引言：
光伏发电是一种可再生的、清洁的发电方式，在变电站中得到广泛应用，并逐渐成为一种重要的电力系统形式。并且，随着全球能源需求的整张，光伏发电的重要性逐渐提升，展开光伏发电系统电能质量研究工作尤为重要。
一、光伏发电系统
光伏发电技术是一种将太阳能转化为电能的发电技术，主要通过太阳能帆板来实现对光能的转变。并且，光伏发电主要为直流电，这就与变电站内各种设备的电源需求不匹配，所以必须将光伏发电产生的直流电经过一系列的转变，将其变为交流电再应用于变电站运转当中。光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、电压与充电控制系统、蓄电池、逆变器等装置构成，并通过变电站的电能输出为千万家庭提供稳定的220V稳定的交流电源，促进清洁能源的广泛应用。当前，我国变电站在光伏发电技术应用中依旧存在一些问题，如与电网适配性较低、光伏发电系统占地面积过大等，这些都会极大提升变电站的建设和运营成本。所以，必须做好光伏发电系统电能质量研究工作，提升光伏发电系统所提供的电能质量[1]。
二、变电站光伏发电系统电能质量影响因素分析
（一）光伏发电系统性能不稳定
光伏发电系统的稳定性很容易受到天气条件、温度和系统等因素的影响。由于光伏发电系统主要是将太阳辐射转变为电能，这就使其发电稳定性和电能质量受光照变化的限制，不利于光伏发电系统的稳定性。在高温影响下，光伏发电模块的寿命和性能都会急剧下降，加剧光伏发电系统的老化和损耗，使得光伏组件、逆变器以及其他电子元件都会受到磨损、老化的影响逐渐失效，导致系统的输出功率降低，且整个光伏发电系统的电压、谐波等方面都出现问题，严重损害整个变电站电网的稳定性以及电能质量。
（二）其他变电站因素的影响
谐波、电压波动和电流不平衡都是变电站对电能质量产生影响的主要因素，其中谐波是指电力系统的基频的整数倍的非基频波形，谐波会让电网中的电压和电流波发生畸变，引起变电站发电设备的震荡、过热等问题，并对其他设备的正常运转造成不良影响。电压波动是指电网中电压的瞬时变化或快速变化，可能由负荷变化、电源故障、系统故障以及其他突发事件造成的。当电压波动过大时，会对变电站内其他设备的正常运转带来不良影响，甚至还会造成电能质量降低[2]。
三、变电站光伏发电系统的电能质量优化策略
（一）优化光伏发电技术
优化光伏发电技术能够有效提升电能质量，并增强光伏发电系统与电网的匹配度，维护整个电网系统的稳定运转。首先，可以采用高级电流控制算法，如模型预测控制（MPC）的电流控制策略，这种新型的电流控制算法可以减少电网内谐波的数量，降低电流畸变的可能。并且，该算法还能对未来一段时间内的电流波形进行准确预估，帮助工作人员对逆变器的电流输出量进行合理控制，减少电流中谐波的成分含量，避免光伏发电系统中电能质量的降低。其次，可以引入合适的电压控制策略对电网电压进行精准调节，比如基于无感知电压调整的控制策略。这主要是一种在逆变器输出端对电压波形进行调整的策略，将此刻输出的电压与电网电压保持同步，增强光伏发电系统与电网电压的匹配度，为电能质量提供保障[3]。
（二）选择高效逆变器
为提升光伏发电系统的电能质量，必须对逆变器进行优化改进，对其电路结构和智能控制模块进行创新设计，这样就能对非隔离光伏电网逆变器共模电流进行有效抑制，促进电能质量的提升。第一，在逆变器电路设计中，需要将开关管，相应的电容、电阻等元件运用细致的电路进行有效连接，抑制共模电流的产生。这样，电路就能在续流阶段断开光伏阵列和电网，保持共模电压的恒定性，并提升整个光伏电压系统的安全性。第二，在控制模块中，可以结合数字信号处理模块（DSP）和逆变器电路进行紧密结合，并借助精密的控制算法对开关管进行精准控制，有效提升整个电网系统的稳定性和响应速度。此外，还可以引入TLP250芯片等先进元件，首先对开关管的快速驱动和过电流保护，并增强整个电网系统的抗干扰能力，提升光伏发电系统的电能质量。
（三）应用谐波滤波器
谐波滤波器的应用可以有效降低整个光伏发电系统中的谐波含量，提升电能质量的稳定性，增强电能质量品质。在谐波滤波器的作用下，可以减少谐波含量，避免其对继电器、电机等设备产生不良影响，有效延长变电站设备的使用寿命。同时，还能有效降低系统中的线损情况，避免能源浪费，增强电网对电能的利用率。此外，谐波滤波器还能减少整个电力系统中的电磁干扰，有效抑制谐波的传播，维护各种电力设备和光伏发电设备的正常运转。
（四）控制电压和频率
控制电压和频率能够有效维护光伏发电系统的稳定性。第一，需要确保逆变器输出端的交流电压与电网要求匹配，这就需要逆变器将光伏发电直流电转变为稳定的交流电，并将其电压控制在合理范围内，避免电压过高或过低对电网和电力设备的损坏。第二，控制电压能够提升光伏发电系统中微电网或离网系统的稳定运转。因此，必须在智能控制算法的辅助下对电压进行动态调整，确保整个电力系统电压输出的稳定性。第三，结合国际标准将电网频率控制在50Hz或60Hz的范围内，所以必须对光伏发电系统中的逆变器工作情况进行合理控制，确保输出频率的稳定性[4]。
四、结束语
综上，变电站光伏发电系统的电能质量优化必须结合多方面展开综合考虑，并通过各种优化策略增加电网系统的稳定性和可靠性，有效推动变电站光伏电压系统的可持续应用发展。
参考文献
[1]覃挺进.光伏发电技术在变电站绿色节能改造工程中的应用研究[J].水利技术监督,2023,(10):251-254.
[2]王之豪,朱宇翀.分布式光伏并网发电系统接入配电网电能质量分析[J].光源与照明,2023,(09):129-131.
[3]朱如雷.分布式光伏并网发电系统接入配电网电能质量分析[J].现代工业经济和信息化,2023,13(02):310-311.
[4]褚磊.并网光伏发电系统对电网电能质量的影响分析[J].中国设备工程,2022,(16):86-88.
