大规模光伏发电接入对电力系统的影响综述

规模光伏发电接入对电力系统的影响综述
摘要本文主要从有功及频率、无功及电压、功角稳定性、小扰动稳定性、电能质量和配电系统保护等六个方面分析了大规模光伏发电接入对电力系统的影响,并介绍了各方面的研究现状。最后通过总结这几方面研究存在的不足,提出了接下来研究工作应着重对待的研究重点。

规模光伏发电接入对电力系统的影响综述
摘要本文主要从有功及频率、无功及电压、功角稳定性、小扰动稳定性、电能质量和配电系统保护等六个方面分析了大规模光伏发电接入对电力系统的影响,并介绍了各方面的研究现状。最后通过总结这几方面研究存在的不足,提出了接下来研究工作应着重对待的研究重点。

关键词:光伏发电电力系统功角稳定性电能质量

随着世界经济的飞速发展,人类对能源需求的日益增加,以及传统能源的日益枯竭,人们开始将目光投向了清洁可再生的新能源,希望其能改变现在的能源结构,进而实现可持续发展。 太阳能作为一种清洁可再生的能源,以取之不尽、用之不竭、廉价、无污染的特点使其有着其他新能源无法比拟的优势。随着光伏发电在电力系统中装机容量所占比例越来越大,它对电力系统规划、调度、控制的影响也引起人们极大关注[1]。光伏发电呈现“规模化分散开发、低压接入、就地消纳”以及“大规模集中开发、中高压接入、高压远距离外送消纳”两种方式并存格局对电力系统的影响无论从深度还是广度而言都将是深远巨大的。
大规模光伏接入对系统特性的影响主要包括以下几个方面。
一、对有功频率特性的影响  光伏发电具有以下特性
1外出力的随机波动性
2电源是无旋转的静止元件通过换流器并网无转动惯量
3低电压穿越期间不同的有功/无功动态特性
4考虑电力电子等设备元件的安全电源抗扰动和过负荷能力相对较差易发生脱网
5通过逆变器并网具备四象限控制及有功/无功解耦控制的能力。

光伏系统的这些特性,使得大规模光伏接入后系统的稳态/暂态特性发生变化进而影响到系统的运行与规划。

光伏电力大幅、频繁的随机波动性对系统有功平衡造成了冲击进而影响到系统的一次、二次调频以及有功经济调度等运行特性频率质量越限等风险加大系统备用优化策略等将因光伏接入而发生变化,对与常规机组等其它多类型电源的有功频率协调控制以及调频参数整定等也提出了适应性需求,同时,由于光伏电源是非旋转的静止元件,随着接入规模的增大并替换常规电源,系统等效转动惯量降低,恶化了系统应对功率缺额和功率波动的能力,极端工况甚至会发生频率急剧变化,频率跌落速率及深度可能触发低频减载、高频切机等安控、保护动作的严重运行问题。
 二、对无功电压特性的影响

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