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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?？梢哉f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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)量建設問題。可以說大規(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(zhì)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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)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(nèi)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(chǎn)生的不平衡功率對于光伏電站的直流方向的側(cè)電壓產(chǎn)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(chǎn)生的失衡問題[3-4]。