光伏并网发电系统对电网的影响研究
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇光伏并网发电系统对电网的影响研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
【摘要】光伏并网发电系统（太阳能并网发电系统）通过把光能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变光伏发电系统，把电能输送上电网。太阳能发电是一种可再生的能源，对石油、煤、天然气等有着替代的作用。现在我国对能源的需求量急速增长，不可再生能源消耗迅速，发展光伏发电技术可以有效地解决能源紧缺的问题，因此加强光伏发电具有重要意义。本文对并网光伏发电系统进行了简要介绍，对并网光伏发电的特性和光伏发电的优缺点及并网光伏发电对我国电网的影响进行分析，并制定了可靠的技术措施。
【关键词】并网光伏发电系统；电网；特性；影响；优缺点
【分类号】：TM615
光伏并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后接入公共电网。光伏并网发电系统有集中式大型并网电站，一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电；也有分散式小型并网发电系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，是并网发电的主流。
一、并网光伏发电系统概述
并网光伏系统是一种分布式发电方式，工作时先将太阳能电池组件产生的直流电转换成满足电网要求的直流电，然后并入公共电网。并网光伏系统的核心部件是并网逆变器，包含了电网信号检测、输出电流控制、最大功率点跟踪、抗孤岛等，是集检测、控制、并网和保护为一体的装置。目前我国并网光伏电站的发展尚处于初级阶段，并网光伏发电站对电网的影响还需进一步的探讨和研究。并网光伏发电的方式不同于常规发电，并网光伏发电的能量密度低、稳定性和调节能力差，发电量容易受天气及地域的影响，因此并网发电后会对电网产生一定的影响。并网光伏发电不能套用常规发电的并网技术和接入计算方法，对于不同容量、不同并网方式和系统配置的光伏发电系统，应根据实际情况按要求接入不同的输电网或配电网。由于国内还没有比较全面可操作的管理标准和技术规范，因此对于并网光伏系统的评估尚不完善，从而影响了并网光伏技术的发展。造成这种情况的主要原因是目前国内对并网光伏发电系统的特性还不熟悉，包括光伏系统本身以及光伏对电网的影响等，因此进一步研究并网光伏发电系统的特点，对推动光伏并网技术的发展、加快能源结构调整、提高清洁能源利用率都有十分重要的意义。
二、并网光伏电站的发电特性
2.1光伏发电具有间歇性、随机性的特点，这些规律难以预测，因此光伏发电还无法参与电力平衡的计划，光伏发电只能依据《可再生能源法》，在电网公司统一报装，运营模式为自发自用（含余量上网）及统购统销。
2.2光伏发电需要太阳辐射能作支持，因此只能在白天发电，夜晚不能发电，并且雨雪天的发电率较低。光伏发电的能力随太阳辐射的增强而增强，中午时发电能力达到最大。
2.3光伏发电站工作时，需要调整电网中其他电源的出力，提供一定的负荷保证光伏发电供电。当光伏发电受到天气等因素影响时，又需要其他电源提供补偿，从而保证光伏发电系统的稳定性和可靠性。
2.4光伏发电的功率受天气因素的影响很大，通常比电网正常的负荷变化快，如当天空中有云层遮挡阳光时，光伏发电站的发电量会迅速减少70%。
2.5大型光伏电站的光伏发电传输距离远。由于太阳能发电需要大规模的集中开发，我国对于太阳能发电的开发多集中在西北、华北等日照资源丰富的戈壁荒漠地区，而且由于该地区地广人稀，对发电量的消耗较小，因此光伏发电需要经过长距离传输至需要的地区。小型光伏电站，尤其是屋顶式家庭光伏发电系统一般就近消纳，以自发自用为主。
三、光伏并网发电系统的优缺点
与独立运行的太阳能光伏电站相比，并入电网可以给太阳能光伏发电带来诸多好处：
3.1 应用优势
不必考虑负载供电的稳定性的问题；光伏电池可以始终工作在最大功率点处，由大电网来接纳太阳能所发的全部电能，提高了太阳能发电的效率。由于直接将电能输入，可以充分利用光伏阵列所发的电力。省略了作为储能环节的蓄电池，降低了蓄电池充放电的能量损耗，免除了对蓄电池的维护，以及由其带来的间接污染，降低了系统的成本；并网光伏系统可以对公用电网起到调峰作用。
3.2 存在的问题
与所有光伏发电系统一样，并网系统也存在以下缺点：①光伏阵列发电效率低；②系统的造价成本高；③发电运行受气候环境因素影响大。另外并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统，对传统的集中供电系统的电网会产生不良的影响，如谐波污染、孤岛效应等，并且对电能质量及系统保护也会带来一定的影响。
四、大型并网光伏电站对电网的影响
大型并网光伏电站的接入，会对传统电网的规划设计、调度运行、电网保护等方面产生影响。分析这些影响对制定相关技术措施并保证电网正常运行至关重要。以下对光伏发电并网的影响进行详细地介绍。
4.1光照条件的影响。由于光照的随机性、间歇性以及周期性，因此光伏电站发电对电网会产生影响。光照不稳定会引起电站输出功率出现大的随机波动，间歇性的功率波动会降低电网的电能质量。
4.2光伏发电并入电网往往会造成各种扰动，这严重影响了电网系统的电能质量。分布式电源的不规则启停、导致其输出功率波动，或者分布式电源与配电网负荷的不协调运行，都会直接或间接引起电压闪变。大量的电力电子装置在分布式电源并网时被应用到系统中，对其进行操作会引起电网电流、电压波形发生畸变，造成电网的谐波污染。当光伏发电经过电子逆变器并网时，容易导致三相电流和谐波的不稳定，使输出的功率出现波动，造成电网电压的频闪波动。
4.3光伏发电并网后将会对电网的调峰能力造成影响。由于光伏发电站工作时，需要调整电网中其他电源的出力，提供一定的负荷保证光伏发电供电。当光伏发电受天气等因素影响时，又需要其他电源提供补偿，从而保证光伏发电的稳定性和可靠性。
4.4对于大型并网光伏系统，其光伏电站的数量和规模都较大，相应地受光照条件的影响，将会出现输电线的电压稳定性问题。
4.5并网光伏接入配电网会使电网变成多电源结构，同时导致潮流和短路电流大小、流向及分布特性发生变化。
4.6光伏发电系统对电网的保护造成影响。当光伏发电系统出现线路故障时，会影响继电保护以及重合闸。目前我国中低压电网多是不接地单侧电源和辐射性供电网络，基于断路器的三段式进行变电站保护，主线上装有自动跳闸装置。大型光伏发电站的并网将使电网改变传统的单电源辐射型网络，变为两端或多端网络，因此会改变故障电流的大小，引起断路器保护和重合闸失灵。同时光伏发电系统自身的故障也会对系统的保护产生影响，当光伏发电系统的孤岛保护功能不能适应重合闸装置时，就会引起非同期合闸。
五、结束语
光伏发电是一种新能源技术，因其独特的优势受到国际的广泛关注。光伏发电技术是可再生能源利用的有效形式，同时作为电网的重要补充，因此光伏发电在我国得到了大力发展，然而由于光伏发电自身的特点，当其接入电网时会对常规电网的运行规划和管理等方面造成很多影响，因此分析这些影响产生的原因，对于制定相关的技术措施和管理规范有重要的研究和实用价值。
参考文献：
[1]李铭. 光伏并网发电系统控制策略的研究[D].山东大学，2013.
[2]徐美君. 国内光伏并网发电关键技术研究获重要突破[J]. 玻璃与搪瓷，2012，06：16.
[3]陈炜，艾欣，吴涛，刘辉. 光伏并网发电系统对电网的影响研究综述[J]. 电力自动化设备，2013，02：26-32+39.
[4]. 智能光伏并网发电系统[J]. 军民两用技术与产品，2013，03：42.
[5]赵争鸣，贺凡波，雷一，田琦. 光伏并网发电若干关键技术分析与综述[J]. 电力电子技术，2013，03：1-7.