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摘要：近年来，能源问题日益突出，各个国家都越来越关注可再生能源的利用，以风能、太阳能为代表的可再生能源开始在电力系统中得到了广泛的使用。在这一背景下，大规模光伏发电对电力系统的影响也成为了研究的难点和热点问题，本文主要针对这一问题进行分析。
关键词：大规模；光伏发电；电力系统；影响
大规模光伏发电系统的出现及应用极大地促进了我国社会经济的发展，电能作为现代社会的最为主要资源之一，人们的生活生产中离不开电能，电能对于人们的生活生产起着非常重要的作用。现在我国的资源在高速发展中出现了枯竭的现象，而大规模光伏发电系统的出现有效的解决了这一问题，针对大规模光伏发电对电力系统的影响进行了分析与探讨。
1光伏发电的简述
光伏发电指利用半导体发展技术中的光生伏特效应将自然光转化为电能的新技术。光伏发电的主要应用太阳电池板、控制器和逆变器三大部分组成。利用电池串联的原理将三种材料连接成太阳电池组，后期运用功率控制器等促进光能转化，最终形成光伏发电设备。
2光伏发电的工作原理及优点
2.1工作原理
光伏发电的工作原理主要利用半导体的光电效应将光能转化为电能。光伏发电装置中的半导体的主要组成部分硅原子和硼原子。这两种院子具有较强的电子吸附功能，将太阳光中的正电荷离子吸附在半导体上，然后将运用光波和光能量转化为电能量，最终形成电流。目前，我国大规模使用的光伏发电装置通常采用多硅晶，这种多硅晶中融合了硅原子和硼原子，并且还拥有少量的磷元素，经过燃烧板结后应用于光伏发电系统中，促进我国电力实业的进一步稳定发展。
2.3优点
光伏发电是一种新型发电手法，这种发电手法与常用的火力发电系统相比具有一定的优点：其一，光伏发电是利用太阳光产生的新能源，因此这种能源不存在枯竭，为人类发展提供源源不断的发展动力来源；其次，光伏发电主要利用物理的光伏特效应进行发电，因此发电过程不会产生“附带品”能够保护环境，避免环境污染源的产生，保护了环境；其三，这种光伏发电的应用原理能源的产生根源是太阳光，通过物理原理将太阳光中的能原转化为新能源，具有较高的质量保障。我国电力企业中大量应用光伏发电主要原因是光伏发电的产生和应用上都存在其他能源无法比拟的优势，促进我国电力事业进一步发展。
3大规模光伏发电系统的建模
3.1光伏电池及其阵列建模
光伏电池是基于单二级管模型的光伏电池等效电路，并基于KCL的基础上得出光伏电池数学表达式。工作人员可以利用光伏电池供应商提供的技术参数短路电流、最大功率点的电流以及电压等，得出大规模光伏系统计算模型的表达式。而光伏阵列集成模型也可以根据光伏电池模型，或者串并联的组合等得到。光伏电池及其阵列模型的形成过程中存在着很多问题，包括光伏组件之间存在着差异、逆变器某型有问题等。光伏电池组的等效电路如图1所示。
3.2换流器以及内环控制模型
作为光伏发电系统中的重要组件，换流器也决定着光伏发电单位的暂态以及其他并网特性。而当前的换流器主要采用内外环结构的控制方式。就内环来说，主要以电流输入为主，将外环所控制生成的电流参考值作为重要基准，并通过换流器将电流纳入输电网络系统。在外环控制中主要是以电压为输入。而外环控制主要通过电压输入进行，并经过各个控制环节来生成内环控制的电流参考值，这也就决定了换流器的并网策略和外特性等。在换流器及内外装置的设计过程中，工作人员一般会采用解耦控制策略，将换流器机电暂态某型下的电压、电流等进行解耦处理，并将这些信息添加到内环控制过程中。为了促进模型更好地应用，我们最好对换流器及内环控制环节进行简化。就外环控制某型来说，工作人员要根据电网系统对光伏发电系统的要求进行设定，从而实现换流器的并网功能。换流器及内环控制模型如图2所示。
3.3光伏发电动态模型
工作人员先要采用方程组法构建大规模光电发电系统中的各个状态性方程，同时得到联合的方程组。在此情况下，大规模光伏发电系统的动态模型也就被建立起来。
3.4光伏发电系统模型
这里所说的模型是一种稳态模型。光伏发电系统是通过逆变器接入电网的，工作人员可以在这个过程中测算出PV节点以及PI节点等。同时，还可以建立含变压器等在内的问题模型的方程等。总之，大规模光伏发电系统的运行需要多个模型的控制。工作人员要综合考虑光伏阵列、换流器的组合方式以及变压器的参数等，并结合全过程的防真模型，做好并网分析。
4大规模光伏发电对电力系统的影响
4.1对无功电压特性的影响
一般而言，大规模的光伏发电系统都是在太阳能相对充足、地表环境相对空旷的地区建立，如沙漠、戈壁滩等，这些地区往往人口稀少，自然资源相对丰富，对于电能的需求相对较小，可以给光伏发电系统提供一个较为稳定的工作环境。同时，在电力负载水平较低的地区建立大规模光伏发电系统，通常由于电网短路容量较小，而发电系统产生的电能均需通过高压的输送才能外送到并电网中，因此，发电系统的运行过程中，通常会出现母线电压波动幅度较大的情况，从而使整个电网的稳定性受到影响。
4.2对功角稳定性的影响
大规模光伏发电系统的运行过程是将光伏发电产生的电能通过变压器和逆变器传送到并电网中，为用户提供稳定的电力能源。而通过光伏发电产生的电能普遍具有波动性较强的特性，在输送电能的过程中往往会对电网的输送功率造成影响，使发电系统的等效惯量出现减小的趋势，从而使并电网的功角稳定性有所下降。除此之外，由于功角稳定性的下降主要体现为震荡性的不稳定，而电网的逆变器根据不同的电压往往又会做出不同的控制措施，因此，发电系统的阻尼会在上述因素的影响下不断地变化，从而使发电系统的功角处于不稳定的状态。
4.3对电能质量的影响
大规模光伏发电系统虽然在很大程度上解决了电力资源愈发紧缺的资源难题，但是能否提供高质量高稳定性的电能同样是电网系统设计中不能忽视的问题之一。由于光伏发电系统的规模各有不同，在此
情况下接入电网必定会使电网的原有网架结构发生改变，在此变化下电网的潮流分布往往会失去控制，从而是配网的电压质量大大降低，使电力系统产生的电能无法满足用户的正常需求，同时，发电系统如此不稳定的运行模式也会在一定程度上增大电能的消耗，对整个电力系统以及环境造成了一定的影响。
4.4对配电系统保护装置的影响
电力系统的正常运行自然离不开相应的检修与维护工作，以保证电力系统能够持续稳定的产生高质量的电能。而在大规模的光伏发电系统中，当光伏电源进入配电系统后，配电系统的运行过程以及常规故障的表现形式也会产生相应的变化，从而影响整个电力系统中维护系统的正常运行。具体而言，网架结构往往会随着大规模的光伏发电系统进入电网系统而转化成双电源或者多电源的拓扑结构，致使电网系统自身的维护系统产生一系列的故障如误动、拒动等，从而引发整个电网的故障发生。
结语
面对自然资源尤其是电力能源如此紧缺的严峻状况，大规模光伏发电系统无疑在很大程度上减轻了自然环境的负担，同时为人们使用电力能源提供了更多的选择。但是，在光伏发电系统的具体应用过程中，其对电力系统产生的消极影响也不容忽视，在设计与建立发电系统过程中，应当尽可能减小其对电力系统带来的不良影响，从而使其最大限度的发挥效用。
参考文献
[1]李石头，王小川，胡彦雪.刍议大规模光伏发电对电力系统的影响[J].河南科技，2014.
[2]韩华玲，李臻，施涛，陈宁.大规模光伏发电接入对直流输电系统的影响研究[J].电网与清洁能源，2013.