摘要：近些年，我国的社会经济水平和科技水平不断提高，其中，以太阳能、风能为主要的大规模可再生能源并网发电逐步形成新型电力系统的发展趋势，为了有效地应对能源紧张的形势，加大新能源的开发力度，需要对当前电力系统运行的能耗状况给予更多的关注，提高系统长期运行中的能源利用效率，为新形势下电力系统稳定运行及服务水平提升提供保障。基于此，本文将结合大规模光伏发电的相关内容，从多个方面阐述其对电力系统影响，以便优化系统的服务功能，拓宽发电方式研究思路。
关键词：大规模光伏发电；电力系统；影响
引言
我国地大物博，虽然资源丰富，但是人口很多，使得能源缺少。加强能源保护和新能源的开发显得更加的重要。近年来，电能越来越成为主要的能源供给，电能来源很多。光伏发电技术非常方便，缓解了能源不足和环境污染的问题。在并网的过程中，由于光伏发电自身的特征，如今的电力系统存在着很多的问题需要进行解决。因此，应该仔细研究光伏发电对于电力系统的影响，从而帮助光伏发电技术的不断发展。
1光伏发电技术的基本概述
光伏发电主要是以半导体材料为基础，利用光照产生的电子对，在PN结上产生光电流和光电压的现象，从而实现将光能转化为电能。光伏发电具有很多优点，是其能够得到广泛关注的主要原因。首先，从应用性来说，光伏发电能够解决一些偏远地区的用电问题。它不像火力发电、水利发电会受到环境、原材料等因素的限制，只要有阳光的地方就能够进行光伏发电，而且会把多余的电存储在蓄电池中，即使遇到没有阳光的天气也能有电使用。同时，光伏发电正向着大规模应用并与电力系统联网的方向发展。特别是光伏发电与建筑物结合的发电模式，及时发电及时使用，蕴藏着巨大的发展潜力。其次，随着科技的发展与进步，以及受到行业内部竞争的影响，光伏发电设备已经基本上实现了国产化，使得光伏发电成本相对较低，有利于光伏发电技术的广泛应用。从碳排放方面来看，实现大规模的光伏发电具有更重要的战略意义。近年来，我国一直致力于寻找新的能源代替物，但是我国的一些污染源处于无法得到有效治理的局面。而大规模光伏发电有望改变这一局面，因为在我国众多领域、企业实施光伏发电将有助于降低“转移排放”，改善能源结构，真正实现节能减排，并且能够推动光伏发电产业迎来跨越式发展。另外，我国幅员辽阔，尤其是西部光照时间长，利于实施大规模光伏发电。如果能够科学合理规划实现大规模光伏发电，可以满足全国的用电需求，甚至超出数倍。如图1所示，光伏发电在整个分布式发电网络中的占比不高，却发挥着巨大作用。
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图1 分布式发电网络中的光伏发电
2大规模光伏发电对电力系统影响的分析
2.1大规模光伏发电入网对功角稳定性的影响
所谓的功角是反映发电机稳定运行以及其稳定运行余量的重要标志。在发电机组运行的过程中，为了保证发电机组的稳定性，对其进行监控十分必要。虽然光伏发电自身十分稳定，也不会参与到功角的震荡中，不会影响功角的稳定性，但是光伏发电的电源接入电网时会影响电网原来的功率分布、电力传输功率等，使其可能相应随之发生改变，导致电网的功角稳定性发生改变。这种变化与电网设计之初的拓扑结构有关，但是有一定的不确定性。不同的拓扑结构对光伏发电接入产生的影响不同，有可能有利也有可能存在不利，需结合电网拓扑机构具体情况具体分析。光伏发电在并网过程中很有可能会出现脱网现象，严重影响电网的稳定性。
2.2对电能质量的影响
电能质量在电力系统运行管理过程中十分的重要，是电力企业竞争力以及信誉的一种体现。在光伏电力系统并网后，使得系统容量加大。光伏发电机组系统的数量和规模的不同，使得电力系统的整体框架有一定的改变，使得潮流分布的控制也更加的困难，对于配电网的电压质量产生了很大的影响，使得用电的效果有一定的影响。如今，引进大规模光伏系统，使得大量电力电子装置改变现有的电力系统的固有模式，使得电力质量降低。逆变器的响应慢，使得输出精度降低，产生谐波，当某一区域的阳光变化快时，谐波的变动范围变大，并且可能发生波动叠加。如果并网逆变器单独工作的话，其输出电流谐波小，多台并网逆变器输出电流谐波将会超过基准。逆变器并行系统具有电网阻抗耦合效果，降低了并网逆变器控制电路的带宽和稳定的裕度，使得谐波不稳定，光伏发电站长距离输电线缆连接弱电网，使得一些谐波变大。
2.3对配电系统保护的影响
光伏电源应用到配电网当中，使得配网故障特征出现一定的变化，对继电保护以及自动装置造成一定的影响，光伏电源应用到配电网后光伏电源存在的问题，对当前配电网内部特征带来一定的影响，最终可能出现继电保护以及自动装置失效等情况。结合实际工作经验、最近国内外对这一领域的研究情况，可以分为下面几个部分：①大规模光伏发电的网架结构在系统的组成结构上结合了双电源、多电源等多个拓扑结构，由于这种结构的影响，在光伏电网电力输出的过程中可能导致电网的电流出现变化，包括大小、方向以及时间。所以，往往出现馈线保护无效，装置误动以及拒动等故障。②光伏电源接入配电网后使得配电网中变压器组合发生了改变，对原有的变压器进行改进，变压器与逆变器之间的回路也出现了不同的变化，使得电路中零序电流提高，对配电系统起到了一定的保护作用。
2.4大规模光伏发电对电网质量的影响
随着大规模光伏发电并入电网系统后，电网中的非线性负荷随之增多，可能会影响到电网的质量。而非线性负荷的增加会使电网逆变器的开关出现延时现象，电力输出产生波动。随着光伏发电并网的时间延长，波动变化也会更加剧烈。光伏发电的电能是以直流电的方式接入电网中，会导致电网中的电压相应随之发生变化，出现电压偏差和频率波动的情况，需在实施过程中引起注意。但是，光伏发电并网后带来的不只有负面影响，随着大量电能的加入，电量总量也会增多，能够在很大程度上缓解用电压力。
2.5影响无功电压的特性
因为光伏发电系统具有其独特的运行特点，所以在进行建设时应该有所考虑，通常在海拔高、日照充足的戈壁沙漠地区进行光伏发电系统的建设。这些地区具有很多的优势，其人口少、电力需求较小、电力系统负荷能力低等优势，都是建立光伏发电系统的优势。光伏发电系统中的电网的短路容量较小。从光伏发电系统产生的电能通过远程高压传输，输电时会发生随机波动。随机电波会是电网运行的无功平衡受到冲击，对电网的平衡产生影响。
结语
综上所述，发展大规模光伏发电十分重要。结合理论分析大规模光伏发电可能对电力系统造成的影响，要点主要集中在并网时对电压稳定的影响、入网对功角稳定性的影响、对电网质量的影响、对配电系统的影响以及无功电压发展的影响几个方面。这些结论能够在真正实施大规模光伏发电的时候发挥作用，帮助我国早日实现节能减排的目标，尽可能降低碳排放。
参考文献
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