光伏电站接入对电网影响的研究
【摘要】论文简述了并网光伏发电的理论研究现状，并从电压与谐波几个方面深入分析了光伏并网对接入系统的影响，指出在光伏电源接入电网的情况下，保护系统、自动装置均应该有所改进。

【关键词】光伏电站接入；电网；影响
在社会的发展进程中，化石能源日渐成为人类利用的主要能源形式，伴随着人类与日俱增的能源需求的却是化石能源储量的迅速枯竭，大规模大范围的化石燃料使用已经给人类赖以生存的环境带来了不可估量的损害。

面对如此严重的事实，开发和利用各种可再生能源，走可持续发展之路，是当前全人类的使命。

而太阳能以其丰富性、洁净的发电过程将成为人类能源利用的必然选择，预计到21世纪末，太阳能将成为最主要的能源形式[1]。

光热转换及光电转换为太阳能的两种基本利用形式，其中光电转换技术是利用半导体材料的光生伏打效应原理[2]将太阳辐射能直接转换为电能的技术，近年来发展迅速，同时也是最具潜力的能源开发领域。

近年来，光伏发电市场的发展发生了巨大的变化，重点已经由偏远无电地区逐步向并网光伏发电和光伏建筑集成（bipv）快速发展。

太阳能正在由“补充能源”发展为下一代的新型“替代能源”。

并网光伏发电由于具有独特的有点，近年来正在飞速发展。

因为只有与整个电力系统相连，太阳能发电的规模才足以对能源短缺和环境污染从根本上产生抑制的作用。

与此同时，将光伏产业进行规
模化发展还会给国家提供丰富的就业机会[3]。

一、并网光伏发电的理论研究现状
一般来说，光伏阵列的光电转换效率不高是光伏系统不尽如人意之处，有资料显示，在现今实验室条件下，最高的转换效率在也小于或等于30％。

而且，日照强度和温度能在很大程度上影响到光伏阵列的开路电压以及短路电流，从而引发系统工作点的游移，系统效率的降低也就不可比避免。

如何有效解决这些问题已成为重中之重。

首先，要积极开发、寻求新型光电材料，不仅要求费用低廉还要求具有较高的能量转换效率；然后，要求光伏阵列可以有效实现最大功率点的跟踪控制[4]，从而使得该阵列在任何日照处都能持续得到最大功率输出。

光伏阵列为一非线性电源。

恒电流区域和恒电压区域构成了它的输出特性，二者的连接点就是所谓的最大功率点。

学者们对这一问题的关注与研究随着太阳能光伏应用的不断推广、它的较高价格而日益深入。

目前，光伏系统的最大功率跟踪问题已成为学术界研究的热点[5][6]。

二、光伏并网对接入系统的影响
光伏并网系统的传输能量来源于光伏电池，从对光伏电池的分析可以看出，输出的电压和电流曲线是非线性的，二者之间有一定的约束条件，并且受光照强度和温度的影响，输出功率会有变化，总之，光伏发电具有一般电力系统电源所不具备的特点，因此研究其对接入系统的影响很有必要。

光伏电源对电网电能质量的影响主要表现为以下两个方面[11]：
（一）电网电压：
1 对系统稳态电压的影响
传统配电网具有如下特点：大多以辐射状集中供电，在正常安全运行条件下电压沿线路的功率流动方向逐渐下降。

当配电电网中有光伏电源接入时，因为减少了线路上的传输功率量，同时光伏电源增大了无功功率输出量，沿线路上的各个负荷节点处的电压得到抬升。

一方面，如果接入点容量适当，有利于提高系统末端的电压水平，并降低网损；另一方面，如果接入点光伏容量过大，会导致一些点的电压值超标。

接入点位置及总容量大小，是电网电压的直接影响因素。

2 对系统电压波动的影响
通常情况下，实时变化着的有功负荷及无功负荷会导致系统电压也是一个时变量。

由于外界因素能在很大程度上引起光伏电池的输出功率的变动，使得输出具有随机、不稳定的特点，因此很难与当地负荷协调运行。

当系统负荷波动，而光伏输出反向变化时可能会加重系统电压的波动。

严重情况下，还可能造成系统电压闪变。

（二）谐波污染
光伏组件发出的直流电须经由逆变器逆转换成与电网频率相同、相位相同的正弦波电流后方能并入系统。

接入电网的逆变器是基于电力电子技术的，与常规调控方式相比，它的调节和控制方式相对不一样，大量开关频率附近的谐波分量会由于逆变器的多次开通和关断而产生，进而造成电网的谐波污染。

随着电力电子技术的不断发展，新的控制方法也逐步成熟，特别是基于pwm逆变[12]技术的一系列控制方法的应用，逆变器的输出特性已经大为改观，输出电能已基本能够满足电能质量的要求。

对于光伏电源对电网电压的影响，通过研究不同容量和不同接入点的光伏系统对电网的影响，选择合适的接入电网容量，以使光伏发电系统在降低网损、提高负荷功率因数并提高系统末端电压稳定性的同时，尽可能减小对系统电压波动的负面影响。

此外，光伏电源接入电力系统之后，势必会改变网络的结构，使故障时的电压电流波形受到影响，因此有必要对之前装配的保护及自动重合闸装置做出对应的调整。

三、结论
在光伏电源接入电网的情况下，论文从电压与谐波几个方面深入分析了光伏并网对接入系统的影响，指出保护系统、自动装置均应该有所改进。

参考文献：
[1]刘伟，彭冬，卜广全，苏剑. 光伏发电接入智能配电网后的系统问题综述[j]. 电网技术，2009.
[2]石振刚，王晓蔚，赵书强. 并网光伏发电系统对配电网线路保护的影响[j]. 华东电力，2010.
[3]杨国华，姚琪. 光伏电源影响配电网线路保护的仿真研究[j]. 电力系统保护与控制，2011.。