摘要：隨著科技革命的不斷推進，經濟的持續發展，人們對資源的需求逐漸增加，電力在現代經濟社會的發展過程中成為了不可替代的能源，在能源發展格局中占據著重要地位，成為人們日常生活和經濟社會發展的必需品，電力的使用效率在逐漸增加。值得注意的是，隨著需求量的逐漸增加，傳統的發電模式，供電途徑已經難以滿足現代市場的發展需求，大規模的光伏發電成為了未來的能源發展方向，新能源的發展成為了能源供應的重要方向，新能源技術作為一種可再生資源，在我國的能源安全格局中具有重要的意義，有著極大的優勢，也可以緩解我國能源發展不平衡的窘境，為我國能源安全的順利供應提供保障，但是究其根

本，大規模的光伏發電技術是一種新型的能源供應技術，對電力體系的供應產生著深遠意義。本文主要分析大規模光伏發電對于電力體系產生的作用，以及從光伏發電對自身建構的角度著手，進一步闡述在電力的供應體系里，進行大規模光伏發電會產生何種意義，對于我國電力系統會產生何種影響進行分類別討論。

關鍵詞：大規模光伏發電 ；電力系統 ；影響；科學技術

在經濟社會不斷向前發展的同時，能源短缺的現象也愈發嚴重，嚴重影響了經濟社會的良好運行，我國的能源經濟的發展需求也到了，我國的能源供應問題也引發了社會各個層面的關注，基于此，安全、綠色、無污染的可再生能源在科技的帶動下應運而生，可再生清潔能源具有安全、環保、可靠等自然優勢，在應用的過程中適用的范圍也非常廣泛，對于經濟社會的發展也產生了很大的促進作用。但是，因為太陽能光伏發電屬于可再生清潔能源的一種，其本身具有一定的特殊性，這些特殊性勢必會在電力供應系統中產生一些影響，對于經濟社會的發展產生相應的影響，因此，為了維護經濟社會的良好運作，保障我國能源安

全，推動電力系統的前進，必須克服行業發展的困難，通過分析研究大規模光伏發電產生的影響，將這些特殊性融入其中，真正利用好大規模光伏發電，趨利避害，為后續電力供應工作的發展提供安全保障。

1 大規模光伏發電系統綜述 

1.1 大規模光伏發電系統

光伏發電主要是依靠半導體界面來實現的，通過太陽能集熱板將太陽能匯集于此，然后利用光伏效應將光能轉化為電能，再通過傳送設備進行應用。光伏發電的主要原理是半導體的光電效應。如果將大規模的光伏發電融入其中，需要對大規模光伏發電的有關知識以及光伏發電并網系統產生相應的了解。大規模光伏發電系統是利用光伏發電電池的光電感應效應，形成光伏發電矩陣電流，然后通過變速器以及變壓器進行調和，使得矩陣電流以及電壓變得更加穩定安全可靠。在轉換的過程中不再需要蓄電池進行存儲，可以直接將電能傳送到公共電網當中，這樣一來就可以較大程度減少電流的損失，保障電能質量的傳送，提高電能質量，

同時也可以節約電能設施所占的空間，減少不必要的資源浪費，節約資金將更大的精力投入到技術開發當中，促進光伏發電新能源技術的不斷向前發展。在光伏發電系統之中，主要控制模型為內環與外環控制模型兩種，內環控制模型可依據饋解耦開展處理，依據具體情況，確定換流器贊太魔性，電力解耦的處理形式需要以暫態模型為依據，具體見圖 1 所示，外環控制模型需要以實際情況為依據，對設計需求及網額策略合理性的制定，具體見圖2所示：

圖 1：內環控制模型                      圖2：外環控制模型

1.2 大規模光伏發電系統構建

光伏電池的矩陣模型，具體見下圖3所示： 

圖 3：光伏發電系統電池矩陣模型

可以從大規模光伏發電系統的角度進行探討研究，光伏發電應用的大規模矩陣模型主要依賴于每個單獨的二極管進行，模型的建立而來的，需要根據相關的原理進行光伏測試等效電路檢驗，這樣可以使得串聯和并聯的形式共存的電網系統融入其中，同時還可以檢驗明確各個狀態下的電池模型的表達方式，為拆解各個參數和表達各個電路電壓和電流提供依據，并且為最終的工程模型提供正確的表達方法。電流轉換器和內循環控制模擬器。電流轉換器是大規模光伏發電的重要環節，在整個大規模光伏發電過程中產生著至關重要的作用，為電力體系的安全可靠供應產生著深遠的影響，因此需要相關技術人員高度重視此環節，保障能

源安全可靠的供應，這一環節主要是針對于大規模單元的一種暫態并網的特殊性，如今在我國所應用的大規模光伏電站的系統中主要應用了這一特性。這是一種內外雙層的結構形式，可以實現內外雙環控制系統的一種控制功能。其中的基礎衡量是一種標準的電力參考值，可以通過控制單元和電聯轉換器實現電流成功入網。分為內環和外環，外環主要是電壓輸入的過程，其參考的標準主要是入網時候的電力數值，通過轉化器實現內外環聯動，完成內外部的整體操作。值得注意的是，控制轉化器分為兩部分，劃分為兩個類別，一類是內環的控制模擬系統，其中的主要方式是實現方法的融合的過程，主要明確轉換器的暫態模型，并且根據暫態模型進行電力明確形式處理，將這些控制因素融入其中，外環則需要以大規模的光伏發電的實際情況作為發展依據，通過相關技術應用，設計有功、無功的并網策略。大規模的光伏發電系統，對于大規模的光伏發電動態模型來說，需要充分利用級數方程式，進而為構建大規模光伏發電技術提供便利，針對于，每組方程式所構建實現的實時監測系統、檢測功能、將逆變器和 mppt 進行有機結合，由此而來可以獲得動態化、整體性的光伏發電模型。通過大規模的光伏發電系統，對其構建的平臺仿真系統進行模擬操作。

2 大規模光伏發電對電力系統的影響

2.1 對無功電壓特性的影響

在一般情況下，大規模的光伏發電系統會需要設置在距離光源更加近的地方，這些區域環境通常較為特殊，且光照充足、海拔較高。氣溫較低，較為涼爽。其中包括戈壁灘、沙漠、以及高原等地區。同時，這些地區人口相對較少，地廣人稀幅員遼闊，對電力資源的需求量較少，為項目的開展提供了許多的便利。在整個大規模的光伏發電系統中，通常不會出現電路短路等問題，而光電效應的所產生的電能需要實現高壓距離的傳輸，在傳輸的過程中會出現隨機波動，從而對電網的無功平衡產生相應的影響，這會導致整個電網產生平衡的波動，對于電力的供應系統產生不利的影響。除此以外，因為技術的限制，大規模的光伏電網發電

技術系統的無功支撐性還有待提高，對于整個電網的系統的電壓質量造成一定的影響，甚至影響電壓幅度超過限制。對于保障電力的安全穩定供應產生不利影響，因此還需要加大技術革新，為大規模電力供應技術的發展奠定良好的基礎。

2．2 光伏發電系統模型的研究  

針對于光伏發電技術的模式性研究，主要是通過建立仿真平臺進行模擬仿真活動，為后續的工作提供實踐基礎，對于大規模的光伏發電技術起到引導作用。經過充分的資料研究調查表明，截至目前，已經成功研制出并且成功應用于現實的生產發展之中。在實際應用的過程中分為兩大模擬類型，分別命名為 PSD 和PSA 模型兩類。這兩類所構建出來的光伏發電平臺已經廣泛應用于發展的實際，且已經產生了較大規模的發電效果，對于光伏發電系統產生了良好的效益。并且在整個電力發展系統中發揮了更加靈活多變的自定義功能系統。發揮了更為寬廣的發電功能，較大程度上節約了光伏發電過程中的電力損耗，為高質量供電提供

了更為堅實的技術保證。

2.3 對功角穩定性的影響

由于規模光伏發電技術系統的運作機制是通過光電效應產生的。然后通過傳感器，逆變器、變壓器等設施接入到公共電網之中，與此同時，接入電能所出現產生的波動和轉動的慣量問題，在這個傳輸的過程中，會對整個公共電網的系統產生較大影響，會對傳輸功率的穩定性造成影響。還會降低電網系統的等效慣量。與此同時，大規模的光伏發電動態支撐技術還和發電機的發電技術存在一定的差異，在接入公共電網的過程中，電網的功角穩定性會發生一定量的變化，會受到較大規模的光伏發電系統的位置移動、規模大小等。還會受到控制技術的制約，對功角的穩定安全性造成一定量的影響，進而影響能源的安全、能源的供應。

2.3 對電能質量的影響

由于電網的運行的指標之一就是電能的質量安全，電能的質量高低也會對用戶的使用情況造成影響，尤其是在物質資料相對富裕，生產力水平快速提升的今天，人們對高質量的需求越來越高，因此保障電能質量工作顯得格外重要。在大規模的光伏發電接入到電力系統當中，原來的電網會產生相應的空間擴充，再加上大規模的光伏發電系統存在數量、規模、技術等方面存在差異也會對電網架構系統產生一定的影響。還會導致公共電網中的電流分布難以控制，供電系統電網中的電壓質量也會降低，嚴重影響了電能資源的質量，對于質量的提高產生不利影響。同時，由于電力改革已經進入了關鍵階段，對于經濟發展起到了舉足輕重

的作用，在整個電網系統供應的過程中，需要不斷融入新的電子設備以及電子器件，提高了電力電網運送過程中的電力損耗，為整個代理系統的輸送過程帶來了巨大的壓力，這一系列問題最終會導致電能質量下降，影響電能安全，降低電力的性能，為電力安全供應情況產生不利影響，對于高質量生活的追求產生不利影響。

2.4 對配電系統保護裝置的影響

在今天的電氣網絡架構體系里，為了保障電網的安全良好運輸，電力的傳輸、電壓的穩定性，以及提高用戶的體驗感，在整個電力系統當中加入保護裝置。對于保護整個電網體系的安全性具有重要作用，但是，大規模的光伏電站發電接入之后，會直接影響電網的運行情況，導致內部結構發生變化。電網的內部結構和故障形式也會發生改變。在這種情況之下，配網保護系統也無法充分發揮自身應有的保護作用。諸如在大規模光伏發電實施之后，單一的網絡構架會發生改變，轉變為復合型的能源架構，或者是雙能源的結構，這時保護裝置會發生拒動，誤動等問題，影響系統的安全良好運行，從而嚴重影響設備的正常運作，無法在對原有的電網中起到應有的保護作用，除此以外大規模的光伏發電接入到電網系統當中，對于其變電設備的電源自投裝置也會產生相應的影響，對于電網配電保護裝置產生相應的影響。大規模的光伏發電還具有著很強的外力波動作用，對于電流的運行有著很強的速記功能，對靜止的電源以及環路器的發展有著不同頻率的記錄，并且在光伏發電的使用過程中不存在機械難題，在轉換的過程中很難出現運行不穩定的狀況，對于整體電力的系統運作維護產生了至關重要的作用，提升了電力運作系統的可靠性與安全性。

2.5 對配網調度與運行控制的影響

假如大規模光伏系統被廣泛運用到電網體系，必定會為電力系統帶來多方面問題，例如電網適應性、體系調峰調頻等。同時，因為大規模光伏系統電源的發電主要依靠的是清潔的可再生能源，例如風能、光能等，但是這些能源的發電體現出顯著的間歇性、波動性，很容易造成供電不穩定、不安全等問題，面對這些問題，最主要的即是集中調度管理配網，以此來實現傳統電源和分布式電源的協調發展，保障電力系統的安全生產。因此，在分布式電源正式接入配網體系前，應當做好一切也許性疑間的預測與分析，同時需求預先給出解決對策，以此來保護動力的有效利用，保證體系靈活運轉，使配網體系更加高效、穩定地作業。

3、安科瑞分布式光伏運維云平臺介紹

3.1概述

AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺通過監測光伏站點的逆變器設備，氣象設備以及攝像頭設備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點。主要功能包括：站點監測，逆變器監測，發電統計，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環境監測，設備檔案，運維管理，角色管理。用戶可通過WEB端以及APP端訪問平臺，及時掌握光伏發電效率和發電收益。

3.2應用場所

目前我國的兩種分布式應用場景分別是：廣大農村屋頂的戶用光伏和工商業企業屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發展迅速。

3.3系統結構

在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計量儀表，通過網關將采集的數據上傳至服務器，并將數據進行集中存儲管理。用戶可以通過PC訪問平臺，及時獲取分布式光伏電站的運行情況以及各逆變器運行狀況。平臺整體結構如圖所示。

3.4系統功能

AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺軟件采用B/S架構，任何具備權限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據權限范圍監視分布在區域內各建筑的光伏電站的運行狀態（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態、發電功率曲線、是否并網、當前發電量、總發電量等信息）。

3.4.1光伏發電

3.4.1.1綜合看板

●顯示所有光伏電站的數量，裝機容量，實時發電功率。

●累計日、月、年發電量及發電收益。

●累計社會效益。

●柱狀圖展示月發電量

3.4.1.2電站狀態

●電站狀態展示當前光伏電站發電功率，補貼電價，峰值功率等基本參數。

●統計當前光伏電站的日、月、年發電量及發電收益。

●攝像頭實時監測現場環境，并且接入輻照度、溫濕度、風速等環境參數。

●顯示當前光伏電站逆變器接入數量及基本參數。

4.4.1.3逆變器狀態

●逆變器基本參數顯示。

●日、月、年發電量及發電收益顯示。

●通過曲線圖顯示逆變器功率、環境輻照度曲線。

●直流側電壓電流查詢。

●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數查詢。

4.4.1.4電站發電統計

●展示所選電站的時、日、月、年發電量統計報表。

4.4.1.5逆變器發電統計

●展示所選逆變器的時、日、月、年發電量統計報表

4.4.1.6配電圖

●實時展示逆變器交、直流側的數據。

●展示當前逆變器接入組件數量。

●展示當前輻照度、溫濕度、風速等環境參數。

●展示逆變器型號及廠商。

4.4.1.7逆變器曲線分析

●展示交、直流側電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

4.4.2事件記錄

●操作日志：用戶登錄情況查詢。

●短信日志：查詢短信推送時間、內容、發送結果、回復等。

●平臺運行日志：查看儀表、網關離線狀況。

●報警信息：將報警分進行分級處理，記錄報警內容，發生時間以及確認狀態。

4.4.3運行環境

●視頻監控：通過安裝在現場的視頻攝像頭，可以實時監視光伏站運行情況。對于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺控制功能。

4.5系統硬件配置

4.5.1交流220V并網

交流220V并網的光伏發電系統多用于居民屋頂光伏發電，裝機功率在8kW左右。

部分小型光伏電站為自發自用，余電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。光伏電站規模較小，而且比較分散，對于光伏電站的管理者來說，通過云平臺來管理此類光伏電站非常有必要，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

4.5.2交流380V并網

根據國家電網Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網技術規定》，8kW~400kW可380V并網，超出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點380V并網，以當地電力部門的審批意見為準。這類分布式光伏多為工商業企業屋頂光伏，自發自用，余電上網。分布式光伏接入配電網前，應明確計量點，計量點設置除應考慮產權分界點外，還應考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個計量點均應裝設雙向電能計量裝置，其設備配置和技術要求符合DL/T448的相關規定，以及相關標準、規程要求。電能表采用智能電能表，技術性能應滿足國家電網公司關于智能電能表的相關標準。用于結算和考核的分布式電源計量裝置，應安裝采集設備，接入用電信息采集系統，實現用電信息的遠程自動采集。

光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過匯流箱接入逆變器，然后接入企業380V電網，實現自發自用，余電上網。在380V并網點前需要安裝計量電表用于計量光伏發電量，同時在企業電網和公共電網連接處也需要安裝雙向計量電表，用于計量企業上網電量，數據均應上傳供電部門用電信息采集系統，用于光伏發電補貼和上網電量結算。

部分光伏電站并網點需要監測并網點電能質量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨的電能質量監測裝置。部分光伏電站為自發自用，余電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能，系統圖如下。

這種并網模式單體光伏電站規模適中，可通過云平臺采用光伏發電數據和儲能系統運行數據，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

4.5.310kV或35kV并網

根據《國家能源局關于2019年風電、光伏發電項目建設有關事項通知》（國發新能〔2019〕49號），對于需要國家補貼的新建工商業分布式光伏發電項目，需要滿足單點并網裝機容量小于6兆瓦且為非戶用的要求，支持在符合電網運行安全技術要求的前提下，通過內部多點接入配電系統。

此類分布式光伏裝機容量一般比較大，需要通過升壓變壓器升壓后接入電網。由于裝機容量較大，可能對公共電網造成比較大的干擾，因此供電部門對于此規模的分布式光伏電站穩控系統、電能質量以及和調度的通信要求都比較高。

光伏電站并網點需要監測并網點電能質量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨的電能質量監測裝置。

上圖為一個1MW分布式光伏電站的示意圖，光伏陣列接入光伏匯流箱，經過直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據情況可不設置)，最后經過升壓變壓器升壓至10kV或35kV后并入中壓電網。由于光伏電站裝機容量比較大，涉及到的保護和測控設備比較多，主要如下表：

4 結語

綜上所述，現階段隨著我國經濟與科技實力的不斷進步，大規模光伏發電技術在當今電力行業的應用范圍也愈發廣泛。從根本上來說，目前我國的光伏發電技術尚未成熟，在大規模光伏發電技術應用的過程中會對電網安全造成一定影響。基于此，為了能夠保障光伏發電的安全合理運行，相關工作技術人員應當趨利避害，認識到影響因素，并且不斷尋找相應的破解之法，值得注意的是，雖然大規模光伏發電技術尚未成熟，但是人們對于光伏發電技術的研究卻在如日中天的進行當中，光伏發電依舊可以緩解我國目前能源短缺的發展現狀。本文的目的是增強人們對大規模光伏發電技術的了解，為了對我國的能源發展以及光伏發電技術和手段產生一定的推動作用，促進我國光伏發電技術在電力系統中安全靈活運用，以及促進光伏發電技術的創新，擴大能源結構不斷豐富，擴大清潔能源在電網中的應用比例，推動電力發展格局的進步，為我國能源安全發展奠定堅實基礎。