大規模光伏發電對電力系統影響綜述

郭磊

摘 要：隨著社會的不斷進步，人們對電能的使用量逐年增加，讓我國電力資源出現了緊缺局面。而大規模的光伏發電系統建設，可有效解決這一問題。本文根據以往工作經驗，對大規模光伏發電系統的模型建立方式進行總結，并從電力系統的保護、無功電壓的發展、有功功率的保障、供電質量的提升4個方面，論述了大規模光伏發電對電力系統影響。

關鍵詞：光伏發電 電力系統 有功功率

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）02（a）-0035-02

現如今，我國的社會生產力的得到了明顯提升，在各個項目建設的同時，人們對電力資源的需求越來越大，這也讓環境問題變得越來越突出。為了進一步與我國發展層次相適應，進一步加強對生態文明建設，進一步降低二氧化碳的排放量，在光伏發電系統建設上，相關部門進行了高度重視。光伏發電屬于純綠色能源，具有安全、可靠等方面優勢，在我國電力系統建設中發揮出了巨大的作用。

1 大規模光伏發電系統的模型建立

1.1 光伏電池及陣列的模型

該模型在建立過程中以單二極管為基礎，依據基爾霍夫定律，對光伏等效電路進行建立，并通過對所有相關理論進行簡化，最終確保計算過程的準確性。與此同時，光伏發電系統可以對開路電流、電壓、短路電流等參數進行合理利用，以此來獲得模型建立的最佳表達式，隨后將各種表達式應用到工程計算當中。一般來說，要想建立出光伏陣列模型，需要以串聯關系組合為依據，只有這樣，人們才能得到最終想要的模型。但在實際工作中，人們需要對光伏列陣中的光伏組件差異性提高重視程度，如果遮擋問題出現，將會對P-V特性的多峰值造成嚴重影響，也會對模型建立工作極為不利。

1.2 并網換流器與內環控制模型

在光伏發電系統中，換流器會對單元暫態并網特征產生一定影響。在實際工作過程中，換流器控制方式有很多，主要的控制方式是內外環結構雙環控制。一般來說，在內外環控制過程中，主要的控制手段為電壓輸入，而在控制生成時，電流的參考值也得到了控制，此時便可以對換流器的并網方式進行確定。另外，換流器的內環控制主要以電流出入為主。同時，工作人員還要將外環控制中所出現的電流數值當作參考基準。在各個環節控制工作中，都需要對換流器進行合理使用，從而確保電流順利進入公共電網之中[1]。

2 大規模光伏發電對電力系統影響

2.1 電力系統的保護

光伏發電的大規模使用，對我國電力系統可以起到良好的保護作用。首先，光伏發電可以利用太陽光解決我國電力資源緊缺問題，不僅實現了電力資源的順暢供應，也降低了電力系統在運轉過程中存在的不穩定程度，避免電力系統出現嚴重損害。其次，光伏發電過程中所產生的電力資源具有很強的抗干擾功能。在電流產生時，會應用正負電荷離子的相互吸引，最終轉化成電流。因此，光伏發電中的電流具有較強的穩定性，可在增強抗干擾能力的同時，維持電力系統的穩定運行，避免電力系統因為局部干擾源刺激而出現供電遲緩或供電不及時等情況，對人們的生產和生活造成影響。

2.2 無功電壓的發展

無功電壓屬于一種新型的電力技術，該技術主要解決電能供應過程中由于供電系統的電阻過大，而導致的電能供應緩慢問題，對外力電壓的補給形式進行合理更改。無功電壓的出現，可以保證電力系統中電壓的穩定性，同時與光伏發電技術相結合，在確保電壓穩定的同時，為電力系統運行提供保障，最終實現無功電壓在電力系統中的綜合應用。除此之外，光伏電壓技術也具有很強的穩定性，能夠保證無功電壓狀態下，電力系統對雙電源和多電源進行同時應用，使無功電壓模式下設備的風險性大大降低，為無功電壓的平穩發展提供基礎條件。例如：某供電企業為了滿足用戶的用電需求，通過對各方面制度的完善，提升了對無功電壓的質量管理措施：第一，對低電壓去進行改造。在2016年，該企業的低電壓工作區只有24個，到了2017年年初，低電壓改造區高達47個，進步十分明顯。第二，對變電站出線間隔進行有效調整。通過上述調整措施的實施，該企業成功實現了供電質量的有效提升[2]。

2.3 保障有功功率

總的來說，光伏發電的工作原理是利用硼離子和硅離子對電荷進行吸附，從而產生光伏電壓，并促使光伏電壓在實際中得到應用。因此，光伏發電的發展和應用，也可以將有功功率的使用效果提升。首先，由于大量的電離子運行和波動頻率出現了加快，會使系統的總功率受到嚴重沖擊，有功功率在此時便會得到提升，從而實現電力設備的生產和應用效率。其次，光伏發電過程中涉及到很多靜止元件。隨著光伏電流應用的不斷深入，人們逐漸實現了對電器設備中的應用電流大小進行調節，以此來適應各個電力設備的用電需求，促使整個電力系統中的有功功率發揮出巨大的作用，提升有功功率的利用程度和水平，同時降低了電力系統在運行過程中的危險系數[3]。

2.4 SVG動態無功補償裝置

SVG屬于典型的電力電子設備，在大規模光伏發電項目中，對電力系統主要的影響是無功功率的超發和有功功率的不確定性，SVG無功補償技術可實現對上述影響的有效改善，但在很多技術的使用上依然存在問題。針對于這種現象，人們在新能源發展的同時，對SVG動態補償裝置進行了合理改進，實現對新能源的有效開發。總的來說，SVG的工作原理是通過外部CT對電流信息進行檢測，然后由控制芯片對電流信息進行有效整合和分析，再由控制器對補償信號進行驅動，最終實現逆變電路對電流進行補償。通過對這種補償裝置的合理改進，大規模光伏發電可以發揮出更好的應用效果，實現對電力系統的影響有效降低。

3 結語

綜上所述，在大規模光伏發電系統使用過程中，雖然可以在一定程度上緩解我國的電力資源緊張問題。但換個角度來說，這種發電系統也為我國帶來了不小的影響，由于大規模光伏發電系統的介入，增加了我國電力系統很多不確定因素。因此，相關工作人員需要在工作中對不確定因素進行總結和分析，從而避免我國電力系統的運行受到影響。

參考文獻

[1] 余希瑞，周林，郭珂，等.含新能源發電接入的電力系統低頻振蕩阻尼控制研究綜述[J].中國電機工程學報，2017，37（21）：6278-6290.

[2] 馬進，趙大偉，錢敏慧，等.大規模新能源接入弱同步支撐直流送端電網的運行控制技術綜述[J].電網技術，2017，41（10）：3112-3120.

[3] 李媛，張志強，鄭超，等.考慮光伏電站高滲透接入的火電機組一次調頻參數優化[J].電力建設，2017，38（3）：115-122.