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摘要：随着能源的不断开发与利用，未来太阳能光伏发电有望得到大量应用并在能源结构中占有重要地位，光伏发电作为一种清洁能源，为电力事业的发展提供了新方向，但是大规模的使用会对电力系统造成什么样的影响与冲击仍是各界人士担心与怀疑的问题。探讨了大规模光伏发电对电力系统的影响， 最后提出了发展我国大规模光伏发电及其电力系统的步骤和建议。
关键词：大规模 光伏发电 电力系统 影响
一、 大规模光伏发电的现状
光伏发电是一种将光能转化为电能的一种技术，它的产生原理是利用半导体界面的光生伏特效应原理。光伏发电由太阳能电池组件、控制器和逆变器组成。 太阳能是一种分布广泛的可再生资源。在我国太阳能资源的分布很广，尤其是我国的西北地区。伴随着光伏组件的成本越来越低和技术的不断创新，将太阳能转化为电能成为电力系统中越来越重要的一部分。大规模的光伏发电是今后不可限量的可再生资源。
我国光伏发电还存在很多不足。首先，对于光伏发电的原材料需要国外进口，而制作太阳能电池却用于出口。因此，光伏发电的成本很高。其次，由于国外市场限制进口太阳能电池，影响到我国的伏电产业的经济利益，不利于伏电产业的发展，再加上国内光伏产业的不断增加更影响其产业的发展。第三，对偏远地区的独立光伏电站的维护没有得到及时地处理，成为光伏发电的效能得不到发挥。最后，虽然有《可再生能源法》的保障，但是其实施的效果却不明显，有待提高。
二、 大规模光伏发电对电力系统的影响
1、大规模光伏发电对有功频率特性的影响
光伏发电具有的特性包括外出力的速记波动性、静止的电源、环路器并网过程中的无转动惯性、低电压穿越期间的不同特征以及脱网现象比较频繁等， 这些特性的存在使得大规模光伏发电的介入会使得系统的稳态与暂态特性发生变化， 进而对整个系统的运行与规划带来根本性的影响。光伏发电的过程会产生大幅度的频繁的随机波动，进而对系统的平衡造成冲击，影响系统的一次以及二次调频，对系统的有功经济调度等运行特性都有着根本性的影响与作用； 同时系统备用的优化策略也会因为大规模光伏发电的接入而不得不做出适时的调整与变化；此外，因为电源是静止的元件，所以随着接入的光伏发电的规模的增大，电源的不足之处便逐渐明显，需要不断更换电源以适应光伏发电的需要， 甚至会因为光伏发电的功率过大而使得系统崩溃，需要对系统不断进行维护。
2、对无功电压的影响
大规模光伏发电主要在沙漠地区，这样的地区负荷水平偏低，电网的短路容量小，大规模光伏发电要通过高压输电网进行长距离送到，其波动的有功频率穿过附近区域电网和输电通道，对电网无功电压有影响，对途径的主线电压会产生影响。而且，光伏电源无功电压的控制能力不高，产生电压质量和稳定性的危险。大规模光伏进去既定的电网，改变了电网的原本构架，单一电源演变成两个甚至两个以上的电源模式，使整个电网的控制增加了难度。
3、对功角稳定性的影响
攻角失稳的主要表现便是振荡型的失稳。 因为波动的光伏出力改变了系统运行的特点， 加上并网的逆变器与常规机具有不同的控制策略，所以系统的阻尼会在外界的影响下发生变化，进而改变系统原有的机电震荡的模式， 带来新频段范围内的振荡。 但是具体的光伏发电的接入会为系统带来怎样的影响，需要根据实际情况进行具体的分析。
4、对小扰动稳定性的影响
光伏电池虽然没有动力学稳定问题，却有电气运行不稳定问题，因此大规模光伏进入对电网的稳定性有影响。小扰动分析法可以分析出电网运行的不稳定性部分，其不稳定部分多出现在与最大功率接近的地方。不稳定功率的发生使直流侧电压升高，影响电源的稳定运行。
5、大规模光伏发电对电能质量的影响
伴随着大规模光伏的进入，电子的应用系统加入了大量非线性负载，造成电力系统污染，使电能质量受到影响。在太阳光剧烈变化和输出功率低下的状况下，会产生很大的谐波，也会产生电流谐波叠加等问题。
三、决策意见
建议从现在起就大力研究解决未来光伏发电大规模应用的经济。技术上的瓶颈， 以便大幅度降低造价和每度电成本并解决远距离。大容量电力外送及大规模电能储存等难题。在研究的基础上建设大规模的光伏发电示范电站，并将光电送往负荷中心。鉴于大规模光伏发电所占面積较大。且需要尽可能长的日照、大规模光伏发电站群可考虑优先布置在我国沙漠及沙漠化土地地区。内蒙古地区的戈壁滩可作为大规模太阳能光伏发电基地的首选地点。在内蒙古地区的戈壁滩开发大规模太阳能光伏发电的潜力巨大，在2000km2的戈壁滩面积上可布置100GW 的光电装机。消纳其电力的方式有二。 其一为电力外送，主送方向为西北、 华北、 华中和华东地区的联合运行电网。上述地区承受内蒙古太阳能光伏发电的大规模电力外送能力大致为300GW。如考虑地区水电站水库。抽水蓄能等储能手段、并考虑该地区与其它地区电网联网、可将部分电力转送、则接受光电能力还可增加。其二为就地消纳光伏发电的电力和电量、如采取就地建设高耗能工业或用于电解制氢并经压缩后转运等。
目前为止，已经研制成功的平台包括 PSD-BPA以及 PSASP 两大类，这两类平台集成了光伏发电的动态以及稳态模型，初步形成了大规模光伏发电并网的仿真手段，并且一些商业性质较强的平台软件已经具有了灵活的自定义的功能模块，这些平台研发为发电站的建模研究提供了基础。
结语
光伏发电具有清洁无污染的特性，是比较理想的清洁能源之一，随着人类资源的不断开发，资源出现匮乏的状态，以太阳能为主要形式的大规模光伏发电的应用，对电力系统有许多方面的影响，大规模光伏发电的发展前景也是可观的。研究和探讨极大规模光伏发电在我国应用的可行性是很有必要的。
参考文献：
[1]胡学浩，周孝信，白晓民，张文涛. 极大规模光伏发电在我国的发展前景展望[J]. 科技导报，2004，11：4-8.
[2]张毅，卢键明，曾鸣，田廓. 分散发电对电力系统安全可靠运行的影响研究[J]. 华东电力，2009，05：786-790.
[3]李维亚. 浅谈未来光伏并网发电对电网的影响[J]. 太阳能，2008，02：67-68.
关键词：大规模 光伏发电 电力系统 影响
一、 大规模光伏发电的现状
光伏发电是一种将光能转化为电能的一种技术，它的产生原理是利用半导体界面的光生伏特效应原理。光伏发电由太阳能电池组件、控制器和逆变器组成。 太阳能是一种分布广泛的可再生资源。在我国太阳能资源的分布很广，尤其是我国的西北地区。伴随着光伏组件的成本越来越低和技术的不断创新，将太阳能转化为电能成为电力系统中越来越重要的一部分。大规模的光伏发电是今后不可限量的可再生资源。
我国光伏发电还存在很多不足。首先，对于光伏发电的原材料需要国外进口，而制作太阳能电池却用于出口。因此，光伏发电的成本很高。其次，由于国外市场限制进口太阳能电池，影响到我国的伏电产业的经济利益，不利于伏电产业的发展，再加上国内光伏产业的不断增加更影响其产业的发展。第三，对偏远地区的独立光伏电站的维护没有得到及时地处理，成为光伏发电的效能得不到发挥。最后，虽然有《可再生能源法》的保障，但是其实施的效果却不明显，有待提高。
二、 大规模光伏发电对电力系统的影响
1、大规模光伏发电对有功频率特性的影响
光伏发电具有的特性包括外出力的速记波动性、静止的电源、环路器并网过程中的无转动惯性、低电压穿越期间的不同特征以及脱网现象比较频繁等， 这些特性的存在使得大规模光伏发电的介入会使得系统的稳态与暂态特性发生变化， 进而对整个系统的运行与规划带来根本性的影响。光伏发电的过程会产生大幅度的频繁的随机波动，进而对系统的平衡造成冲击，影响系统的一次以及二次调频，对系统的有功经济调度等运行特性都有着根本性的影响与作用； 同时系统备用的优化策略也会因为大规模光伏发电的接入而不得不做出适时的调整与变化；此外，因为电源是静止的元件，所以随着接入的光伏发电的规模的增大，电源的不足之处便逐渐明显，需要不断更换电源以适应光伏发电的需要， 甚至会因为光伏发电的功率过大而使得系统崩溃，需要对系统不断进行维护。
2、对无功电压的影响
大规模光伏发电主要在沙漠地区，这样的地区负荷水平偏低，电网的短路容量小，大规模光伏发电要通过高压输电网进行长距离送到，其波动的有功频率穿过附近区域电网和输电通道，对电网无功电压有影响，对途径的主线电压会产生影响。而且，光伏电源无功电压的控制能力不高，产生电压质量和稳定性的危险。大规模光伏进去既定的电网，改变了电网的原本构架，单一电源演变成两个甚至两个以上的电源模式，使整个电网的控制增加了难度。
3、对功角稳定性的影响
攻角失稳的主要表现便是振荡型的失稳。 因为波动的光伏出力改变了系统运行的特点， 加上并网的逆变器与常规机具有不同的控制策略，所以系统的阻尼会在外界的影响下发生变化，进而改变系统原有的机电震荡的模式， 带来新频段范围内的振荡。 但是具体的光伏发电的接入会为系统带来怎样的影响，需要根据实际情况进行具体的分析。
4、对小扰动稳定性的影响
光伏电池虽然没有动力学稳定问题，却有电气运行不稳定问题，因此大规模光伏进入对电网的稳定性有影响。小扰动分析法可以分析出电网运行的不稳定性部分，其不稳定部分多出现在与最大功率接近的地方。不稳定功率的发生使直流侧电压升高，影响电源的稳定运行。
5、大规模光伏发电对电能质量的影响
伴随着大规模光伏的进入，电子的应用系统加入了大量非线性负载，造成电力系统污染，使电能质量受到影响。在太阳光剧烈变化和输出功率低下的状况下，会产生很大的谐波，也会产生电流谐波叠加等问题。
三、决策意见
建议从现在起就大力研究解决未来光伏发电大规模应用的经济。技术上的瓶颈， 以便大幅度降低造价和每度电成本并解决远距离。大容量电力外送及大规模电能储存等难题。在研究的基础上建设大规模的光伏发电示范电站，并将光电送往负荷中心。鉴于大规模光伏发电所占面積较大。且需要尽可能长的日照、大规模光伏发电站群可考虑优先布置在我国沙漠及沙漠化土地地区。内蒙古地区的戈壁滩可作为大规模太阳能光伏发电基地的首选地点。在内蒙古地区的戈壁滩开发大规模太阳能光伏发电的潜力巨大，在2000km2的戈壁滩面积上可布置100GW 的光电装机。消纳其电力的方式有二。 其一为电力外送，主送方向为西北、 华北、 华中和华东地区的联合运行电网。上述地区承受内蒙古太阳能光伏发电的大规模电力外送能力大致为300GW。如考虑地区水电站水库。抽水蓄能等储能手段、并考虑该地区与其它地区电网联网、可将部分电力转送、则接受光电能力还可增加。其二为就地消纳光伏发电的电力和电量、如采取就地建设高耗能工业或用于电解制氢并经压缩后转运等。
目前为止，已经研制成功的平台包括 PSD-BPA以及 PSASP 两大类，这两类平台集成了光伏发电的动态以及稳态模型，初步形成了大规模光伏发电并网的仿真手段，并且一些商业性质较强的平台软件已经具有了灵活的自定义的功能模块，这些平台研发为发电站的建模研究提供了基础。
结语
光伏发电具有清洁无污染的特性，是比较理想的清洁能源之一，随着人类资源的不断开发，资源出现匮乏的状态，以太阳能为主要形式的大规模光伏发电的应用，对电力系统有许多方面的影响，大规模光伏发电的发展前景也是可观的。研究和探讨极大规模光伏发电在我国应用的可行性是很有必要的。
参考文献：
[1]胡学浩，周孝信，白晓民，张文涛. 极大规模光伏发电在我国的发展前景展望[J]. 科技导报，2004，11：4-8.
[2]张毅，卢键明，曾鸣，田廓. 分散发电对电力系统安全可靠运行的影响研究[J]. 华东电力，2009，05：786-790.
[3]李维亚. 浅谈未来光伏并网发电对电网的影响[J]. 太阳能，2008，02：67-68.