一、關(guān)于光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的概述

       無(wú)論是分布式還是集中式電站，并網(wǎng)電壓等級(jí)不同，但組成原理相同，都是由光伏組件、并網(wǎng)逆變器、升壓變壓器、控制保護(hù)裝置這四個(gè)部分構(gòu)成。在光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)的時(shí)候，就意味著能量轉(zhuǎn)化的開(kāi)始。

由于光能的不均勻吸收導(dǎo)致產(chǎn)生的諧波與發(fā)電功率也不穩(wěn)定，這就是影響了電能質(zhì)量的其中一種因素，也是較為重要的因素。而諧波與電功率的不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致光伏發(fā)電站中電網(wǎng)的不穩(wěn)定。所以提高電能的質(zhì)量是必須要處理的問(wèn)題。

二、光伏發(fā)電站并網(wǎng)系統(tǒng)中電能質(zhì)量的影響因素：

（一）電壓的不穩(wěn)定性

光伏電站的不穩(wěn)定性還在于配電網(wǎng)與光伏電源在結(jié)合以后電壓受光源忽大忽小的影響，也變得極其不穩(wěn)定，這種迅速的變化十分損耗光伏發(fā)電站的系統(tǒng)，如果出現(xiàn)故障電流的方向發(fā)生變化，那么電壓暫降的問(wèn)題就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。種種因素影響了整個(gè)光伏發(fā)電站的電能質(zhì)量。由于受天氣、環(huán)境溫度、光伏板安裝位置等因素影響，光伏電站的輸出功率會(huì)有所變化，Z大變化率甚至超過(guò)額定量的10%，因此產(chǎn)生了發(fā)電量的不穩(wěn)定問(wèn)題，會(huì)對(duì)饋入電網(wǎng)的諧波產(chǎn)生影響。

1. 光伏電站的并網(wǎng)需要應(yīng)用到逆變器，為Z大利用逆變器容量和Z大發(fā)電量，廠家會(huì)將并網(wǎng)逆變器的功率因數(shù)設(shè)定過(guò)大。但隨著光伏電站裝機(jī)容量的增加，由于光伏發(fā)電的功率波動(dòng)性，逆變器的高功率因數(shù)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成威脅，有功不變時(shí)，無(wú)功幾乎不能調(diào)節(jié)，需要額外的無(wú)功來(lái)維持電壓。另外，逆變器輸出輕載時(shí)，諧波會(huì)明顯變大，在10%額定功率以下時(shí)，電流的總諧波畸變率則會(huì)到15%-20%以上。

2. 光伏發(fā)電功率隨日照強(qiáng)度變化對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷特性產(chǎn)生影響，它的接入改變了電網(wǎng)潮流方向，將對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)的規(guī)劃、調(diào)度運(yùn)行方式產(chǎn)生影響。雖然逆變器有MPPTZ大功率跟蹤功能，但光伏發(fā)電單位不具有調(diào)度自動(dòng)化功能，加大了電網(wǎng)控制與調(diào)度運(yùn)行的難度。若大量光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)終端，將加劇電壓波動(dòng)，可能引起電壓/無(wú)功調(diào)節(jié)裝置的頻繁動(dòng)作，影響到系統(tǒng)的保護(hù)。

（二）電能的損耗

由于輸送電壓越來(lái)越大，電能的損耗在運(yùn)輸過(guò)程中也越來(lái)越大，大量的損耗也會(huì)影響電能質(zhì)量。輸送電壓不斷增加的情況下，我們光伏發(fā)電站還維持原有的設(shè)備，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)的問(wèn)題無(wú)法得到有效的解決，這時(shí)候適當(dāng)增加調(diào)壓設(shè)備就會(huì)讓整個(gè)光伏發(fā)電站的電能質(zhì)量有所提高。

（三）孤島效應(yīng)

所謂孤島現(xiàn)象是指當(dāng)電網(wǎng)供電因故障事故或停電維修而跳脫時(shí)，各個(gè)用戶(hù)端的分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)未能即時(shí)檢測(cè)出停電狀態(tài)而將自身切離市電網(wǎng)絡(luò)，而形成由分布電站并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和周?chē)呢?fù)載組成的一個(gè)自給供電的孤島。

孤島一旦產(chǎn)生將會(huì)危及電網(wǎng)輸電線(xiàn)路上維修人員的安全;影響配電系統(tǒng)上的保護(hù)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作程序，沖擊電網(wǎng)保護(hù)裝臵;影響傳輸電能質(zhì)量，電力孤島區(qū)域的供電電壓與頻率將不穩(wěn)定;當(dāng)電網(wǎng)供電恢復(fù)后會(huì)造成的相位不同步;單相分布式發(fā)電系統(tǒng)會(huì)造成系統(tǒng)三相負(fù)載欠相供電。

三、如何解決這些電能質(zhì)量問(wèn)題

（一）如何解決電壓暫降的問(wèn)題

電壓暫降可以采用模擬系統(tǒng)的建立來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)試，通過(guò)模擬器的測(cè)試，我們可以找出電壓暫降的根本原因。當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)出現(xiàn)電容量不夠的情況時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致無(wú)法兼容并網(wǎng)點(diǎn)的短路問(wèn)題，適當(dāng)增加并網(wǎng)點(diǎn)的電容量可以減少故障產(chǎn)生的概率。對(duì)于傳統(tǒng)的電能量檢測(cè)我們也可以加以利用。加裝SVG和SVC，通過(guò)電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度調(diào)節(jié)有功和無(wú)功的平衡，對(duì)于調(diào)節(jié)電能質(zhì)量起到了很好的控制作用。

（二）增加調(diào)壓設(shè)備

在光伏發(fā)電站中我們也可以適當(dāng)增設(shè)部分的調(diào)壓設(shè)備，這樣可以更好地控制電壓帶給電能質(zhì)量的影響，這種設(shè)備的原理是根據(jù)諧振原理建造的，高次諧波需要通過(guò)消除來(lái)達(dá)到與濾波電路的協(xié)調(diào)。另外增加逆變器MPPT的數(shù)量，這樣可以跟蹤到光伏組件每個(gè)組件的電流電壓輸出Z大功率，但每次調(diào)節(jié)會(huì)導(dǎo)致輸出側(cè)產(chǎn)生諧波分量，所以提高優(yōu)化MPPT算法使得逆變器對(duì)光照環(huán)境等因素精準(zhǔn)快速找到Z大功率輸出點(diǎn)減少諧波及三相電壓不平衡[3]。

（三）增加防孤島保護(hù)設(shè)備

逆變器直接并網(wǎng)時(shí)應(yīng)具有基本的保護(hù)功能外，還應(yīng)具備防孤島效應(yīng)的特殊功能。孤島發(fā)生時(shí)必須快速、準(zhǔn)確地切除并網(wǎng)逆變器，由此引出了對(duì)于孤島效應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)的控制。 基于逆變器的防孤島效應(yīng)保護(hù)方案分為主動(dòng)式防孤島保護(hù)方案和被動(dòng)式防孤島保護(hù)方案。被動(dòng)式方案通過(guò)檢測(cè)逆變器交流輸出端電壓或頻率的異常來(lái)檢測(cè)孤島效應(yīng)。由于被動(dòng)式方案的檢測(cè)范圍有限，因此為了滿(mǎn)足并網(wǎng)逆變器防孤島保護(hù)安全標(biāo)準(zhǔn)的要求， 應(yīng)至少設(shè)臵各一種主動(dòng)和被動(dòng)防孤島效應(yīng)保護(hù)。主動(dòng)式方案通過(guò)有意地引入擾動(dòng)信號(hào)來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)中電壓、頻率以及阻抗的相應(yīng)變化，以確定電網(wǎng)的存在與否。

四、結(jié)束語(yǔ)

光伏發(fā)電作為新型能源，在未來(lái)太陽(yáng)能會(huì)與我們的生活密切相關(guān)，所以對(duì)于光伏電站出現(xiàn)的電能質(zhì)量問(wèn)題要加以重視，并且及時(shí)采取有效的解決方案，這樣可以有效避免我們?cè)谑褂霉夥l(fā)電站并入傳統(tǒng)發(fā)電電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定性造成影響。及時(shí)改善發(fā)電中出現(xiàn)的各種問(wèn)題會(huì)讓我們的光伏發(fā)電站在未來(lái)有更好的發(fā)展。也會(huì)為光能發(fā)電作為未來(lái)的主要發(fā)電趨勢(shì)打下良好的基礎(chǔ)。