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摘要：现阶段，光伏发电技术应用的各项好处已得到充分肯定，而且国家也推出了多项补贴政策，鼓励建设光伏发电系统。但是，由于光伏发电系统固有的输出功率不稳定、容易出现孤岛效应等特点，这就会带来消极的影响，使得光伏发电的并网难度系数被增加。鉴于此，本文对光伏发电并网系统对配电网电压稳定性影响进行分析，以供参考。
关键词：光伏发电；并网系统；配电电压
中图分类号：TP391文献标识码：A
引言
光伏并网发电系统以太阳能组件作为核心搭建设备，当直流稳压电流进入系统后，并网逆变器会在符合电网供电要求的前提下，将直流电转化为公共交流电，并将这些电能资源直接输送至核心电网中。常见的光伏并网发电系统大都包含一个或多个集中式并网电站，且这些电站的供电分配标准都由国家统一制定。这类系统能够将散乱分布的电能资源整合、输送至核心供电网络，并在相关单位的干预控制下，将这些电力资源均匀调配至每一个客户端承接装置中。也有一部分小型并网发电系统会配备光伏一体化设备，并通过统一分路支流的手段，将所有电力资源都整合到核心供电设备中。
1大规模光伏发电及其并网系统的基本概念
1.1光伏发电的基本原理
不同极性（P/N）半导体材料相结合生成异质结，其内部载流子在光照条件下定向移动产生内建电场形成光电压和光电流，这一现象叫做光生伏特效应。该过程主要包括三个部分，第一，光照条件下PN结处半导体发生电子跃迁形成电子空穴对（即激子）；第二，PN结处自由移动的多子扩散或漂移至非均匀势场区；第三，在内部能级差产生的势场作用下电子和空穴分离[8]。当异质结连接有外电路时，光照条件下PN结内部光生载流子产生定向移动并形成回路，即光电流。这一过程称为光伏发电。
1.2光伏发电并网系统基本概念
按照一定组合排列的光伏组件在光照条件下通过光生伏特效应产生光电流和光电压。然后将电流送入逆变器和变压器形成稳定的高压交流电，最后直接输送至公共电网。这一过程称为光伏发电并网系统。其中光电流及光电压受控于光伏电池的矩阵排列形式。该过程不涉及蓄电池存储电能，因此有效降低了电能在输运过程产生的损耗和流失，进一步提高了光伏发电的利用率。
2光伏发电系统在应用中会出现的问题
2.1间歇性发电的影响性
所谓的光伏发电就是要根据光感的不同而利用太阳能进行发电，实际上是一种对于天气变化特别敏感的技术。一旦天气条件和外部环境变得比较恶劣，光感效应不是那么好，就会使得光伏发电系统的发电功率发生一定的波动，这进一步导致在并网过程中会出现很多的间歇性发电现象，给电网的工作造成了电压波动，降低了电网的稳定程度。另一方面，间歇性发电的电压不稳定还会使得电网的输出功率不稳定，很容易造成电压闪变的情况出现。这时候就必须要在三相逆变控制的过程中采用PI控制器才能够引入电压前馈，来增强整个电力系统的稳定性。
2.2分布式电源并网会对电能质量产生一定的影响
电网中接入分布式电源时，电压会发生抑制的情况，并在瞬间跌落，同时还会产生闪变的现象。当输电线路没有发生短路故障的时候，不同节点的电压幅值会发生变化，并且是随着分布式电容电源的扩大而发生正比例的关系。另外，在分布式电源接入配电线路的过程中会导致电机启动或是输出功率波动发生电闪的现象。并且在集中供电的模式下，配电网会呈辐射的状态，在稳定状态下运行时，电压会沿着馈线潮流方向慢慢降低。
2.3电网运行控制不佳
对于太阳能资源的有效利用，可以采用光伏并网来实现，但是大规模应用后，一旦供电环境较为恶劣，供电单位的工作人员无法对变化的并网功率进行监控把握，以及对于电能的负荷增长也无法做出准确判断，电力调度工作面临较多困难。太阳能发电受到较多不稳定因素的干扰，在发生严重的问题后，工作人员需要使用传统的手段进行发电，重新制定供电计划，这将无法保证人们的生活用电。如果并网后，配电网接入的分布式光伏电源较多，电网的调峰压力、调频将会受到明显影响，存在非常严重的峰谷差异。此外，在公共电网中，接入该种电源，使得电源点的数量、分布区域变多、变广，在电力系统无法对所有电源点控制的情况下，需要进行科学合理的供电调控，加强电网的运行效率。
3分布式光伏并网对配电网影响的改进措施
3.1电网运行控制不佳的改善方法
针对并网之后的电网控制效果不良问题，供电单位可以使用光伏发电功率预测技术等手段，对光伏电源接入后的自身功率变化情况以及并网后的电源控制进行监控，使得光伏电源以及其他的电源均可以在自动化控制下，实现动态化的监督管理以及供电的协调配置。首先可以在光伏电源接入后，对于电源周围的太阳能光照强度、云层的厚度等数据进行准确调查，然后利用技术构建光伏发电功率预测模型，根据气候的变化情况，预测同一类、不同季节太阳能发电时的功率数据，找出其中的规律，为并网后电网有效运行的控制工作提供依据。其次，结合供电区域的光照情况，调整光伏电源的设置区域，以此提高光伏电源的稳定性。例如可以在照射强度高的区域，多进行光伏电源装置的设置等。最后，可以在发电时多进行储能装置的设置，在电源供应中，可能出现供电功率不稳定情况，需要使用储备好的电能以实现有效供给，提高电网的运行效率。
3.2孤岛效应的改善方法
当电网断电后，使用该手段可以对逆变器的工作参数进行调查，如果检出的输出功率以及负载功率之间存在较大的差异，就表明存在孤岛效应，当上述两个功率的值相差不大时，该法检出的效果不理想。同时，还可以使用主动式检测法。该法在检查时，需要对逆变器主动进行参数调整，以此来对电网的运行进行干扰。如果这些干扰参数无法被检测到，表明电网不存在孤岛效应，有故障问题发生时，逆变器的异常参数会远远超出标准值以及调节的数值，以便可以检测出该种效应情况。使用主动式检验手段后，检测人员可以获得精度值较高的参数，但是存在控制难度大等问题。
3.3控制光伏并网与系统的稳定性
为使我国未来光伏发电向高质量、高比例的方向发展，还需解决以下几方面问题。第一，大电网向智能化、高效化方向发展，逐渐实现可再生能源友好型，即提高有间歇性的太阳能发电的并网率。在高速双向通信技术的基础上，利用先进的传感和测量技术、控制方法及决策支持系统，实现电网的智能化。第二，做好国内的区域互联，强化清洁能源开发消纳，而微能源网是一个重要的发展方向。微能源网是能源互联网最核心的子单位，可通过能源存储和优化配置，实现本地能源生产与用能负荷的基本平衡，实现按需与公共电网的灵活互动。
结束语
光伏发电具有可持续性，在我国未来能源结构中的占比将进一步提高。通过处理好光伏并网对系统自动发电控制、自动电压控制和自动稳定控制的影响，将进一步扩大光伏并网的规模，实现光伏产业的良好发展。
参考文献
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