摘要：人类对能源安全的担忧和环境恶化的焦虑，使得充分利用可再生能源已经成为全球共识。以太阳能、风能为代表的大规模可再生能源并网发电已经成为新型电力系统不可阻挡的发展趋势，对电力系统深层次的影响正在凸显，各国学术界和工程界均给予极大关注。该文的目的，在于综述国内外大规模光伏发电研究现状，探究光伏发电与电力系统间交互影响的因素，提炼存在的学术和工程问题，理清下一步研发思路。论文从电力系统规划、仿真、调度、控制角度，重点讨论了大规模光伏系统的建模与仿真、大规模光伏接入对系统动态和稳态特性的影响、大规模光伏外送及消纳的关键技术分析；同时，根据作者观点，分类提出了可进一步研究的重点内容，供读者参考。 关键词：光伏发电；太阳能；电力系统；规划；综述 0 引言 人类对化石能源枯竭、能源安全和环境恶化的担忧导致对清洁、可再生能源的需求增大，许多国家已经做出大规模开发利用太阳能发电、风力发电的决策和规划，一个以新能源发电为标志的电力系统新时代正在到来。 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、仿真、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，国内外工程界和学术界的研究亦是热度不减、成果频出。 本文的目的在于从多个角度，对国内外有关大规模光伏发电与电力系统交互影响的研究现状和成果进行梳理和综述，为后继开展更为深入的研究提供借鉴与参考。 1 大规模光伏系统的建模与仿真 1.1 光伏电池及阵列模型 基于单二极管模型的光伏电池等效电路，由基尔霍夫原理(KCL)可得光伏电池模型的数学表达式[2]。对理论计算公式进行简化，利用光伏电池供应商提供的技术参数短路电流Isc、开路电压Uoc、最大功率点电流Im、最大功率点电压Um，得到适于工程计算的模型表达式[3]。光伏阵列集成模型可以根据光伏电池模型和串并联关系组合得到[4]，难点问题是光伏阵列的光伏组件差异、遮挡等造成的P-V特性的多峰值以及光伏阵列逆变器模型的集群建模[1]。 1.2 并网换流器及控制模型 1.2.1 换流器及内环控制模型 DC/AC换流器主要决定了光伏发电单元的暂态并网特性。目前主流的基于电压源型(VSC)的换流器采用具有内外环结构的双环控制方式为主。外环控制主要以电压为输入，经过控制环节生成内环控制的电流参考值，决定换流器的并网策略和外特性；内环以电流为输入，以外环控制生成的电流参考值作为基准，经过控制环节和换流器装置实现电流入网[5]。 为了简化控制器设计，一般采用前馈解耦控制策略，将dq0坐标系下换流器机电暂态模型的d、q轴电压、电流解耦，并将此控制环节添加到内环控制中。内环控制环节的时间常数都很小(毫秒级以下)，从适应仿真软件计算步长考虑，对换流器及内环控制进行简化。换流器及内环控制机电暂态模型与简化模型框图如图1、2所示。
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