1 光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)概述
光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)依靠光伏電池方陣形成電流、送入并網(wǎng)逆變器和變壓器，中間不經(jīng)過蓄電池儲能環(huán)節(jié)，由變壓器或逆變器直接將電能輸入公共電網(wǎng)。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)不需要蓄電池的儲能、釋放等過程，所以，其能量消耗水平更低，且占地空間更小。目前，對于大規(guī)模光伏發(fā)電，均采取并入大電網(wǎng)。但光伏發(fā)電并入大電網(wǎng)后，往往因光伏部分的逆變器離散動作和發(fā)電間隙性的特點(diǎn)，在向電網(wǎng)輸送功率或被電網(wǎng)輸送功率時，都會造成整個電網(wǎng)系統(tǒng)電壓的短時或長時變化，這些是大規(guī)模光伏發(fā)電并網(wǎng)時需要研究和解決的問題。
2 大規(guī)模光伏發(fā)電對系統(tǒng)特性的影響
2.1對系統(tǒng)無功電壓特性的影響
對于光伏發(fā)電，往往需要在海拔高、日照時間長的戈壁、沙漠等地區(qū)建設(shè)發(fā)電設(shè)施，由于這些地區(qū)的人口數(shù)量少、對電力的需求較低，所以，負(fù)荷水平較低。光伏發(fā)電接入的地區(qū)不會存在過大的電網(wǎng)短路容量，大量的光伏發(fā)電產(chǎn)生的電能都需要借助高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)絡(luò)輸送。在此過程中，出現(xiàn)的隨機(jī)波動的有功出力會對電網(wǎng)的無功平衡特性造成一定的影響，進(jìn)而使輸送線路沿線的母線電壓出現(xiàn)大幅度波動。此外，由于當(dāng)前并入電網(wǎng)的大規(guī)模的光伏電源自身的無功電壓支撐水平有限，進(jìn)而使電壓質(zhì)量出現(xiàn)越限甚至失穩(wěn)的風(fēng)險進(jìn)一步增大。
2.2對功角穩(wěn)定性的影響
采用大規(guī)模的光伏發(fā)電時，由于光伏電池方陣發(fā)電后的電能經(jīng)過并網(wǎng)逆變器和變壓器并入電網(wǎng)后，具有隨機(jī)波動和沒有轉(zhuǎn)動慣量的性質(zhì)，使電網(wǎng)原有通道的傳輸功率和潮流分布受到了一定的影響，進(jìn)而使電網(wǎng)系統(tǒng)的等效慣量減小。同時，在穿越期間，光伏具有與原來常規(guī)發(fā)電機(jī)組不同的動態(tài)支撐技術(shù)，因此，當(dāng)大規(guī)模光伏發(fā)電接入系統(tǒng)后，電網(wǎng)的功角穩(wěn)定性會出現(xiàn)一定的變化。這種電網(wǎng)功角的變化與光伏并網(wǎng)的規(guī)模、位置、光伏電源的控制技術(shù)、電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)。結(jié)合相關(guān)研究分析發(fā)現(xiàn)，光伏接入對功角穩(wěn)定性可產(chǎn)生正面影響，也可能起著負(fù)面作用，進(jìn)而降低電網(wǎng)功角的穩(wěn)定性。
2.3對電能質(zhì)量造成的影響
大規(guī)模光伏發(fā)電機(jī)組接入電網(wǎng)運(yùn)行后，對原先電網(wǎng)系統(tǒng)中的單電源結(jié)構(gòu)進(jìn)行了擴(kuò)充，且不同數(shù)量和規(guī)模的光伏發(fā)電機(jī)組的接入使電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了變化，進(jìn)而使電網(wǎng)的潮流分布難以得到有效控制，降低了配網(wǎng)的電壓質(zhì)量，加之電網(wǎng)中用戶端電子器件的數(shù)量不斷增長，對電力系統(tǒng)也造成了一定的負(fù)擔(dān)和污染。
3 結(jié)束語
對于大規(guī)模光伏發(fā)電而言，不僅拓展了我國電力資源的來源，還使人們越來越重視環(huán)境和節(jié)約用電問題。為了更好地促進(jìn)大規(guī)模光伏發(fā)電機(jī)組的有效運(yùn)行和生產(chǎn)，從而廣泛服務(wù)于大眾，應(yīng)對光伏大規(guī)模光伏發(fā)電機(jī)組進(jìn)行研究，對于其接入配網(wǎng)系統(tǒng)的行為進(jìn)行研究，對其接入后可能對原先單一電源的電網(wǎng)造成的影響進(jìn)行研究，從而為相關(guān)專家和學(xué)者進(jìn)一步研究消除這些影響的措施提供參考，也為更好地利用太陽能作出一定的貢獻(xiàn)。未來，越來越多的光伏發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)系統(tǒng)是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，因此，相關(guān)電力工作者應(yīng)加快研究速度，消除一切阻礙光伏發(fā)電并入電網(wǎng)的問題，從而提升我國電力事業(yè)的發(fā)展水平。
光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)依靠光伏電池方陣形成電流、送入并網(wǎng)逆變器和變壓器，中間不經(jīng)過蓄電池儲能環(huán)節(jié)，由變壓器或逆變器直接將電能輸入公共電網(wǎng)。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)不需要蓄電池的儲能、釋放等過程，所以，其能量消耗水平更低，且占地空間更小。目前，對于大規(guī)模光伏發(fā)電，均采取并入大電網(wǎng)。但光伏發(fā)電并入大電網(wǎng)后，往往因光伏部分的逆變器離散動作和發(fā)電間隙性的特點(diǎn)，在向電網(wǎng)輸送功率或被電網(wǎng)輸送功率時，都會造成整個電網(wǎng)系統(tǒng)電壓的短時或長時變化，這些是大規(guī)模光伏發(fā)電并網(wǎng)時需要研究和解決的問題。
2 大規(guī)模光伏發(fā)電對系統(tǒng)特性的影響
2.1對系統(tǒng)無功電壓特性的影響
對于光伏發(fā)電，往往需要在海拔高、日照時間長的戈壁、沙漠等地區(qū)建設(shè)發(fā)電設(shè)施，由于這些地區(qū)的人口數(shù)量少、對電力的需求較低，所以，負(fù)荷水平較低。光伏發(fā)電接入的地區(qū)不會存在過大的電網(wǎng)短路容量，大量的光伏發(fā)電產(chǎn)生的電能都需要借助高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)絡(luò)輸送。在此過程中，出現(xiàn)的隨機(jī)波動的有功出力會對電網(wǎng)的無功平衡特性造成一定的影響，進(jìn)而使輸送線路沿線的母線電壓出現(xiàn)大幅度波動。此外，由于當(dāng)前并入電網(wǎng)的大規(guī)模的光伏電源自身的無功電壓支撐水平有限，進(jìn)而使電壓質(zhì)量出現(xiàn)越限甚至失穩(wěn)的風(fēng)險進(jìn)一步增大。
2.2對功角穩(wěn)定性的影響
采用大規(guī)模的光伏發(fā)電時，由于光伏電池方陣發(fā)電后的電能經(jīng)過并網(wǎng)逆變器和變壓器并入電網(wǎng)后，具有隨機(jī)波動和沒有轉(zhuǎn)動慣量的性質(zhì)，使電網(wǎng)原有通道的傳輸功率和潮流分布受到了一定的影響，進(jìn)而使電網(wǎng)系統(tǒng)的等效慣量減小。同時，在穿越期間，光伏具有與原來常規(guī)發(fā)電機(jī)組不同的動態(tài)支撐技術(shù)，因此，當(dāng)大規(guī)模光伏發(fā)電接入系統(tǒng)后，電網(wǎng)的功角穩(wěn)定性會出現(xiàn)一定的變化。這種電網(wǎng)功角的變化與光伏并網(wǎng)的規(guī)模、位置、光伏電源的控制技術(shù)、電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)。結(jié)合相關(guān)研究分析發(fā)現(xiàn)，光伏接入對功角穩(wěn)定性可產(chǎn)生正面影響，也可能起著負(fù)面作用，進(jìn)而降低電網(wǎng)功角的穩(wěn)定性。
2.3對電能質(zhì)量造成的影響
大規(guī)模光伏發(fā)電機(jī)組接入電網(wǎng)運(yùn)行后，對原先電網(wǎng)系統(tǒng)中的單電源結(jié)構(gòu)進(jìn)行了擴(kuò)充，且不同數(shù)量和規(guī)模的光伏發(fā)電機(jī)組的接入使電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了變化，進(jìn)而使電網(wǎng)的潮流分布難以得到有效控制，降低了配網(wǎng)的電壓質(zhì)量，加之電網(wǎng)中用戶端電子器件的數(shù)量不斷增長，對電力系統(tǒng)也造成了一定的負(fù)擔(dān)和污染。
3 結(jié)束語
對于大規(guī)模光伏發(fā)電而言，不僅拓展了我國電力資源的來源，還使人們越來越重視環(huán)境和節(jié)約用電問題。為了更好地促進(jìn)大規(guī)模光伏發(fā)電機(jī)組的有效運(yùn)行和生產(chǎn)，從而廣泛服務(wù)于大眾，應(yīng)對光伏大規(guī)模光伏發(fā)電機(jī)組進(jìn)行研究，對于其接入配網(wǎng)系統(tǒng)的行為進(jìn)行研究，對其接入后可能對原先單一電源的電網(wǎng)造成的影響進(jìn)行研究，從而為相關(guān)專家和學(xué)者進(jìn)一步研究消除這些影響的措施提供參考，也為更好地利用太陽能作出一定的貢獻(xiàn)。未來，越來越多的光伏發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)系統(tǒng)是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，因此，相關(guān)電力工作者應(yīng)加快研究速度，消除一切阻礙光伏發(fā)電并入電網(wǎng)的問題，從而提升我國電力事業(yè)的發(fā)展水平。
