大规模光伏发电对电力系统影响综述

张宁

摘要：目前的可再生能源包括潮汐能、风能、水能和太阳能。包括太阳能的应用范围和效果应该是最好的，随着太阳能的广泛应用，出现了大量的能源形式，如大规模光伏发电，光伏发电系统在我国，对电力系统的影响是非常大的，为促进电力工业的发展发挥重要作用，为提升我国综合国力奠定了坚实的基础。

关键词：大规模;光伏发电;电力系统

1 大规模光伏发电对于电力系统的影响分析

1.1 大规模光伏发电在配电系统保护中的影响

电力系统中配电系统是保证城市和居民正常用电的重要环节，因此在电力系统中的作用是非常重要的。而光伏发电的使用对电力系统中的配电系统产生很大的作用和影响，在一定程度上对配电继电保护系统也产生了一定的影响。因此从3个方面来进行大规模光伏发电在配电系统保护中影响的分析和研究。首先大规模发电对配电系统中的电网保护结构产生了较大的影响，配电电网的结构非常复杂，具有拓补结构的特点，而当光伏发电的电源接入电力系统中，就会破坏原有正常的配电电路的电流，打破原有的配电继电保护装置和系统，或者在正常配送电流时还会引发继电保护装置误动和拒动的现象。其次对电力变压器的接入方式有着很大的影响，因为配电系统中电力变压器的接入方式以及逆变器的接地回路都是不同的，而光伏电源的接入则可能会出现相应的接地故障，导致继电保护系统保护装置发生了改变。最后，大规模的光伏电源的涌入会让变压器的工作路径发生改变，加强对配电系统中低压穿越和三相不平衡问题的保护。因此说大规模光伏发电的流入对于配电系统产生了很大的影响。

1.2 大规模光伏发电对小扰动稳定性的影响分析

由于大规模的光伏发电的流入，会破坏电力系统中电流原本的平衡性，所以会出现小扰动稳定性的问题，从而会破坏一小部分的电力系统的正常运行和功能。根据专家研究显示，大规模光伏发电的的入网会在一定程度上影响着电力系统中的正常功率，从而破坏了电力系统原本的稳定性。其次，由于光伏发电的入网而导致的不稳定现象，电力系统会通过直流侧电对这种问题进行处理，对于不平衡的电流进行吸收处理，那么采用这种处理方式的结果就是减小了电容的储备，从而会在一定程度上降低整个电力系统的发电效率，进而影响了城市和人们生活工作的正常运行。

1.3 大规模光伏发电的流入在有功频率特性上的影响分析

光伏发电的过程中存在着很多的特性，这些特性对于电力系统有着不同方面的影响。比如大规模的光伏发电有着电源静止、波动和频繁的拖网等现象，所以，大规模光伏发电的流入会对电力系统的稳定性有所影响，对电网的有功频率造成影响，同时还会出现调频的现象，就比如一次调频以及二次调频，都可以破坏整个电网系统的平衡性。其次因为光伏发电具有静止的特点，所以在光伏电流进入电力系统之后要对其有一个整体的调整和规划，如果不对其进行调整，原本的电力系统中的电流加上光伏系统流入的电流就会增加整个电力系统的压力，所以会对电源设备造成一定的损坏，必要时要对电源设备进行调整或者更换，如果严重的话，甚至会导致整个电力系统出现瘫痪的现象，因此电力系统的继电保护系统会对整个系统进行相应的维护。

2 大规模光伏发电应用于电力系统的几点建议

2.1 采用光伏发电电厂所规划的设计技术

电能质量是相关电力企业赖以生存和发展的基石，只有维持电力系统稳定且正常的运行，才能扩大电力系统的容量，促进电力系统框架结构的改变。如果电能质量得不到良好的保障，不仅会增加电网的控制难度，同时也会影响用户的用电体验，给诸多用户造成不便。为了有效应对和解决这一问题，需要分析和研究影响电能质量的原因是什么，并在此基础上联系光伏发电电厂，采用光伏发电电厂所规划的设计技术，以此来解决电能质量不稳定和缺乏可靠性的问题。举例来说，在整个光伏发电系统的构筑过程中，光伏发电站的规划与设计问题是重中之重，只有解决光伏发电站的规划与设计问题，才能保证电能质量的稳定性和可靠性。其一，需要解决光伏发电站的安装地点选择问题。因为光伏发电依靠的是太阳能，因此，在建立光伏发电站时，其地点的选择应该在海拔高且受光照充足的地区。其二，则需要解决光伏发电站的安装容量问题。光伏发电站的容量规划主要有独立光伏系统、混合光伏系统等，为了保证电能质量，需要做到因地制宜，综合考虑。其三，则需要解决光伏发电站的规划与设计过程中所存在的投资时间和投资成本问题。在此过程中，需要建立工程寿命周期内系统的投资成本、运营维护成本以及重置成本的经濟模型，并通过计算分析，进而找出性价比最高的模式。其四，光伏发电站的规划设计需要满足安全性高、可靠性强、高效的原则，为此，在选择光伏发电设备时，尽量不要贪图便宜，应当选择一些性价比高、质量好、使用年限久的设备。其五，则需要从光伏模块和逆变器模块的使用数量、光伏模块的安装倾角以及光伏模块和逆变器的最优组合入手，着重解决光伏发电所存在的电能质量问题。

2.2 采用以光伏消纳为主的综合规划技术

与其他发电方式相比，光伏发电不仅污染较少，不需要电能的存储，而且在释放电能的过程中，能耗较少，运用率高，能够有效保证人民群众日常的用电需求。随着光伏发电的规模化应用，是用电的安全逐渐成为了人民所关注的重点。如何更好地保证电力系统正常的运行是电力企业加强光伏发电安全管理和质量控制的关键所在。就电网规划而言，针对大规模光伏发电，倘若不运用恰当的保护设施来加强对配电系统的保护，必定会影响用电的安全。而采用以光伏消纳为主的综合规划技术，能够有效改变和解决大规模光伏发电过程中可能存在的用电不安全的问题。举例来说，一方面，需要合理采用以光伏消纳为主的综合规划技术。在此过程中，需要切实加强区域内高压电网的建设，并在此基础上加强区域电网的跨省合作，做好特高压直流在内的跨区外送通道的规划工作，从而有效提高输电通道的利用效率。同时还需要综合考虑地区内水电、风电、火电等各类发电资源的配合，协调好运行和外送，提高各个区域电网的消纳能力。另一方面，则需要采用以光伏消纳为主的精细化光伏预测技术。其中，需要以太阳能资源的预测为基础，进而预测光伏发电功率;还可利用天气预报数据直接对光伏电站的输出功率进行预测。

结束语：

综上所述，大规模光伏发电的普及和推广，不仅符合我国节能环保的战略目标，而且对提高人们的环保意识具有积极有力的影响，推进电力企业改革和电力体制升级。因此，为了减少影响大规模光伏发电的电力系统，并确保正常运行，不仅需要面对光伏发电在电力能源供应的重要性，但是还需要积极寻求和探索科学、可行的光伏发电模式，在掌握光伏特性和优势的基础上，提高光伏发电技术水平，做好电能供应和服务工作。当然，在这个过程中，还需要灵活运用新的发电技术，帮助实现节能减排目标。

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