大規(guī)模光伏發(fā)電在電力系統(tǒng)的影響

大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是基于一定的光伏電池設備以及一定的發(fā)電模型，對于太陽能這一低碳、綠色環(huán)保的能源的開發(fā)利用。可以說大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)對于自然的依賴性較大，其所產生的電壓和頻率等同傳統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)不同，因此，大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)是否會對電力系統(tǒng)產生消極影響成為了發(fā)展大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)的制約因素之一。下文就大規(guī)模光伏發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響展開具體探討。

1大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展至今，已經(jīng)取得了一定的成就，在我國的電力供電系統(tǒng)中占據(jù)較為重要地位。但是，由于光伏發(fā)電具有間接性、隨機性和周期性特點，大規(guī)模光伏發(fā)電更是具有并網(wǎng)性能質量建設問題?？梢哉f大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)在我國電力系統(tǒng)發(fā)展中并不是一帆風順的，其因為光伏電池設備問題、并網(wǎng)換流器的質量建設問題，成為影響電力系統(tǒng)的重要制約條件。如光伏電池和陣列模型，大規(guī)模光伏發(fā)電是通過大范圍的光伏電池的鋪設以及陣列模型所建立起來的。根據(jù)當下的技術手段，光伏電池的設備技術核心是采用二極管模式數(shù)學表達式在KCL的情況下呈現(xiàn)出來的，而其陣列模型則是通過對這些光伏電池的串聯(lián)后對其電流、開路電壓和大功率電壓計算得出的，而當光伏電池出現(xiàn)壓力問題時，則容易導致整個發(fā)電系統(tǒng)具有隨機性，在發(fā)電總電量方面無法妥善的預測結果，由此也大大影響社會上對于電力系統(tǒng)的應用[1]。同時大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)是基于并網(wǎng)換流和控制模型下所產生的新的技術。通過借助并網(wǎng)換流器和控制模型的方式，其構建了一個雙層結構的電壓模式，旨在能夠由此控制大規(guī)模光伏發(fā)電對于電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的控制。但是，在實際的運行中，雙層結構的電壓模型中電流數(shù)值變化更加隨機且關聯(lián)密切，因此在發(fā)電中，這樣的操作技術埋下了電壓不穩(wěn)定的隱患。

2大規(guī)模光伏發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響綜述

根據(jù)大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)的原理可知其會對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性產生根本的影響，其具體表現(xiàn)在以下幾個方面的：1）影響有功頻率的穩(wěn)定性。對于大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，具有隨機波動性、低無功動態(tài)特性、四象限控制能力和拖網(wǎng)現(xiàn)象。而這些特點都是導致電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要制約因素。如光伏發(fā)電的隨機波動性，一旦其波動幅度過大，其頻率也會過大，則影響整個配發(fā)電系統(tǒng)的平衡性。更重要的是當前的并網(wǎng)大規(guī)模光伏系統(tǒng)，其系統(tǒng)的等效構建功能還不齊全，大規(guī)模的光伏系統(tǒng)則會導致系統(tǒng)的功率不穩(wěn)定，電力系統(tǒng)頻率迅速發(fā)生變化，大大增加電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展；2）影響功角穩(wěn)定性。功角穩(wěn)定性是影響電力系統(tǒng)穩(wěn)性的重要因素之一，由于光伏電源在本質上屬于靜止不動的元件，因此在功角振蕩過程中，無法參與其中維持穩(wěn)定性，特別是光伏發(fā)電中會改變電網(wǎng)本身的潮流分布情況和傳輸功率情況，當光伏發(fā)電接入到電力系統(tǒng)中時，原本電網(wǎng)結構平衡被打破，而具有隨機性的光伏電源更是大大硬性了整體功角的穩(wěn)定性[2]；3）電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定性的影響。通常情況下，電力系統(tǒng)在運行中受到微小的干擾之后能夠繼續(xù)保持同系統(tǒng)中的同步電機間的同運行成為同步穩(wěn)定性。對于大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，小擾動之后的同步穩(wěn)定性受到較大程度的影響。通過分析可知，光伏電站的直流方向的測電流能夠很好的吸收融合系統(tǒng)出現(xiàn)故障時出現(xiàn)的不平衡功率，但是同時光伏系統(tǒng)內的電容儲存能力不夠，導致系統(tǒng)另外位置的故障問題所產生的不平衡功率對于光伏電站的直流方向的側電壓產生影響?？梢哉f光伏電站對于系統(tǒng)同步穩(wěn)定性的控制是一個拆東墻補西墻的原理，其并無法控制小干擾下所產生的失衡問題[3-4]。