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摘要：在社会生产生活中电力能源具有十分重要的作用，在电能利用率不断提升基础之上需要开发和研究可再生能源。此次研究主要是探讨分析大规模光伏发电对电力系统影响，希望能够对相关人员起到参考性价值。
关键词：大规模；光伏发电；电力系统
太阳能光伏发电属于未来可推广使用的电能资源，可以有效缓解传统火力发电和水力发电的电能供应不足问题，可以为社会生产生活提供必要电力资源。然而为了确保光伏发电可以为电力系统提供电能，首先需要处理和解决大规模光伏发电对电力系统的影响。
1、大规模发电系统介绍
1.1光伏电池与阵列模型
在光伏发电系统中最重要的组成就是光伏电池，对于其实际排列情况给予针对性地处理措施。此次研究所提及的光伏电池主要是二极管模型的光伏电池等效电路。在状态下明确光伏电池的数字表达式。在拆解和表达各基础参数之后可以明确开路电压和电流以及最大功率点电压，得出模型表达式。大规模光伏发电系统中阵列模型主要是在阵列模型基础之上得出，最终所呈现的阵列状态是以串并联范式呈现。
1.2并网换流器和控制模型
在大规模光伏发电系统中并网换流器属于暂态并网特性。现阶段，大规模光伏发电系统中所应用的电压源型主要是内外环双层结构，并且逐渐形成双环控制方式。其中内环以电流为主要控制方式，并且将内环控制的电流值与外环电力参考值作为衡量标准，在经过控制环节和换流器装置之后能够形成入网操作。外环控制方式属于电压输入过程，与内环控制方式的差别不大，在经过换流器并网处理之后能够与外部特性共同完成操作。
控制模型主要包含内环控制模型和外环控制模型。其中前者主要是采用前馈解耦方式进行控制，明确换流器暂态模型，之后按照暂态模型明确电力解耦处理方式，此时可以将控制因素添加到内环控制中。此外，光伏并网环流率的解耦控制主要包括无功控制和有功控制；后者主要是按照电网对于光伏发电系统的需求进行控制，可以对无功并网控制措施和有功并网控制措施进行设计。
1.3光伏发电系统模型
在建立光伏发电系统模型时，按照相关方程组中的各项基本构成，在实行拆分之后能够获得基础构成部分，明确不同状态的方程因素。在此过程中需要将MPPT和逆变器等控制阶段进行处理和操作，这样就能够得到状态方程。通过联立处理方式能够明确光伏发电系统模型。按照光伏发电系统模型和实际研究的需要，可以选择出不同的建模方法。
1.4光伏发电系统模型的开发和研究
以建模原理为基础可以为电力系统仿真平台建立提供较多理论性依据，当前已经研发成功的仿真平台主要包括PSASP和PSD-BPA，以上两个类型平台能够有效结合光伏发电系统的稳态模型和动态模型，并且可以应用大规模光伏发电技术。现阶段，市场上所存在的软件能够实现某些模块的灵活自主定义，这样能够为发电站的建模研究提供较多参考依据。
2、大规模光伏发电对电力系统的影响分析
2.1有功频率特性的影响
作为当前电力提供的重要方式，大规模光伏发电的特性主要现在以下方面。
（1）随机波动性。（2）低电压期间存在无功动态化特性。（3）电源不具备转动惯量，容易出现脱网情况。（4）具备四象限控制能力。光伏电力的随机波动性特点会影响电力系统的功平衡，进一步影响一次调频和二次调频，相应增加调频运动风险。其次，光伏电源属于非旋转静止电子元件，在工作期间会随着交替电源使用导致系统等效转动惯量降低，从而影响系统功率，导致其出现频率急剧变化情况，对面向运行造成影响。
2.2功角稳定性影响
从本质上看，光伏电源发电不会参与功角振荡，所以不存在功角稳定性问题。然而，由于光伏电源发电元件具有无转动惯量和随机波动特点，使系统在接入大规模光伏后导致电网内部出现潮流分布特点，影响通道内电流中的功率，导致其出现下降趋势。在将光伏电接入到电网当中，会相应改变电网基本性能，降低电网系统内部拓扑结构的补充方式和电力系统运行方式，对电网功角稳定性造成影响。所以光伏网在故障发生情况下会由于穿越力不足而导致脱网故障。所以在改进期间需要全面应用光伏配电站内部出场作用，进行配电站无功补偿，全面提升系统稳定性和安全性。
2.3无功电压特性的影响
大规模光伏接入电网之后，由于大多数接入地区都是荒漠和戈壁等地区，由于该类地区的负荷水平比较低，因此电网短路的容量也比较小。大规模光伏主要依靠高压输电电网输送电流，此时有功处理会出现随机波动情况，穿透地区附近的电网的长输电管道，对电网无功平衡造成较大影响，并且会使母线出现大幅度波动情况。在此期间，由于并网光伏电源的无功电压支撑能力比较薄弱，会对电压质量造成影响，在一定程度上使电压失稳危险增加。若大规模光伏在接入电网时利用分散方式实现，就会影响电网辐射状网架结构，导致单电源结构变为多电源结构，也会相应改变电流潮流方向，持续影响电网配电质量。此时所产生的影响会随着光纤接入位置和规模不同表现出不同情况。
2.4电能质量影响分析
在电网大规模接入光伏，会相应增加电网内部电力电子元件的数量，提升系统智能化和信息化处理。然而也会造成一定的污染问题，不然问题会降低电网系统内部的电能质量，进一步影响电能质量。通过逆变器开关速度进行分析可以看出，大规模光伏发电中逆变器开关速度比较缓慢，会影响电网系统整体动态性输出，导致其出现谐波问题。在阳光照射影响下，会相应拓展谐波变化范围。
现阶段，从我国大型光伏电站运行经验也可以看出，单一并网逆变器的输出电流谐波比较小，然后数台并网逆变器并联之后所输出电流谐波会增加，这样就会导致输出电流超标问题。其次，在经过多年运行经验可以看出，大规模光伏发电在日常工作期间，会产生逆变器并联情况，进一步产生耦合效应，对并网逆变器控制回路的宽带和稳定裕度造成影响，导致并网电流谐波含量超标。
2.5配电系统保护影响
在配电网中接入光伏电源之后，光伏电源自身规模性因素会影响配电网内部特征，进一步导致自动装置与继电保护缺失问题。按照自身工作经验可以看出，光伏接入对配电系统所造成的影响主要表现在以下方面。
（1）大规模光伏发电网架结构主要采用多电源或双电源拓扑结构，复杂性比较高。此种结构在电光伏电网电力输出期间会改变电网电流，主要表现在电流方向，大小以及时间等方面。所以会导致装置误动，馈线保护层失误等故障。（2）光伏电源接入配电网后会导致配电网原有变压器连接方式发生改变，进一步改变逆变器与变压器间的回路，增加电路零序电流，影响电网保护动作特性。（3）对扰动敏感的并网光伏变换器增加了保护内容，主要表现在三相不平衡保护，输出直流分量超标，输出谐波超标等。