之间的相互作用研究

光伏发电并网后，光伏发电系统与大电网之间相互作用，而且会随着两者的不断进行，作用越深入其相互作用也会变得越来越复杂，而且会因为光伏电站的原因直接影响大电网的安全性、稳定性。这就需要我们加大这一研究，更加深入的掌握大电网的性质，了解两者的本质、关系，追根究源的找到问题及可能发生的问题，然后进行分析解决，这样才能使光伏发电系统并网工作顺利进行。

3.3提高配电系统的电能控制力度

目前作为新能源的光伏发电技术在店里行业的应用非常广泛，采用大规模的并往方式容易对平率的稳定性产生影响，在这种情况下，要实现对电力系统的控制，就要加强其分析，对电力系统潮流的峰值进行动态仿真计算，并且建立起电力模型，以找到在不同运行状态下，电力系统的不确定性。并且根据这些问题寻求到最佳的控制方法，以提高配电系统的电能控制力度。

3.4加强对新型光伏发电配电系统的合理规划

在进行光伏发电并网过程中，要科学的对其进行规划，并且将微网规划的研究结果当成规划基础，并且将配电网规划的研究作为规划前提，对光伏发电技术以及并网的实际特点和方式进行深入的研究，对其电源地方的气候、欢欢、容量、控制方法、并网方式进行详细的研究。只有这样，才能在规划过程中做到科学、合理。

结束语

总之，传统的发电形式已经无法适应现代社会的发展，虽然目前来看光伏并大电网虽还有很多问题存在，但并网是电力行业发展的趋势，也是目前应用非常多的存在，而这些问题，只要我们深入研究，就能找到解决措施。只有这样，才能促进光伏发电技术的不断向前发展。

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