输配电系统中融合光伏发电的功率平衡研究

输配电系统中融合光伏发电的功率平衡研究

李萌萌

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摘要：本研究关注的是输配电系统中融合光伏发电的功率平衡问题。鉴于目前电力系统日益复杂，可再生能源（如光伏发电）的接入呈现出快速增长趋势，因此，平衡供需能量并确保电力系统的稳定运行更具挑战性。为此，我们设计并实施了一种基于优化控制策略的研究方法，通过建模及模拟，研发了一种新型的动态功率平衡策略。首先，我们对输配电系统以及光伏发电进行了深入的理论分析，并通过建立光伏发电与输配电系统的数学模型来落实到实践中。然后，通过大量的仿真实验，验证了新型动态功率平衡策略的有效性。实验结果显示，新型策略可以有效平衡各类功率，保障电力系统稳定运行，并可减小对电网的冲击。总体来看，本研究的成果不仅对于提高光伏发电并网运行的稳定性和适应性具有极高的价值，还为输配电系统的研究与发展方向提供了新的思考。

关键词：输配电系统; 光伏发电; 动态功率平衡策略; 优化控制策略; 可再生能源.

引言

这个研究是关于电力系统，尤其是光伏发电在电力系统中的问题。光伏发电虽然是一种更环保的能源，但是它的电力难以控制，有时高有时低，这对电力系统的平稳运行非常困难。为了解决这个问题，我们设计了一种新的方法来平衡电力输出，让电力系统能够顺利运行。我们的研究为解决光伏发电的电力平衡问题提供了一些新的思路和方法。

1、电力系统和光伏发电概述

1.1 电力系统的基本理论与概念介绍

电力系统是由发电厂、输电网和配电网组成的复杂系统，其核心功能是将发电厂产生的电能送达各个终端用户[1]。电力系统的平衡供需是系统稳定运行的关键，包括功率平衡、相位平衡和频率平衡等方面。电力系统的运行必须遵循基本的功率平衡原理，确保各个环节的能量交换是平衡的，从而维持系统的稳定性和可靠性。

1.2 光伏发电系统的原理和特点分析

光伏发电系统基于光电效应将太阳辐射直接转换为电能，具有清洁环保、可再生等特点。其主要由光伏组件、支架系统、逆变器和电气保护装置等组成[2]。光伏组件是核心部件，将太阳能转化为直流电能；逆变器则将直流电转换为交流电，以接入电网。光伏发电系统在接入输配电网时，需考虑天气变化对发电量的影响和电网安全稳定运行的需求。

2、功率平衡问题分析和动态功率平衡策略设计

2.1 输配电系统与光伏发电的功率平衡问题深入分析

输配电系统与光伏发电的功率平衡问题十分重要。输配电系统负责电能传输与配送，而光伏发电取决于太阳辐射直接转化为电能[3]。两者存在不确定性及波动性，导致供需匹配困难。需深入分析输配电系统与光伏发电之间的功率平衡关系，以揭示其相互影响，并为动态功率平衡策略的设计提供理论依据。

2.2 动态功率平衡策略的设计与优化控制策略的研究

在动态功率平衡策略设计中，需要建立光伏发电系统和输配电系统的动态功率模型，结合实际情况选择合适的控制策略，并进行优化设计。针对功率波动较大的问题，可以考虑引入预测控制方法，通过提前预测光伏发电功率并结合负荷需求进行动态调节[4]。考虑到输配电网的实际运行情况，需设计灵活的功率调控机制，以实现系统功率平衡和稳定运行。

3、模拟实验验证和分析

3.1 动态功率平衡策略的仿真实验设计

3.1 动态功率平衡策略的仿真实验设计：首先，确定仿真实验中的输配电系统和光伏发电的基本参数，包括发电功率、负载需求等；其次，建立输配电系统与光伏发电的数学模型，并加入设计的动态功率平衡策略；再者，设置不同的仿真情景，如天气变化、负载波动等，进行仿真实验；最后，根据仿真结果分析动态功率平衡策略在不同情况下的表现，并评估其有效性。

3.2 实验结果分析和策略效果验证

3.2 实验结果显示，新型动态功率平衡策略能有效降低峰谷差，缓解电力系统的负荷波动，提高光伏发电系统的利用率，减小对电网的影响。仿真实验结果表明，该策略具有较好的功率响应速度和稳定性，能够有效应对电力系统的突发波动，进而保障电网的安全稳定运行[5]。这些结果证明了新型策略在功率平衡问题上取得了积极的效果，具有实际应用的潜力。

4、研究成果及其对后续研究的影响

4.1 研究结果概述及其影响

研究结果显示，新型策略有效平衡功率，保障系统稳定运行，减小对电网冲击。研究成果对提高光伏发电并网稳定性及适应性具有重要价值，为输配电系统研究与发展指明了新方向。

4.2 对光伏发电并网运行稳定性和适应性的改善

研究结果表明，新型动态功率平衡策略有效改善了光伏发电并网运行的稳定性和适应性。通过优化控制策略，能够及时调整光伏发电系统的输出功率，减小对电力系统的冲击，提高并网运行的可靠性，有助于推动光伏发电技术在输配电系统中的广泛应用。

4.3 对输配电系统研究与发展的启示

4.3对输配电系统研究与发展的启示：新型动态功率平衡策略在提高光伏发电并网稳定性的同时，也为传统输配电系统的研究带来新思路。优化控制策略的应用可以提高系统整体效率，降低能源浪费，同时对电网的负荷调度和功率分配具有积极的启发意义。

结束语

本次研究深度研究了电力系统中融合太阳能发电的平衡问题。我们设计了一种成功的动态电力平衡策略，并通过实验证明其有效性。这种策略在实际使用中能平衡各种电力需求，保证电力系统稳定运行，减少对电网的冲击，提高了太阳能发电的稳定性和适应性。这些研究成果为电力系统的未来研究和发展开启了新的思维路径。关于如何进一步提高电力系统的稳定性和适应性，并减轻对电网的冲击，我们会在接下来的研究中探讨。

参考文献

[1]李文.关于光伏发电系统功率控制策略研究[J].电子乐园,2019,0(21).

[2]周茜.城市级分布式可再生能源发电系统输配电定价机制探索[J].中国物价,2021,(05).

[3]周丽荷.光伏发电技术在输配电站系统中的应用[J].电力系统装备,2020,(16).

[4]吴攀.光伏发电系统发电功率预测[J].发电技术,2020,41(03).

[5]左亚锋,杨瑞,孟蕾蕾,黄海林,刘万东.光伏发电系统功率输出控制模式研究[J].中文科技期刊数据库（引文版）工程技术,2019,(10).