1 引言

　　现阶段，光伏并网发电系统较容易受环境等因素的影响，从而导致发电量减少，这表明当前的技术和政策尚不完善。光伏发电并网发展汇总遇到的瓶颈，需要技术人员在研究问题和技术创新中解决。光伏行业要严把产品的质量关，并科学的制定出各项入网标准。同时，电力部门也应完善电网建设，使太阳能的利用率提高。

　　2 光伏并网发电系统基本构成

　　光伏发电系统是利用太能能进行电力的生产，按照该系统和电网运行的关系，可以将其分成两大类：独立的系统;并网系统，前者经常被用在电力生产条件较差的偏远地区。而在并网系统(图1所示)中，光伏发电系统能够非常有效的提供有功功率，同时还能将生产的电能发馈给整个电网。在系统的运行中要按照运行的需要加入一定数量的蓄电池，这样就能够保证在光照不是十分充足的时候，电池能够继续保证其照明电力的供应，但是该系统在运行的过程中会受到很多来自于外界的干扰。为了保证系统能够持续的按照额定功率维持电网的输出，一般情况下都需要添加控制器来对电压进行适当的调节，以保证系统的正常运行，所以该系统通常要由四个部分组成：光伏发电;变换器;蓄电池;控制器。在系统运行的过程中变换器将光伏发电系统发出的直流电进行一定的处理之后变成正弦交流电。同时，还要使用相应的连接装置将其并入到整个电网当中，控制器在运行的过程中对控制系统的最大功率点、逆变器输出电网的波形和功率进行适当的调节和控制，在控制器的制作中主要的部件就是芯片，根据其芯片的不同可以将其分为两种形式：单片机;数字信号处理芯片。光伏发电系统的构成如图2所示。

图1 光伏发电并网系统

图2 光伏发电系统的构成

　　3 光伏发电并网大电网存在不足

　　3.1 供电质量问题

　　有用电能作为光伏并网发电系统提供的唯一电能，具有一定的局限性，如无功电流直接对电网末梢的供电质量造成影响。这时，需要增加一些无功设备为供电做补偿。早晚太阳辐射的变化也会对光伏发电系统产生很大的影响，这种情况降低了供电的稳定性。有关专家针对并网装置的利用率问题，提出了一些改善光伏并网系统供电质量的方法，使光伏发电并网的经济效益大大提高。下面将具体针对谐波、电压、频率等因素在光伏并网发电系统接入电网产生的质量问题展开论述。

　　(1)谐波

　　光伏逆变器虽然对完善无功电流的供电质量有较好的效果，但是光伏逆变器本身含有大量的电子元器件。因此，在实现直流逆变为电流的过程中会产生一些谐波，这时谐波污染对电网的危害是无法避免的。随着光伏发电系统在电网中的使用范围不断增大，谐波污染逐渐引起了人们的重视，目前，人们正努力的寻求解决办法。

　　(2)电压和频率

　　光伏并网发电系统存在的形式有两种，这两种形式不但影响了电网的电压质量与频率质量，还影响了对配电网和高压输送的控制力。光伏发电存在一定的随机性，因此会导致系统经常性的频率波动，这就需要系统本身配备其他的辅助设备对其进行调控。

　　3.2 孤岛效应带来的问题

　　一旦与光伏并网发电系统与电网连接的线路发生故障或事故，需要停下来检修，系统与电网不得不分离开来，但是光伏并网发电系统不会停止，它还会继续向所带负载供电，从而使系统成为不受控制的供电孤岛。这种情况下，供电公司也无法掌控的光伏发电系统，并因此形成孤岛效应，这会对配电网系统及用户端造成损害。

　　3.3 可靠性与稳定性问题

　　在光伏并网发电系统接入主网后，对供电系统的稳定性及可靠想造成一定的影响，主要体现在以下三方面：

　　(1)我们已知光伏发电系统发电量具有一定的波动性和随机性，这对输出功率的稳定性影响较大，可能会造成光伏并网系统供电的可靠性降低。

　　(2)光伏电站选址、配置容量及电网连接方式不同可能影响系统的可靠性，切除故障光伏电池等操作也会影响系统的可靠性。

　　(3)在光伏发电并网系统进行运行时，投入量越多，所占的发电容量比例越高，对系统的动态稳定性影响越大，对电网供电的可靠性影响较大。

　　3.4 电网效益问题

　　因为光伏发电并网系统发电形式的特殊性，所以系统接入电网后，在电网的效益方面带来一些影响，具体体现在以下两个方面：光伏并网发电系统本身没有调峰和调频的能力，因此在早、晚用电高峰时段产生的负荷对电网造成很大的冲击;随着光伏发电的大量投入，使得负荷预测的难度增加，这在一定程度上增加了电网规划的不确定因素。由于光伏并网发电系统分为两种形式运行，同时受到自身特性的影响，所以系统接入配电网时，会导致较多问题的发生，因此要求重新考虑各种补充设备、继电保护设备的使用。

　　4 光伏发电并网大电网不足的解决措施

　　4.1 对电网仿真分析和计算

　　4.1.1 对配电网仿真分析和计算软件的新需求

　　光伏并网发电系统后，配电网的潮流计算过程有了一些新的变化，因此对配电网有了一些新的需求。

　　(1)根据气候条件确定系统典型方式数量

　　由于光伏并网发电系统的发电量受到气候因素的影响，所以要求操作人员要准确把握电网运行时的各种特性。地级或县级调度部门要做好典型方式数量显著增加的准备。当地相关部门建立区域内的气候条件的数据库，如不同季节、不同时段及特殊情况下的气候因素及数据等。根据统计的系统装机容量与实际所发电量的有关数据，并结合气候数据内容，确定所需的系统典型方式数量。

　　(2)制作抽潮流计算软件模型

　　目前，潮流计算软件中缺少能计算光伏并网发电系统特点的模型，建议开始该模型的研究工作。计算模型的功能应包括：反映日光强度等气候因素对光伏并网发电系统的发电量的实施变化;反映不同年份的太阳能电池的效率;反映光伏逆变器的功率因数。

　　4.1.2 对大电网仿真分析和计算软件的需求

　　大电网仿真分析和计算软件需要加强发电系统稳定性的考虑。光伏并网发电系统大量运行时，必然影响系统频率和电压的稳定性。未来太阳能功率可能较为集中的送入高压电网，但是受到地理、经济多种条件的限制，光伏发电的容量在大电网中所占的比例仍是有限的。因此，建议研究人员要仔细分析光伏并网发电系统的逆变过程。根据所研究问题的实际需要，可以简化某些外部系统，或使其与系统等值。

　　4.2 评估电网内谐波含量的仿真分析

　　随着光伏并网发电系统发电量总占比的升高，谐波污染的概率和影响将会进一步加大。因此，要在仿真分析配电网及高压电网的过程中添加对电网中谐波含量的评估项目。因此，研究人员应在电磁暂态模型软件基础上，对光伏发电系统入网后电网如何实现安全稳定的运行进行研究。

　　4.3 改进并网逆变系统

　　要实现并网，不仅要逆变器侧的输出电流在频率和相位上与电网电压保持同步，并能够很好的跟踪电网电压参数变化，且电流总畸变率THD要很小，这样可将对电网谐波的影响降到最低，而且还要使逆变器侧输出有功功率达到最大值，即功率因数接近1。因此，控制器并网逆变器是光伏并网发电控制系统的关键所在，选用何种逆变器控制策略也会影响整个系统的效率。

　　由于光伏发电系统的输出不同具有同步发电机那样的外特性曲线，为了使光伏并网逆变器输出设定要求的电压、功率、相位的电能，需要对光伏并网逆变系统进行相关的控制，一般是对光伏并网 逆变器的输出电流进行控制。并网逆变器的电流控制方法其实就是从采用来的电网电压中分析有无变化和何种变化，然后输出反映了该变化的指令信号，使得逆变器的输出电流实现对电网电压的跟踪。逆变器依据控制对象的不同，可以将逆变器分为电流模型与电压源型两类。直接电流控制与间接电流控制是两种常用的内部逆变器控制策略。间接电流控制无需电流反馈，控制短发对相对比较简单，但是间接电流控制无需电流发馈，控制算法相对比较简单，但是间接电流控制对系统参数敏感，电流动态响应慢。而直接电流控制需要电流反馈，且电流的相应速度慢，输出电流的质量较快，适合进行精密控制。

　　5 结束语

　　全球经济在过去的几十年里突飞猛进的发展，伴随着生活水平的节节攀升，人类随传统化石能源的依赖也越来越强，但是传统的化石能源总会枯竭，世界各国在能源上的争夺愈发激烈，加上传统化石能源的大量使用对环境的破坏有大大影响了人们的日常生活质量。因此，世界各种都将目光转向了绿色清洁的可再生能源，太阳能发电就是众多可再生能源利用方式中一种，日益成为各国在新能源利用方面的研究热点。而光伏并网发电是大规模利用太阳能资源的必由之路，光伏发电在能源结构中扮演着越来越重要的角色，加强对并网控制策略的研究也至关重要。