光伏发电对电力系统的影响及管控措施

光伏发电对电力系统的影响及管控措施
摘要：现当今，随着我国经济的加快发展，我国太阳能发电技术的快速发展，其装机容量已经位居世界前列，光伏发电作为我国应用最广、数量最庞大的新能
源发电方式之一，其对保护环境和降本增效都起到了至关重要的作用。

关键词：光伏发电;电力系统;影响;管控措施
引言
光伏发电受日照条件影响大，发电效率具有不稳定性，光伏发电系统并网时，会对电力正常供应产生影响。

现阶段，光伏发电的应用需求日益增加，使得对光
伏发电对电力系统产生的影响进行分析，成为推动大规模光伏发电系统应用范围
不断扩大，保证电力资源正常供应的重要举措之一。

1光伏发电对电力系统的积极意义
1.1有效地减少了电能的损耗
在传统的发电过程中，电能的使用是通过蓄电池来实现的，这样不仅对电能
的使用有着大量的损耗，还会在电力储存的过程中出现各种各样的安全问题和隐患，同时蓄电池的使用也大大的降低了电能的使用效率。

但是在大规模光伏发电中，使用的是逆变器对光能进行处理，所以在光能转化为电能的过程中不需要蓄
电池的使用，所以减少了电能的储存和释放，这样就大大的降低了能源转变过程
中的能源损耗，还降低了蓄电过程中一些安全问题的发生频率。

因此光伏发电的
使用能够提高电力系统的工作效率，大大的促进了我国电力事业的发展。

1.2减少污染，保护环境
光能的开发和使用技术已经被广泛的应用到各个领域，尤其是光伏发电技术
的应用，对于电力系统的发展起到了不可忽视的重要作用，太阳能作为一种清洁
的可再生能源，坚持可持续发展的基本方针，在光伏发电的过程中对环境的污染
较小，符合环境保护的发展策略，促进我国能源的可持续发展，为能源的使用和
再生提供了有效地策略，为世界环境保护作出一份贡献。

1.3优化电力系统的工作效率
光伏发电系统将光能有效地转变为电能为电力系统的电力来源提供了很好的
质量保证，光能作为一种新型循坏利用的可再生能源，跟其他发电形式相比具有
很大的优点，比如较高的发电效率和降低电流输送压力等优点。

与此同时，光伏
发电还有效地减少的建设面积，为城市的发展提供了大量的可发展空间，同时也
提高可建筑物的美观程度。

此外，光伏发电技术的应用还大大的提高了电力企业
的收益效率，提高我国光伏发电站的投资收益率。

2发电的在电力系统中的应用优势分析
首先，分布式发电在应用程序发热设置上较传统方式更为灵活。

实际应用中，该技术能够做到因地制宜、按需供电，能够实现区域内定制化的电力提供效果，
特别是在发电容量的设置上，可以灵活进行修正，精准提供服务。

另外，这种发
电技术在设施建设上更为简易，它的整体资金需求相对较低，建设的时间也相对
较短，从而提高了发电效率。

其次，使用该技术能够一定程度增强电网的可靠性。

这一理论依据主要源自分布式发电系统作为备用电源时对整个配电网络发挥的正
面支持作用。

充当备用电源的情况下，分布发电技术需配合传统发电模式才可以
体现出上述优势，相当于是作为集中发电失效时的补充电源，能够在配电运行不
稳定时提供PlanB，有效地保障该区域的电力供应，减少停电情况的发生。

最后
但也是最重要的一点，是分布式发电技术的环保性。

分布式发电系统基本上不会
存在任何污染物的排放，对周遭环境较为友好；此外，因为其精准供电的能力，
也减少了大量的资源能源浪费。

3光伏发电接入对电力系统的影响
3.1光伏发电接入对台区用户的影响
光伏发电接入可以对台区用户就近供电，光伏发电客户附近的用户可以优先
使用“绿色光伏电能”，使光伏发电就地平衡。

但是随着光伏发电的接入增多，
附近用户无法消纳光伏发电量时，将会通过台区计量关口总表反送至10kV线路，供更多的用户使用。

3.2光伏发电接入对电压质量的影响
光伏发电并网的有功电能可以供广大用户使用，但是逆变器中的元器件，大
都采用半导体材料，可关断二极管、IGBT等器件高速开断会对电力系统造成一定
的冲击，无功分量的加入会导致电力设备损耗增加，电网出力受到影响，对电压
质量管控造成一定影响。

同时光伏发电系统受昼夜太阳辐射变化的影响较大，具
有间歇性、随机性等特点，其发电供电功率也会出现同样的波动。

3.3对频率的影响
光伏发电系统逆变器中含有大量的电子元件，在直流逆变为交流时不可避免
地会产生谐波，对电网造成谐波污染。

并且在并网逆变器输出轻载时谐波明显变大，在额定出力的20%以下时，电流谐波总畸变率会超过5%。

如果电网中含有多
个并网光伏谐波源，还有可能会产生高次谐波的功率谐振。

3.4对配网调度与运行控制的影响
假如光伏系统被广泛运用到电网体系，必定会为电力系统带来多方面问题，
例如电网适应性、体系调峰调频等。

同时，因为光伏系统电源的发电主要依靠的
是清洁的可再生能源，例如风能、光能等，但是这些能源的发电体现出显著的间
歇性、波动性，很容易造成供电不稳定、不安全等问题，面对这些问题，最主要
的即是集中调度管理配网，以此来实现传统电源和分布式电源的协调发展，保障
电力系统的安全生产。

因此，在分布式电源正式接入配网体系前，应当做好一切
也许性疑间的预测与分析，同时需求预先给出解决对策，以此来保护动力的有效
利用，保证体系灵活运转，使配网体系更加高效、稳定地作业。

4光伏发电应用于电力系统的几点建议
4.1对光伏发电站进行科学合理的规划和设计
影响光伏发电站建设的因素很多，包括自然外界因素、人为主观因素和客观
因素等，其中包括了地形条件、发电站建立的投资情况、光伏模型的先进技术以
及替他设备的有效组合安装等，所以要对这些因素对光伏发电的影响进行深入的
分析和研究，进行科学合理的规划和设计。

首先在光伏发电站的容量科学规划方面，相关的工作人员应该建设一个独立于发电系统之外的独立光伏系统，这个独
立光伏系统的配套设施应该是非常完善的，包括风电系统以及柴油机电设备等，
对这些设备和系统的投入和运行资金做一个合理的规划，对其中的电力负荷进行
研究和分析，进而计算出光伏发电站的合理电容量。

其次，对于光伏发电系统中
的接线拓补结构进行合理的规划和设计，采用科学的规划方式，坚持安全可靠、
工作效率高和性价比高的原则，设定一个符合每个光伏发电站的接线方式和结构。

4.2应用光伏消纳综合规划技术
在光伏发电系统并网过程中，使用合适的保护措施加强对电网系统的保护，
是保证电力应用安全的必然举措。

现阶段，以光伏消纳技术为主的综合规划技术
的应用，可以尽可能提升光伏发电工作的用电安全性。

具体来说，在综合规划技
术应用过程中，一方面，需要加强区域内高压电网的建设工作，并以此为基础，
加强区域间电网的跨网合作，提升输电通道的利用效率。

另一方面，可以合理应
用以光伏消纳为主的精细化光伏预测技术，以光能预测为基础，实现光伏发电功
率的有效预测。

通过对光伏电站的输出功率进行精细化预测，进而把预测所得的
光伏发电容量纳入电网系统的调度计划，以确保光伏消纳技术的发挥，从而增强
大规模光伏发电系统对电网系统的积极影响。

4.3改善太阳能消纳的源网协调技术
因为光伏的基础渗透率较大，所以，要想维持其运行的稳定性和环保性，就
要重视光伏逆变器的动态性能，有效融合虚拟同步机、友好型电源等，配合清洁
能源处理方式。

并且，要从出力外特性、电源本样、控制性能和保护装置等方面
完善接入规模。

另外，也要善于应用精细化光伏预测技术，保证调度计划和规划
运行的最优化。

4.4制定严谨的技术规范
技术的规范性有利于电网与分布式光伏发电间的协调发展，特别是光伏发电设备在施工安装中要通过严谨的施工流程和合理的技术规范来保障其运行的稳定性。

分布式光伏发电与常规发电技术有很大不同，只有通过严格的运行规程和过硬的技术手段来保证电能的质量，特别是当电网发生故障时，更需要专业的技术手段去解决。

由于电网每年都会有检修和新改扩建等电力施工工程，其负荷也会有很大波动，如果没有过硬的技术手段，就无法保障系统的平稳运行，更无法使两者协调发展。

4.5进一步完善相关标准
对光伏发电系统防孤岛保护和低电压穿越协同等功能进行完善，提升光伏发电与电网的继电保护协调性。

提升光伏发电并网逆变器技术要求，提高光伏发电的频率、电压、电能质量等方面的并网适应性。

4.6实施有功或无功控制技术
光伏发电系统产生的电能需要经过变压器、逆变器后再转入电力系统，在此过程中，电能将会出现一定的波动性，进而对电网通道传输质量产生不利影响。

现阶段，为降低光伏发电系统经过变压器与逆变器后产生的波动性，可以通过研究无功控制与谐波抑制的统一控制技术，降低电网系统的无功调节难度。

还可以通过偏离最大功率点或增加储能等方法实现有功功率控制。

通过有功或无功控制技术，对现有电力控制系统进行优化，保证光伏发电系统的整体正常运行。

4.7提高光伏发电过程中的消纳源网协调技术和综合技术
随着我国光伏发电技术的熟练应用，光伏发电的渗透效率越来越高，所以在发电过程中的消纳源网协调技术以及综合技术的应用就显得非常的重要。

其中逆变器的大量应用使得光伏发电出现了相应的电网安全问题，因此对逆变器的安全使用要进行详细和分析和研究，最大程度的发挥消纳源网协调技术的作用，保证光伏逆变器的正常工作。

其次相关的光伏发电人员要提升光伏的消纳综合技术水平，对电网的布局进行科学合理的规划和设计，加强省内外的电网建设，同时也要加强各个城市区域之间的电网互联，从而达到供电质量统一的目的，从而促进光伏发电在我国电力系统中的应用和发展。

结语
综上所述，现阶段随着我国经济与科技实力的不断进步，光伏发电技术在当今电力行业的应用范围也愈发广泛。

从根本上来说，目前我国的光伏发电技术尚未成熟，，在光伏发电技术应用的过程中会对电网安全造成一定影响。

基于此，为了能够保障光伏发电的安全合理运行，相关工作技术人员应当趋利避害，认识到影响因素，并且不断寻找相应的破解之法，值得注意的是，虽然光伏发电技术尚未成熟，但是人们对于光伏发电技术的研究却在如日中天的进行当中，光伏发电依旧可以缓解我国目前能源短缺的发展现状。

本文的目的是增强人们对光伏发电技术的了解，为了对我国的能源发展以及光伏发电技术和手段产生一定的推动作用，促进我国光伏发电技术在电力系统中安全灵活运用，以及促进光伏发电技术的创新，扩大能源结构不断丰富，扩大清洁能源在电网中的应用比例，推动电力发展格局的进步，为我国能源安全发展奠定坚实基础。

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