大型并网光伏电站对电网的影响分析.doc

1、大型并网光伏电站对电网的影响分析摘要：伴随着我国的社会主义市场经济的不断发展，其对能源的需求以及生态环境保护意识的增强，目前正在寻找有效的清洁能源，以满足现如今的生态环境保护要求，其中采用光伏并网发电系统，能够解决能源的清洁问题。 关键词：大型并网光伏电网影响 中图分类号：U665.12 文献标识码： A 引言 能源是社会发展进步的重要物质基础，对人类的生存发展有决定意义。由于常规能源如石油、煤矿及天然气等的储量有限，燃烧产生的大量二氧化碳、硫氧化物等对环境造成很大破坏。全球能源一旦枯竭，必然引发新一轮的经济危机，加剧国与国之间的矛盾冲突。虽然核能源不存在有害气体，但目前对于核能的利用技术还不

2、成熟，对核泄漏和核废料的处理手段欠缺。另外由于技术条件限制，风能发电存在不稳定、成本高、难维护等特点。光伏发电作为一种可再生能源，拥有独特的优势，其应用前景广阔，开展光伏发电应用推广具有巨大的经济价值和现实意义。 一、光伏发电原理概述 1、光伏发电系统电路分析 光伏发电系统，其电路接线系统采用的是三相桥接法，其电路系统采用的是电压型逆变拓扑结构，此具体的原理是电流在运行时，三相桥接电路中其相位差为 120，而其产生的频率以及三相桥臂的幅值相等。那么光伏发电的时候，要实现其并行运行，那么就需要在整个光伏发电系统中确保逆变电压的产生是根据电感电流与电网相连，因此，在电路中光伏阵列的功率决定了电流的

3、大小，而其电网电压的频率和相位与逆变输出的频率和相位保持一致。 2、光伏发电并网系统可逆变流技术使用分析 在光伏并网发电系统中，采用的可逆变流技术主要的控制器是逆变器，对电网中的单位功率因数的正弦波进行控制，以此来实现绿色的并网技术。太阳能光伏并网发电系统主要由三部分组成，分别是光伏阵列、电网、并网逆变装置等组成，对于光伏并网系统的可靠性要从增加故障的冗余能力着手，通过采用多组并网的方式来进行发电。如果在发电过程中需要增加供电的能力，一般来说超过 20kW 则要使用并联的方式来进行供电。 3、光伏阵列 MPPT 相关概述 通常情况下所说的 MPPT 其主要指的是最大功率跟踪点中的太阳能控制器，

4、此种是将传统的太阳能进行放电控制，因此对于最大功率跟踪点的控制要从光伏发电阵列的特点出发进行分析，其中光伏阵列的工作点存在着差异，其中也决定了不同输出功率，那么在对光伏阵列中最大跟踪点原理分析，其主要是通过检测的手段来对不同工作点下的输出功率进行分析，通过比较寻找出最优点，以此来寻找出最大功率下的电压值。通常情况下采用光伏阵列固定输出某一个固定电压值，然后再通过扰动太阳能输出电压值，其测量的结果与扰动之前的功率进行比较，一旦输出功率的值有所增加，那么则表示扰动在正确的方向上，对于同方向的+U 进行扰动时，如果其扰动后的功率值变小，那么反向扰动电压值-U 则会出现再扰动的情况。此种方法存在着其优

5、点，不仅结构非常简单，而且其测参数比较少，通常情况下比较普遍的应用于光伏发电系统中MPPT 的跟踪控制。 二、大型并网光伏电站的发电特性 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 ，并网后有电网公司收购，不能单独运行。 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。 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。当光伏发电收天气等因素影响时，又需要其他电源提供补偿，从而

6、保证光伏发电的稳定性和可靠性。 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%。 5、光伏发电所需旋转备用大。由于光伏发电的特殊性，其可调容量不能随临时起停机完成，所以要处于旋转备用状态，大型光伏发电装机容量大，因此旋转备用也较大。 6、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。 三、大型并网光伏发电系统发展现状 在可再生资源的开发利用中

7、，并网的光伏发电技术是发展最迅速的技术，而对这一技术的发展起到激发作用的就是固定上网电价。德国是在本世纪初开始实行这一政策的，在世界上处在领先的地位。欧洲的有关机构也对这一技术的发展进行了预估：到二十年代，世界上的太阳能发电总量将会是所有能源的百分之一，到了本世纪中叶，就可以达到五分之一，世纪末将超过一半。在这方面，我国也推行了一些发展策略。要求通过提升能源的开发率让能源使用更加广泛，提升能源的使用率来降低使用的成本。有关专家认为，到 2025 年，我国新能源发电就可以占据总发电量的四分之一，因为太阳能光伏发电越来越频繁，利用提升发电率来降低成本，稳定电网也受到了世界各国的广泛关注。如今的光伏

8、发电技术日益成熟，也朝着并网发电以及建筑结合发电的方向发展。当然，国内的这一技术仍然存在一些问题，比如大多数的原材料依然需要进口才能获取，而产品也是大多运到了国外，高价买材料，低价售产品，国内的市场一直停滞不前，这才让我国现在的光伏产业结构急需调整。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有重要意义。以下对光伏发电并网的影响进行详细地介绍： 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

9、动，间歇性的功率波动会对降低电网的电能质量。 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，主要表现在电压闪烁和谐波、电压脉冲、电压跌落、瞬时供电中断等电能质量问题。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，会造成电网电压的频闪波动。 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、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

10、的影响，将会出现输电线的电压稳定性问题。 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。 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。 结束语 光伏发电处于起步阶段，尽管光伏发电应用发展的道路会有一些曲折，但是其总的前景还是非常乐观的。随着经济与技术的进一步发展，光伏发电在不远的将来必将走向千家万户。 参考文献 1 徐维，并网光伏发电系统数学模型研究与分析J，电力系统保护与控制，2010，38（10）：17-21 2 魏腾飞.单相光伏并网发电系统的研究D.扬州大学,2011. 3 王萍.三相光伏并网发电系统的研究与仿真D.安徽大学,2011.