并网光伏发电系统对电网影响的研究

刘乐蒙

摘要：并网光伏发电系统已成为全球绿色新能源领域的研究热点，在有效缓解能源危机成为电网重要组成部分的同时，也带来了很多新问题，值得深思与研究。

关键词：光伏发电;并网;影响;措施

引言

并网光伏发电系统对于电网具有一定的影响，这些影响体现在很多方面。光伏发电是当今社会重要的发电形式，因此需要加快光伏发电技术的研发，储能技术、谐波抑制、新型逆变器这些都是未来研究工作的重点，这些技术的研发能够提升光伏发电的效率。光伏发电系统在并入电网时可以通过以下的途径：深入研究作用机理、构建系统验证环境、研发控制设备以及建设微电网技术配套，这样可以实现两者的协调发展。

1国外光伏发电发展现状

光伏产业在全球处于膨胀发展状态，尤其是在2006年之前的十年，几乎是以每年33%的速度增长，2004年世界光伏电池及其组件的产量达到了1200MW，随着光伏技术的日益发展，并网发电在光伏市场中越来越占主导地位，根据相关数据显示，2010年全球网络累计共有并网发电30GW，其中日本占到了51%。在欧洲，欧盟太阳能光伏发电已经达到了3GW，预计到2020年，太阳能电池组件产量能够达到54GW。在国外光伏发电的国家中，日本占据了十分有利的地位，因为其能源枯竭，国土面积较小，更是提出了2030年光伏发电要达到1000GW的目标，美国的光伏发电在2000年之前一直位居世界第一，可逐渐落后日本和欧洲，2004年之后，美国专门绘制了自己的光伏发电线路图。全世界光伏发电的成就令人兴奋，总体来看，主要表现在以下几个方面：一是太阳能发电的寿命增长，屋顶并网光伏系统增多，二是发电成本降低，三是越来越大的光伏发电群开始出现。

2并网光伏发电系统对电网的影响

并网光伏发电系统的核心是逆变器，该器件包含的东西比较广泛，具有重要的作用。逆变器包括信号检测、电流控制以及抗孤岛，具有检测、控制保护的作用。为了保证逆变器的顺利工作，逆变器采用的电路为桥式，这种电路模式可以将直流电转化为交流电。逆变器工作开展中对电流会进行相应的控制，保证频率的护理性，同时对并网点的电压进行跟踪，通过这些方式保证功率的稳定输出。光伏发电会对电网产生一定的影响，影响主要体现在以下几个方面：首先光伏发电会受到太阳光的影响，发电效率具有波动性，这样会对配电网的负荷特性产生变化。其次光伏发电不具有自动调度的功能，不能对电流和电压进行调整，势必会减少发电容量，增加调度难度。再次光伏发电在接入的过程中会产生方向电流，如果光伏发电的规模比较大会使电压升高，超过承载负荷。最后还会对保护产生一定的影响，变电站保护目的的实现是通过断路器完成的，光伏发电的比例过高的话会对网络进行扩撒，由单一的电流网络向多端网络转变，从而改变电流的大小和方向。

3光伏发电并入电网的措施

3.1加大科研力度

从光伏发电站规划、设计及并网全过程来说，主要存在的问题包括无序建设和并网困难等。为顺利推动光伏发电并网，提升电网运行水平，必须加大科研力度。以某县为例，其为最早推行光伏扶贫的地区，光伏电站数量较多，总装机量很大。据相关统计，截止到2020年，其光伏电站总容量将会达到320万千瓦。当地电力公司将其作为研发项目试点，主要研究课题包括分布式发电集群规划软件;分布式电源灵活并网与即插即用关键技术;分布式发电群控群调系统以及分布式发电集群实时仿真测试平台。从实际应用效果来说，此科研项目能有效解决光伏脱网问题，使用户光伏发电量增加，平均提升30%;村集体光伏发电量也有所增加，平均提升10%;修通网损降低3%，进而达到预期效果。借鉴于此，若想着力解决光伏发电并网大电网所面临的各类问题，必须要不断加大科研项目的研究。

3.2加强电能以及电能质量的控制

从光伏发电系统运行实际来说，发电具有不确定性，使实际功率输出时，极易产生波动，影响用户用电。以逆变器为例，其实际应用时，极易产生谐波，使配电系统谐波持续增加。因此，必须不断提升对配电系统电能的把控力度。除此，还需做好电能质量把控，进而提升光伏发电并网运行质量。不确定性是光伏发电的主要特点，且功率输出极易产生波动，给接入电网系统中的用电用户，造成很大程度上的影响，引发电能质量问题。逆变器谐波的出现，使配电系统谐波系统运行水平不断提高。光伏发电通过单相电源并网，使配电系统受到影响，三相不平衡问题更明显。必须加大关于配电系统电能质量相关问题的研究，提升电能质量监控水平。

3.3加大运行研究

若想改善光伏发电并网大电网运行的效果，除了深入研究发电系统外，还需要加大对大电网的运行研究，进而提出问题解决的方法。若微网模式的光伏发电以及大电网并网，那么微网能够和大电网产生较强的相互作用，影响着大电网运行。在分析大电网运行特性时，要采取新方法。微网的出現，使得配电系统极易产生安全问题，在进行分析时，采取高压电力系统分析方法难以满足研究需求。开展运行研究，主要是为了了解微网和大电网之间存在的相互作用，掌握理论以及方法，能够实现微网配电系统的有效控制以及分析。

3.4强化反复性发电系统的电网运行

为深度分析电力系统，必须开展潮流计算，并且实施动态仿真，使用监理合理化模型，最大程度上保障结果。在进行光伏电池分布式系统的研究时，重点研究电源特征，构建动态化模型，掌握不同运行状态下系统的不确定性。目前，光伏发电技术已经被普遍应用。随着应用规模的不断扩大，极有可能会造成大系统电压以及频率等出现问题，比如稳定性不足，因此要深度研究光伏发电系统、系统运行方式、并网大电网形式等。提升光伏发电功能的预测精准度，使其及时受到不确定性因素的影响，还能够保障发电的可行性，顺利推进各项计划。提升技术水平，是推动光伏发电并网应用的重要手段和途径，必须要做好全面的分析和研究，最大程度上提高电网运行的水平。

3.5科学规划配电系统

从行业发展实际来说，受到科学技术的发展影响，使得光伏发电系统不断创新和应用。在具体应用中，为保证系统运行的质量和效率，必须要科学合理的规划。开展新型光伏配电系统的统筹规划，为保证规划的质量，要基于现有的研究理论成果，比如微网规划研究，结合光伏发电并网大电网的特点，同时依据光伏发电电源分配的实际情况合理设置。具体来说，要从光伏电站建设选择方面入手，进行地址选择和容量大小等的研究，并且深入研究电能输出的控制方法以及并网形式等，深度分析影响电网谐波以及电压波动等的因素。在进行配电系统规划时，规划人员要做好对可再生能源的深度了解，明确发电原理和可靠性影响因素等，进而合理规划，保障系统运行的经济性以及环保性。

结束语

我国光伏发电虽然取得了很多的成就，但是依然有很多难题需要攻克，总体上来讲，其发展前景是很好的，尤其是近些年来，我国加大了对光伏发电的投入，大力扶持我国的光伏发电企业，加快对光伏技术的科研投资，一系列的政策出台帮助光伏发电并网技术取得了很好的发展势头，尤其是一些前沿科技，不断突破欧美等发达国家的封锁，大大促进了我国光伏发电技术的发展，从很大程度上提高了我国的国际影响力，我们相信，随着我国光伏发电技术的精进，会不断的发展我国光伏发电产业，促进我国光伏发电技术的不断进步。

参考文献

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[3]陈炜，艾欣，吴涛，刘辉.光伏并网发电系统对电网的影响研究综述[J].电力自动化设备，2013，33（02）：26-32+39.

（作者单位：国网河北省电力有限公司故城县供电分公司）