大规模光伏发电对电力系统影响探究

大规模光伏发电对电力系统影响探究

赵凯鑫

国家电投集团河北电力有限公司张家口分公司 河北 张家口 075000

摘要：经济社会的快速发展，使各领域均受到一定影响。而各领域在发展过程中，对电力能源需求量加大，导致能源不足问题逐渐走向严重化，影响现代化社会经济水平的同时，还给大众日常生活带来困扰。针对此情况，我国电力部门引起重视，结合目前能源不足问题详细分析，掌握具体影响因素后，采取科学措施有效解决。其中，就包括对大规模光伏发电应用，能够解决传统火力、水力发电供应不足问题，注重各领域的生产与创新，并对电力系统稳定性产生积极影响。

关键词：大规模；光伏发电；电力系统；影响

光伏发电属于一种新能源，并经过科学技术处理，使其更加成熟，扩大其应用及影响范围。无论是从各领域生产角度分析，还是大众日常生活对电能需求，均以光伏发电原理为创新前提，控制电力系统电压稳定性及电力频率，利用大规模光伏发电解决能源不足问题，增强电力系统稳定性，为各领域生产及发展通过充足电力，增强我国电力领域稳定性。

一、大规模光伏发电内容探究

（一）光伏电池

光伏电池是大规模光伏发电系统重要内容，首先，能够分析大规模光伏发电系统内部结构或是其内部功能、运行程序等，目的就是掌握其系统运行特点，增强整体稳定性。其次，选择二极管模型，使其处于KCL状态，通过相关信息数据分析、计算，确保光伏电池满足大规模光伏发电系统运行需求。最后，分析大规模光伏发电系统电压、功率等情况，选择“串并联”方式，使其以阵列模型存在，完善大规模光伏发电系统结构。

（二）并网换流器

大规模光伏发电系统中的并网换流器，最主要的影响因素就是其自身特征，是以“并网”特征为主。从大规模单元角度分析，其系统内部包括：内、外环双层结构，利用“电压源型”能够对其进行双环控制，实现大规模光伏发电系统电流内环控制目的^[1]。此外，还能在大规模光伏发电系统运行过程中，选择外环电流控制方式，把系统运行过程中所产生的信息数据详细记录，以具体信息数据为外环电流控制参考依据，完成电流入网、输入电压、换流器并网等工作。同时，并网换流器还对大规模光伏发电系统稳定有决定性影响，依然需要在大规模光伏发电及电力系统运行过程中，分析换流器并网状态，及时调整电力系统运行模式，从而使电力系统稳定运行。

（三）暂态模型

暂态模型，主要是对大规模光伏发电并网换流器操控，可在并网换流器运行过程中，及时反映出前馈结构现状，再加上对大规模光伏发电系统内部结构分析，使其可以在应用前进行相应设计，确保并网换流器在运行过程中能够呈现暂态模型。此外，还对大规模光伏发电系统的电力结构处理方式产生影响，以确定暂态模型为基础前提，既可以为后续工作做好准备工作，又能在系统最后运行环节中，全面控制内环，简化换流器、内环节控制操作流程，增强大规模光伏发电系统适应性。

二、大规模光伏发电对电力系统影响

（一）有功频率影响

大规模光伏发电，自身所具备的特征较多，如：随机波动性、四象限控制能力、脱网现象等。而其自身特证会对电力系统稳定特性有一定影响。其中，关于光伏电力随机波动性幅度、频率等冲击性，是否会对电路系统有功频率产生影响，相关部门及人员也进行了相应探究与分析。并且，还根据具体研究信息数据得出相应结果，大规模光伏发电会对电力系统有功频率有一定影响。主要是在电力系统运行过程中，会因为大规模光伏发电调动特征，使电力系统有功频率增加。与此同时，还是电力系统运行质量受到不利影响，甚至会存在一定安全风险^[2]。

对此情况，最有效的处理方式，就是对大规模光伏发电源有功频率协调控制，既要分析电力系统运行稳定性，又能使大规模光伏发电具有较强适应性，在运行前、运行中不断地调整，发挥出光伏电源实质作用与性质。在此基础上，适当接入大规模光伏发电系统，使电力系统等效转动惯量、有功频率等恢复正常，从而确保电力系统稳定性。

（二）功角稳定性影响

关于大规模光伏发电是否会对电力系统功角稳定性有一定影响，相关部门在日常研究过程中，进行相应探究与分析。依据探究结果，得出大规模光伏发电对电力系统功角稳定性有一定影响。其中主要影响因素是静止元件，主要是在功角振荡环节中，大规模光伏发电未参与到电力系统运行环节中，使电力系统功角稳定性受影响。

此外，大规模光伏发电自身随机波动特征影响，当电力系统与大规模光伏发电共同运行时，其传输功率发生了改变。并且，传输功率改变，最易发生在系统故障阶段，单纯地分析电力故障，所受到的影响因素较多，再加上大规模光伏发电特征影响，使故障解决难度增大，最终导致电力系统动态支撑性能、常规组均存在一定差异性^[3]。

对此情况，还需结合实际情况详细分析，要符合电力系统实际运行要求，通过增强电力系统功角稳定性，控制大规模光伏发电技术，无论是系统结构，还是功能稳定性，均能借助先进技术，对电力系统运行过程进行仿真模拟操作，经过特殊场景的制定，便于探究大规模光伏发电对电力系统实际影响。同时，还为工作人员降低探究难度，能够把数字转换成仿真场景，借助先进技术掌握系统内部结构，及时发现光伏并网脱网现象产生状态及影响因素，便于对相关策略的制定与实施，降低大规模光伏发电对电力系统冲击力，避免电力系统运行过程中存在脱网风险或引发系统故障。

（三）扰动稳定性影响

针对大规模光伏发电对电力系统扰动稳定性影响分析，基础前提是掌握机械与电磁量不平衡动力学稳定问题，虽然直接性影响因素不是光伏电池，但是电气不稳定也逐渐成为光伏电池主要问题。基于此情况下，还是会使电力系统的电网稳定性受到一定影响。

对此问题分析，可选择小扰动法，主要是在电力系统运行环节中，时刻掌握电力系统最大功率运行点，再与其水平接近点对比分析，能够探究出其是否会对电力系统扰动稳定性产生影响，或者是具体影响程度等。依据光伏电站直流侧电容情况，能够在系统故障期间，掌握不平衡功率，选择最小电容完成储能工作，此时会发现直流侧电压发生变化，并呈现出上升状态^[4]。也说明了大规模光伏发电对电力系统扰动稳定性有一定影响。而最有效的解决方法就是仿真模型，通过先进技术实施及影响，开展验证活动，结合试验结果得出科学结论。

结语：

结合上述中我们对大规模光伏发电内容分析，使我们能够了解到其内部结构较复杂，并且还具备各项独立特征。那么从电力系统运行角度分析，大规模光伏发电是会对电力系统产生不同程度影响。其中包括有功频率影响、功角稳定性影响、扰动稳定性影响等。为增强电力系统稳定性，还需对大规模光伏发电与电力系统综合分析，明确具体影响因素，科学采取解决措施，降低电力系统故障频率，避免存在安全风险，从而对电力领域稳定发展产生积极影响。

参考文献：

[1]宣峰,党淼.研究大规模光伏发电对电力系统影响[J].当代教育实践与教学研究（电子版）,2017,6（02）:188-188.

[2]程青青,都洪基.大规模光伏并网对区域互联系统机电振荡影响分析[J].电力科学与工程,2018，62（11）:56-62.

[3]李秀云,韩继武.大规模光伏发电并网对电力系统的影响及其发展现状[J].智慧中国,2019，3（19）:95-97.

[4]王韬喆.光伏电站模型对电力系统电压稳定性的影响研究[J].通信电源技术,2018，84（19）:64-67+69.