劉偉

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國的電力系統(tǒng)也在不斷進(jìn)步。現(xiàn)階段電網(wǎng)中，利用光伏發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)進(jìn)行良好銜接，對我國的電力系統(tǒng)具有非常有利的積極影響。本文首先對光伏并網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了概述；而后，利用實(shí)際的案例分析了光伏電站介入系統(tǒng)的方案；最后，光伏接入電網(wǎng)對電網(wǎng)負(fù)荷曲線造成的影響進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：光伏接入；電網(wǎng)負(fù)荷；曲線影響

一、光伏并網(wǎng)數(shù)學(xué)模型

光伏并網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)屬于分布式發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中的一部分，其中具有兩種典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，單級式光伏發(fā)電系統(tǒng)和兩級式光伏發(fā)電系統(tǒng)。單級式光伏發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是相對簡單的，其中所需要的元器件比較少。

在本文當(dāng)中重點(diǎn)對單級式光伏發(fā)電系統(tǒng)得基本原理進(jìn)行敘述，根據(jù)電子學(xué)的理論，太陽能的等效電路圖如圖1所示。

此外，太陽電池的I-V方程還可以簡化成為：

二、光伏電站接入系統(tǒng)方案

在該地區(qū)建設(shè)的光伏電站當(dāng)中，規(guī)劃場的總面積為8570畝，預(yù)計(jì)一期的電站規(guī)模為50MW，預(yù)計(jì)在25年間的總發(fā)電量可以得到177448萬kw。在該光伏電站的工程設(shè)計(jì)當(dāng)中用到了50個1000kwp的單晶硅光伏發(fā)電單元系統(tǒng)，在其中采用了180wp的固定式的單晶硅的太陽組件配置500kw的并網(wǎng)逆變器。在每2個的500kwp的光伏發(fā)電單元系統(tǒng)可以徐成一個1mwp的光伏發(fā)電系統(tǒng)方陣。

在本光伏電站的并網(wǎng)方案當(dāng)中，以1回110kv的線路‘T字型的形式來接到110kv的線路上方，線路的長度大約為7km，導(dǎo)線的界面選擇為240mm2。

三、光伏電站對電網(wǎng)負(fù)荷曲線造成的影響

（一）PV位置的不同對電網(wǎng)電壓造成的影響

如果光伏電站的額定容量為80WM的情況下，接入實(shí)際電網(wǎng)母線電壓為110KV的時候，選擇14個不同的光伏接入位置，對每個110節(jié)點(diǎn)的電壓變化進(jìn)行充分觀察，在光伏電站進(jìn)行接入電網(wǎng)之后，節(jié)點(diǎn)電壓和光伏電站接入之前相比較，要相對高一些，并且每個節(jié)點(diǎn)的平均電壓值都處于允許范圍之內(nèi)。

如果對相同容量下的光伏，進(jìn)行不同位置的接入，也會對電壓造成不同程度的影響，接入點(diǎn)如果越來勁負(fù)荷的末端，對其電壓的提升作用也就越來越大，需要選擇6個接入點(diǎn)來進(jìn)行分析，在容量為80MW的時候，對系統(tǒng)所產(chǎn)生的潮流和電壓分布情況造成的影響并不是太明顯。在并網(wǎng)點(diǎn)和距離并網(wǎng)點(diǎn)最近的母線節(jié)點(diǎn)之間，所受到的影響是相對較大。如果光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)當(dāng)中的節(jié)點(diǎn)距離相對較遠(yuǎn)，在容量的關(guān)系之下，電壓的水平在容量增加的情況下也會產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的變化。在系統(tǒng)能可以容納的光伏發(fā)電站的功率范圍之內(nèi)，在一定容量之下進(jìn)行進(jìn)行光伏的接入就可以在一定程度上提高整體電壓的水平，從而對系統(tǒng)電壓進(jìn)行改善。

如果光伏電站當(dāng)中的接入點(diǎn)和電源點(diǎn)的負(fù)荷保持距離較遠(yuǎn)的情況下，電壓的變化率是相對較大的。在光伏電站接入漢能達(dá)到110的時候，在這個節(jié)點(diǎn)當(dāng)中的電壓變化率就高達(dá)4.1%，會很有可能對光伏電源造成一定程度的影響。

（二）PV不同容量之下的接入點(diǎn)對電網(wǎng)電壓造成的影響

在不同的光伏出力之下，電站的接入點(diǎn)對電網(wǎng)的電壓也會造成一定的影響，在光伏電站當(dāng)中設(shè)置有功率為0MW、20MW、40MW、60MW、70MW、80MW、90MW、100MW以及120MW幾種不同的情況，并且要進(jìn)行潮流計(jì)算，從而對電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)電壓產(chǎn)生的幅值進(jìn)行充分平谷，對其中的110kv的負(fù)荷母線節(jié)點(diǎn)和110kv重要的母線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充分評估，在不同容量的情況下，光伏的出力對系統(tǒng)的電壓是會造成不同程度的影響的。光伏功率中所注入的功率會對多電源結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)造成極其不利的影響，并而且其中的潮流的大小和方向也會隨著發(fā)生巨大的改變，從而對系統(tǒng)的電壓分布和穩(wěn)定支撐能力造成不同程度的影響。

（三）對配電電網(wǎng)網(wǎng)損產(chǎn)生的影響

在對不同的接入點(diǎn)進(jìn)行不同容量之下的系統(tǒng)網(wǎng)損進(jìn)行研究的時候，需要進(jìn)行試驗(yàn)研究，光伏電站在接入點(diǎn)不同以及容量也不相同的情況下，對系統(tǒng)的網(wǎng)損產(chǎn)生的影響也是不盡相同的。如果接入點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)220新和110的時候，這種情況下對系統(tǒng)產(chǎn)生的網(wǎng)損和其他的接入點(diǎn)相比而言，都要小很多。充分說明了在采用分布式的光伏對電網(wǎng)進(jìn)行接入的時候，如果接入點(diǎn)的位置離線路的末端越近，對于系統(tǒng)所產(chǎn)生的網(wǎng)損消耗程度也就越小，呈現(xiàn)出反比的狀態(tài)。

四、結(jié)語

綜上所述，在光伏電站和電網(wǎng)進(jìn)行銜接之后，節(jié)點(diǎn)電壓要相對較高一些，并且所有的節(jié)點(diǎn)電壓都會處于允許波動的范圍之內(nèi)；此外，在形同容量之下的光伏發(fā)電的介入位置會對電壓造成不同的影響；另外，不同容量下的光伏處理對系統(tǒng)電壓所造成的影響也是不盡相同的。在電站當(dāng)中的容量越大，對電力系統(tǒng)當(dāng)中各母線的電壓所造成的影響也就越大。

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