大规模光伏发电对电力系统的影响

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1、大规模光伏发电对电力系统的影响王建峰广州发展光伏技术股份有限公司摘要：社会的飞速发展导致能源资源的需求量H益加大，引进先进能源技术成为当前的重要研宄课题。太阳能光伏发电作为一种无环境污染的绿色能源成为热点。电力单位大规模发展光伏发电能够确保电能供应及时，提升服务质量。文章结合实践，就大规模光伏发电对电力系统的影响进行简要分析。关键词：大规模;光伏发电;电力系统;影响分析;作者简介：王建峰，（1983-）,黑龙江哈尔滨人，广州发展光伏技术股份有限公司工程师，研宄方向：光伏发电技术。收稿日期：2017-09-21Received：2017-09-21太阳能属于一种低碳

2、、绿色、环保的可持续能源，在提倡节能减排的今天得到了广泛应用。以往电能的产生形式主要为水力发电和火力发电。•其中，火力发电是利用煤炭燃烧实现电能源的转变，但煤炭属于不可再生能源，其总量在逐渐下降。水力发电也存在一定问题。太阳能作为一种可再生资源，对环境无污染，利用光伏进行发电符合人类可持续发展的要求。1大规模光伏发电系统分析1.1光伏电池与阵列模型在光伏发电电池模型中，将复杂的公式转变为简单形式，进而得出符合光伏发电模型的数学公式。光伏电池阵列模型是通过光伏电池模型的排列与电池模型建构的，其核心是光伏阵列与光伏组件不同进而出现多峰值，多峰值的变动将会影响光伏模型内

3、电池模型的建构。1.2内环控制系统换流器是光伏发电模型的重要组成部分，主要由内环与外环多项控制。外环是对光伏的电压输入参数控制，并将电压输入参数转为内环控制的电流参数，结合得出的参考数选择模型构建方法与手段。内环对电流输入参数控制的原理是外环内电流控制状态的根据。1.3动态模型构建在光伏发电动态建模过程中，使用方程组进行光伏发电全过程系统展开方程式模型建立。此外，将逆变器控制通过方程式展现，MPPT的控制也应转为状态方程表示，然后进行方程结合构成新的方程式，进而建立光伏发电系统模型。1.4光伏发电系统模型研究光伏发电模型在仿真电力系统平台构建中发挥着重要作用，能够

4、加快电力系统费仿真模型研宄。目前，我国的光伏发电系统模型分为PSD-BPA和PSASP。该平台的研究将光伏发电的静态与动态予以展开和融合，为建立光伏发电的仿真模型与商业性质的平台系统创造了条件，模型功能的多元化、灵活性也进一步加快了光伏发电模型建构。2大规模光伏接入对系统特点的影响2.1有功率特点影响（1）外出力的随机波动性；（2）电源作为无旋转静止构件，经过换流器并网，无转动惯量；（3）低电压击穿过程中有功与无功动态特点；（4）注意电力电子设备安全性，电源抗扰动与过负荷能力降低，容易脱网；（5）经过逆变器并网，包含四象限控制和有功无功解耦控制功能。光伏系统的特点

5、使大规模光伏连接后系统的暂态特点有所改变，对系统运行与计划造成制约影响。因为光伏运行阶段容易出现波动状态，对系统的调频工作和内部有功经济调度运行均有一定影响，频率、质量越限危险性增加，系统备用优化措施受光伏连接影响有明显波动，提高丫系统与不同电源的有功频率稳定性、调频参与整定等的运行要求。此外，由于光伏电源属于静态构件，接入范围扩大，光伏电源得到了推广与应用。机组等效变化惯量逐渐缓慢，导致系统应对功率缺额、功率波动状态的降低，严重状态下可能加剧频率恶性。同时，频率下降速度与高度容易造成低频降低运载、高频切机等问题。2.2无功电压特点影响由于大规模光伏连接在恶劣环境

6、下负荷水平差，连接区域电网短路容量较低，光伏电力耍借助高压输电网输送。随机波动有功处理击穿较近范围电网和长输电通道，容易导致无功稳定性降低，母线中的电压急剧变化。另外，当下并网工作形式的光伏电源无功电压应用效果较差，其电压风险性增加，出现电压质量越限。针对一定区域屮光伏分散接入配电网，打破了传统网架模式，逐渐走向双电源电网潮流分布，朝向等有明显改变，降低配电网电压质量，影响程度和光伏接入位置、接入范围、出力等有着直接联系。2.3功角运行影响因为光伏发电电源属于静止元件，因此无功角稳定性缺陷。但是，会受到随机波动和无转动惯量制约，大范围接入光伏能够让原有传输功率、潮

7、流走向等发生变化。再则，问题出现后光伏和正常机组动态支撑性能有着明显不同。因此，光伏接入也会对功角产生直接影响。稳定状态还需要结合电拓扑、电M运行、光伏电源控制技术、光伏并网位置等。光伏连接出现可能性的影响因素较多，可能优化，也可能恶化，还需要根据实际场景经过仿真分析判断。光伏并网也会由于故障穿越较差造成脱网，特别是集中化、规模化、脱网对系统稳定性造成影响，需要根据具体状况评价大范围光伏脱网的可能性。我国第一个百万千瓦级青海光伏基地的全面接入使运行流向发生变化。同时，光伏电源发生弱动态支持性。比较两方面因素，通达的传输极限减小，经过切除光伏电源、光伏电站配置动态无

8、功补偿，对