大規(guī)模光伏發(fā)電對電力系統(tǒng)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(xiàn)了緊缺局面。而大規(guī)模的光伏發(fā)電系統(tǒng)建設，可有效解決這一問題。本文根據(jù)以往工作經(jīng)驗，對大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)的模型建立方式進行總結(jié)，并從電力系統(tǒng)的保護、無功電壓的發(fā)展、有功功率的保障、供電質(zhì)量的提升4個方面，論述了大規(guī)模光伏發(fā)電對電力系統(tǒng)影響。

關鍵詞：光伏發(fā)電 電力系統(tǒng) 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(xiàn)如今，我國的社會生產(chǎn)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(huán)境問題變得越來越突出。為了進一步與我國發(fā)展層次相適應，進一步加強對生態(tài)文明建設，進一步降低二氧化碳的排放量，在光伏發(fā)電系統(tǒng)建設上，相關部門進行了高度重視。光伏發(fā)電屬于純綠色能源，具有安全、可靠等方面優(yōu)勢，在我國電力系統(tǒng)建設中發(fā)揮出了巨大的作用。

1 大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)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(jù)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(fā)電系統(tǒng)可以對開路電流、電壓、短路電流等參數(shù)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(lián)關系組合為依據(jù)，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(xiàn)，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(wǎng)換流器與內(nèi)環(huán)控制模型

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，換流器會對單元暫態(tài)并網(wǎng)特征產(chǎn)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(nèi)外環(huán)結(jié)構(gòu)雙環(huán)控制。一般來說，在內(nèi)外環(huán)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(wǎng)方式進行確定。另外，換流器的內(nèi)環(huán)控制主要以電流出入為主。同時，工作人員還要將外環(huán)控制中所出現(xiàn)的電流數(shù)值當作參考基準。在各個環(huán)節(jié)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(wǎng)之中[1]。

2 大規(guī)模光伏發(fā)電對電力系統(tǒng)影響

2.1 電力系統(tǒng)的保護

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

2.2 無功電壓的發(fā)展

無功電壓屬于一種新型的電力技術(shù)，該技術(shù)主要解決電能供應過程中由于供電系統(tǒng)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(xiàn)，可以保證電力系統(tǒng)中電壓的穩(wěn)定性，同時與光伏發(fā)電技術(shù)相結(jié)合，在確保電壓穩(wěn)定的同時，為電力系統(tǒng)運行提供保障，最終實現(xiàn)無功電壓在電力系統(tǒng)中的綜合應用。除此之外，光伏電壓技術(shù)也具有很強的穩(wěn)定性，能夠保證無功電壓狀態(tài)下，電力系統(tǒng)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(wěn)發(fā)展提供基礎條件。例如：某供電企業(yè)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(zhì)量管理措施：第一，對低電壓去進行改造。在2016年，該企業(yè)的低電壓工作區(qū)只有24個，到了2017年年初，低電壓改造區(qū)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(diào)整。通過上述調(diào)整措施的實施，該企業(yè)成功實現(xiàn)了供電質(zhì)量的有效提升[2]。

2.3 保障有功功率

總的來說，光伏發(fā)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(chǎn)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(fā)電的發(fā)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(xiàn)了加快，會使系統(tǒng)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(xiàn)電力設備的生產(chǎn)和應用效率。其次，光伏發(fā)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(xiàn)了對電器設備中的應用電流大小進行調(diào)節(jié)，以此來適應各個電力設備的用電需求，促使整個電力系統(tǒng)中的有功功率發(fā)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(tǒng)在運行過程中的危險系數(shù)[3]。

2.4 SVG動態(tài)無功補償裝置

SVG屬于典型的電力電子設備，在大規(guī)模光伏發(fā)電項目中，對電力系統(tǒng)主要的影響是無功功率的超發(fā)和有功功率的不確定性，SVG無功補償技術(shù)可實現(xiàn)對上述影響的有效改善，但在很多技術(shù)的使用上依然存在問題。針對于這種現(xiàn)象，人們在新能源發(fā)展的同時，對SVG動態(tài)補償裝置進行了合理改進，實現(xiàn)對新能源的有效開發(fā)。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(qū)動，最終實現(xiàn)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(guī)模光伏發(fā)電可以發(fā)揮出更好的應用效果，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的影響有效降低。

3 結(jié)語

綜上所述，在大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)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(fā)電系統(tǒng)也為我國帶來了不小的影響，由于大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)的介入，增加了我國電力系統(tǒng)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(jié)和分析，從而避免我國電力系統(tǒng)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(fā)電接入的電力系統(tǒng)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(guī)模新能源接入弱同步支撐直流送端電網(wǎng)的運行控制技術(shù)綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，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(diào)頻參數(shù)優(yōu)化[J].電力建設，2017，38（3）：115-122.