大规模光伏发电对电力系统影响综述

大规模光伏发电对电力系统影响综述

曾恩泉

海南电网有限责任公司三亚供电局 海南省三亚市 572000

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，能源结构发展至今，我国目前的能源结构依旧是以传统能源为消费主体。同时对于传统能源的消耗量也在日益地增加，由于传统能源大多属于不可再生能源，因此调整能源结构，利用新的技术优化能源消耗结构，让新能源代替传统能源，以此来更好地满足当今市场的需求。

关键词：分布式光伏；并网发电系统；发展应用

引言

为解决集中式供电方式，在面向大机组模式以及大电网的模式发展进程当中有系统不稳定的问题、且局部在产生事故之后非常容易扩散，停电的面积非常大等情况，本文针对分布式光伏并网发电系统的发展应用做出了进一步探究，提出了分布式光伏并网发电系统总体设计措施，有益于电力系统的绿色、稳定发展。

1分布式发电系统的优势分析

分布式发电的实现，是基于以往使用的集中式供电方式实现的集中式供电方式，在面向大机组模式以及大电网的模式发展进程中，出现了系统不稳定的问题。局部在产生事故之后非常容易扩散，以至于停电的面积非常大，尤其是构建的电力系统十分庞大时，便会提高事故出现的概率。此外，集中式供电方式并不能对负荷变化不足问题有效跟踪，在增加负荷峰谷之后，会降低电网负荷率，也会降低发电设施的利用率以及输电设施的利用率。但是，应用分布式发电系统配合集中供电系统的应用，可以有效解决很多问题。（1）在分布式发电系统当中，每个电站都是彼此独立的，用户可以自己做好控制，所以不会有大规模停电的情况发生。（2）该系统可以监控区域当中的电力性质以及相关质量，实现原地发电原地应用的目标，输电和配电没有较高的损耗，不需要对配电站进行建立，可以对附加的输配电成本降低，甚至规避成本。此外，并没有较高的土建成本和安装成本，无论是在农村区域还是在山区，都非常合适，可以提供正常的电力能源。（3）该系统可以对大型集会以及庆典当中需要使用的移动分散式发电车供电需求给予满足。（4）该系统还可以满足高峰电力需求。在白天高峰用电时进行供电，且有理想的调峰性能能，够对电网功率因素加以改善，使电力系统具备非常强的灵活性。（5）该系统无论是启动还是停止，都非常快速，可实现全自动化运行。

2分布式光伏发电现状

分布式光伏发电主要利用光伏元器件将太阳能转换成电能，具有分布式发电和新能源的共同优点。所以，我国大部分地区都大力推行分布式光伏发电。而这种发电方式也会对传统电网运行带来影响，如影响传统电网输出功率的预测。太阳能发电量与受辐射强度有直接关系，由于昼夜交替、四季变换、阴晴变化等多因素影响，太阳能发电的波动性较大，增加了输出功率预测的难度，但传统电网绝大部分都是根据区域电网内负荷最大需求量进行输出功率的预测，而未将分布式光伏发电等新能源发电量考虑在内。分布式光伏发电会给配电网安全运行带来一定隐患，分布式光伏发电系统的接入，一定程度上改变了传统电网的结构，将整个区域电网分割成许多有源配电网，系统潮流方向由单向变为双向，这种改变对传统电网的系统电压特性、保护设置等造成一定影响，增大了系统电压越限的可能性，影响电网安全平稳运行。

3电力系统中的有效应用

3.1优化新能源发电并网的措施

新能源并网给公共电网带来的种种问题或多或少都与新能源发电的波动性和间歇性有关。对于自然因素我们当然无能为力，因此应对波动性和间接性主要还是得从新能源发电装置本身或是配电网入手。首先，使用的发电设备在技术性能上必须满足并网标准的需要。比如安装电能质量实时监测装置，对电力系统中的电压波动、电压偏差以及谐波情况进行实时动态监控;同时还要安装动态无功补偿装置，该装置一般安装在新能源装置电源低压出线端，也就是并网变压器的低压一侧，这是改善电能质量最常用、最有效的方法之一。一旦监测装置发现电压异常，无功补偿装置可以快速调节无功出力情况，以此维持接入点电压稳定。

3.2电池组

太阳能电池通常分为晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、复合薄膜太阳能电池、半导体有机太阳能电池和聚光器太阳能电池。晶硅电池有单晶和多晶点，薄膜硅基太阳能电池效率低，薄膜复合电池具有环境污染小、人身危害大等缺点。有机半导体太阳能电池正在开发中，国内尚无使用实例。聚光型太阳能电池是目前效率最高的，但需要配备聚光系统和散热器。要确保提高效率和资本投资的收益大于增加发电量的收益，还有很多工作要做，聚光器太阳能电池的商业化还需要较长时间。

3.3光伏电站SVG的调压技术

运行中的光伏电站，会受到电压因素对运行造成影响。借助SVC可以对其进行调节，利用恒功率与恒电压等模式有效对其进行调控。通常处于电压调节的状态下，恒功率对日常运行状态进行控制。并根据动态变化，做出无功的调整。当系统中的电压高于定额电压时，此时的恒功率控制难以满足对电压的调整需求，需要采取恒电压模式加以控制。

3.4充分试点试验

由于环境等外在因素的无法预测性，导致电力系统相关技术相对较为复杂，尤其是当配电网引入了分布式光伏发电系统之后，如果不经过多次小范围内的模拟运行试验，很难保证两者可以兼容运行，互不干扰。比如在配电网中可以找一些典型的适合试验的区域，将分布式光伏发电技术引入到该区域进行试验，用来分析试运行过程中所出现的问题。虽然会耗费一些成本，但是从长远角度来看，对电网安全平稳运行十分必要。经过不断总结分析，改良后的技术更加成熟，运行方式更加合理，相应的问题也会得到解决。同时，待技术成熟后可以将其应用到更大的电力工程建设中，从根本上保障两者之间协调发展。

3.5分布式光伏并网发电系统总体设计

光伏发电并网采用的发电方法是利用太阳能电池阵列产生的直流电，借助逆变器，使其成为交流电，进而在电网中输送，并不需要蓄电池对电能加以储存。从综合角度来说，光伏并网发电在成本上更为便宜，且没有任何污染产生。该系统借助并网逆变器，会设置自己的自动相位和电压跟踪设备，进而对电网当中的微小相位以及电压波动积极配合，所以并不会对电网产生较大的影响。依照光伏系统是否可以利用供电局的变压器输电给高压电网，可以将并网发电分为两种不同的形式：①可逆流并网；②不可逆流并网。依照不同的并网接入点或应用户低压侧并网，通过升压便后可实现高压接入并网。第一种可满足自己用电需求；第二种可以将电能贩卖。在光伏发电系统内部会设置非常多的部件，例如：光伏太阳能模拟板、DC-AC变换电路、驱动电路等，最核心的部分便是全桥式逆变电路。控制部分对于电压的稳定输出需要利用闭环反馈法，借助增量导纳的形式，对SPWM波开展逐步调节。其中，调制比可以控制MPPT，利用频率跟踪和沿触发同步跟踪法，能够将频率跟踪功能实现，也可完成相位跟踪功能。

结语

新能源技术的发展，为人们的生活带来了诸多的便利，它不仅仅是一种技术型的改革，同时也与人们日常的衣食住行有密切的关系，新能源的革命也会成为人们生活方式的一场革命。为保证电网的持续安全稳定运行，推动我国新能源事业的发展，对新型改善电能质量的措施研究必不可少。

参考文献:

［1］陈曈，张伟波，周宇昊，杨帆，李富国，王世朋．分布式能源系统常用储能技术综述［J］．能源与环保，2019，41(07):138-142