大规模光伏发电对电力系统影响综述

郭磊

摘 要：随着社会的不断进步，人们对电能的使用量逐年增加，让我国电力资源出现了紧缺局面。而大规模的光伏发电系统建设，可有效解决这一问题。本文根据以往工作经验，对大规模光伏发电系统的模型建立方式进行总结，并从电力系统的保护、无功电压的发展、有功功率的保障、供电质量的提升4个方面，论述了大规模光伏发电对电力系统影响。

关键词：光伏发电 电力系统 有功功率

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）02（a）-0035-02

现如今，我国的社会生产力的得到了明显提升，在各个项目建设的同时，人们对电力资源的需求越来越大，这也让环境问题变得越来越突出。为了进一步与我国发展层次相适应，进一步加强对生态文明建设，进一步降低二氧化碳的排放量，在光伏发电系统建设上，相关部门进行了高度重视。光伏发电属于纯绿色能源，具有安全、可靠等方面优势，在我国电力系统建设中发挥出了巨大的作用。

1 大规模光伏发电系统的模型建立

1.1 光伏电池及阵列的模型

该模型在建立过程中以单二极管为基础，依据基尔霍夫定律，对光伏等效电路进行建立，并通过对所有相关理论进行简化，最终确保计算过程的准确性。与此同时，光伏发电系统可以对开路电流、电压、短路电流等参数进行合理利用，以此来获得模型建立的最佳表达式，随后将各种表达式应用到工程计算当中。一般来说，要想建立出光伏阵列模型，需要以串联关系组合为依据，只有这样，人们才能得到最终想要的模型。但在实际工作中，人们需要对光伏列阵中的光伏组件差异性提高重视程度，如果遮挡问题出现，将会对P-V特性的多峰值造成严重影响，也会对模型建立工作极为不利。

1.2 并网换流器与内环控制模型

在光伏发电系统中，换流器会对单元暂态并网特征产生一定影响。在实际工作过程中，换流器控制方式有很多，主要的控制方式是内外环结构双环控制。一般来说，在内外环控制过程中，主要的控制手段为电压输入，而在控制生成时，电流的参考值也得到了控制，此时便可以对换流器的并网方式进行确定。另外，换流器的内环控制主要以电流出入为主。同时，工作人员还要将外环控制中所出现的电流数值当作参考基准。在各个环节控制工作中，都需要对换流器进行合理使用，从而确保电流顺利进入公共电网之中[1]。

2 大规模光伏发电对电力系统影响

2.1 电力系统的保护

光伏发电的大规模使用，对我国电力系统可以起到良好的保护作用。首先，光伏发电可以利用太阳光解决我国电力资源紧缺问题，不仅实现了电力资源的顺畅供应，也降低了电力系统在运转过程中存在的不稳定程度，避免电力系统出现严重损害。其次，光伏发电过程中所产生的电力资源具有很强的抗干扰功能。在电流产生时，会应用正负电荷离子的相互吸引，最终转化成电流。因此，光伏发电中的电流具有较强的稳定性，可在增强抗干扰能力的同时，维持电力系统的稳定运行，避免电力系统因为局部干扰源刺激而出现供电迟缓或供电不及时等情况，对人们的生产和生活造成影响。

2.2 无功电压的发展

无功电压属于一种新型的电力技术，该技术主要解决电能供应过程中由于供电系统的电阻过大，而导致的电能供应缓慢问题，对外力电压的补给形式进行合理更改。无功电压的出现，可以保证电力系统中电压的稳定性，同时与光伏发电技术相结合，在确保电压稳定的同时，为电力系统运行提供保障，最终实现无功电压在电力系统中的综合应用。除此之外，光伏电压技术也具有很强的稳定性，能够保证无功电压状态下，电力系统对双电源和多电源进行同时应用，使无功电压模式下设备的风险性大大降低，为无功电压的平稳发展提供基础条件。例如：某供电企业为了满足用户的用电需求，通过对各方面制度的完善，提升了对无功电压的质量管理措施：第一，对低电压去进行改造。在2016年，该企业的低电压工作区只有24个，到了2017年年初，低电压改造区高达47个，进步十分明显。第二，对变电站出线间隔进行有效调整。通过上述调整措施的实施，该企业成功实现了供电质量的有效提升[2]。

2.3 保障有功功率

总的来说，光伏发电的工作原理是利用硼离子和硅离子对电荷进行吸附，从而产生光伏电压，并促使光伏电压在实际中得到应用。因此，光伏发电的发展和应用，也可以将有功功率的使用效果提升。首先，由于大量的电离子运行和波动频率出现了加快，会使系统的总功率受到严重冲击，有功功率在此时便会得到提升，从而实现电力设备的生产和应用效率。其次，光伏发电过程中涉及到很多静止元件。随着光伏电流应用的不断深入，人们逐渐实现了对电器设备中的应用电流大小进行调节，以此来适应各个电力设备的用电需求，促使整个电力系统中的有功功率发挥出巨大的作用，提升有功功率的利用程度和水平，同时降低了电力系统在运行过程中的危险系数[3]。

2.4 SVG动态无功补偿装置

SVG属于典型的电力电子设备，在大规模光伏发电项目中，对电力系统主要的影响是无功功率的超发和有功功率的不确定性，SVG无功补偿技术可实现对上述影响的有效改善，但在很多技术的使用上依然存在问题。针对于这种现象，人们在新能源发展的同时，对SVG动态补偿装置进行了合理改进，实现对新能源的有效开发。总的来说，SVG的工作原理是通过外部CT对电流信息进行检测，然后由控制芯片对电流信息进行有效整合和分析，再由控制器对补偿信号进行驱动，最终实现逆变电路对电流进行补偿。通过对这种补偿装置的合理改进，大规模光伏发电可以发挥出更好的应用效果，实现对电力系统的影响有效降低。

3 结语

综上所述，在大规模光伏发电系统使用过程中，虽然可以在一定程度上缓解我国的电力资源紧张问题。但换个角度来说，这种发电系统也为我国带来了不小的影响，由于大规模光伏发电系统的介入，增加了我国电力系统很多不确定因素。因此，相关工作人员需要在工作中对不确定因素进行总结和分析，从而避免我国电力系统的运行受到影响。

参考文献

[1] 余希瑞，周林，郭珂，等.含新能源發电接入的电力系统低频振荡阻尼控制研究综述[J].中国电机工程学报，2017，37（21）：6278-6290.

[2] 马进，赵大伟，钱敏慧，等.大规模新能源接入弱同步支撑直流送端电网的运行控制技术综述[J].电网技术，2017，41（10）：3112-3120.

[3] 李媛，张志强，郑超，等.考虑光伏电站高渗透接入的火电机组一次调频参数优化[J].电力建设，2017，38（3）：115-122.