高效屋顶光伏发电及其并网系统研究
毕业设计论文：太阳能并网光伏发电系统
南昌航空大学题目太阳能并网光伏发电系统专业光伏材料及应用学生姓名准考证号指导教师光伏发电并网控制技术设计摘要随着化石能源消耗的不断增长，世界性的能源危机和环境问题已经日益突出。
在绿色可再生能源中，太阳能凭借其存储量无限、清洁安全以及易于获取等独特优点而受到了世界各国科研领域的普遍关注，太阳能光伏发电技术的应用更是普遍关注的焦点。
所以，迫切需要对新的能源进行开发和研究。
而太阳能的利用近年来已经逐渐成为新能源领域中开发利用水平高，应用较广泛的能源，尤其在远离电网的偏远地区应用更为广泛。
本文主要对光伏并网发电系统作了分析和研究。
论文首先介绍了太阳能发电的意义以及光伏并网发电在国内外的应用现状。
其次，对太阳能发电系统的特性和基本原理分别做了具体分析，并对系统各组成部分的功能进行了详细的介绍。
接着，对光伏并网中最重要部分——逆变器进行研究。
再次，提出光伏并网发电系统的设计方案。
最后，对光伏并网发电系统的硬件进行设计。
并网光伏发电充分发挥了新能源的优势，可以缓解能源紧张问题，是太阳能规模化发展的必然方向。
我国政府高度重视光伏并网发电，并逐步推广＂屋顶计划＂，太阳能并网发电正在由补充能源向新能源方向迈进。
关键词：能源；太阳能；光伏并网；逆变器目录第一章太阳能光伏产业绪论 (1)1.1 光伏发电的意义 (1)1.2 光伏并网发电 (1)第二章太阳能光伏发电系统 (5)2.1 太阳能光伏发电简介 (5)2.2 太阳能光伏发电系统的类别 (5)2.3 太阳能光伏发电系统的发电方式 (6)2.4 影响太阳能光伏发电的主要因素 (7)第三章并网太阳能光伏发电系统组成 (10)3.1 并网光伏系统的组成和原理 (10)3.2 光伏电池的分类及主要参数 (11)3.3 光伏控制器性能及技术参数 (13)3.4 光伏逆变器性能及技术参数 (15)第四章发展与展望.............................................................................................. 错误!未定义书签。
光伏发电屋顶并网接入研究
光伏发电屋顶并网接入研究第一章引言光伏发电屋顶并网接入是指将光伏发电系统安装在建筑物屋顶，通过逆变器将直流电转换为交流电，接入电网。
光伏发电作为一种绿色新型能源，具有清洁、可再生、分布式等特点，被广泛应用于建筑领域。
为了合理利用光伏发电，保证其安全可靠地接入电网，本文对光伏发电屋顶并网接入进行研究。
第二章光伏发电屋顶并网接入技术2.1 光伏发电系统光伏发电系统由光伏组件、逆变器、组件支架、配电箱及电缆等组成。
光伏组件是将阳光转换为直流电的核心元件，逆变器将直流电转换为交流电后并网，组件支架用于固定光伏组件，配电箱用于集中管理光伏发电系统的电能输出，电缆用于光伏组件之间和逆变器之间的电气连接。
2.2 逆变器逆变器是将直流电转换为交流电的设备，将光伏组件产生的直流电输出到电网上。
逆变器具有高效率、稳定性和安全性等优点，是光伏发电系统的关键部件。
逆变器应具有MPPT跟踪、防反流保护、过电流保护、过压保护、过温保护等功能，以确保光伏发电系统的安全运行。
2.3 并网接口并网接口是指将光伏发电系统与电网连接的接口。
并网接口应符合国家电力规范，具有足够的负荷能力和安全运行保障。
并网接口的接线应符合电力安全规范，接地可靠，确保接地电阻不大于4Ω。
并网接口应具备相序、电压、频率、功率因数等参数的监测和保护功能。
第三章光伏发电屋顶并网接入安全技术3.1 电网安全技术电网安全技术是指确保光伏发电系统与电网安全运行的技术。
电网安全技术应包括电网过载保护、过电压保护、欠电压保护等方面。
光伏发电系统应符合电网接入规范，进行电网接口检测，确保接口电气参数符合规范要求。
并网接入时，应避免与电力线距离过近，确保安全距离。
并网接入点应设置在建筑物的安全地带，确保人身、财产安全。
3.2 防雷技术防雷技术是指确保光伏发电系统在雷电环境下安全运行的技术。
光伏发电系统应配备有效的防雷设备，如避雷针、接地引线、GDT、TVS等，增加对雷电干扰的抵御能力。
太阳能光伏发电及其并网控制技术的研究硕士学位论文 精品
华北电力大学硕士学位论文
第 1 章 绪论
1.1 选题背景及其意义
1.1.1 太阳能利用的背景
目前，寻求绿色环保的新型能源代替传统的化石能源，是世界经济可持续发展的迫 切需求，也是世界能源探索和利用的重要发展方向，主要有以下两个原因：首先，传统 电能的生产百分之六七十都采用的火电形式，火电是用煤发电，有大量的温室气体和有 毒气体产生，这些气体的排放破坏生态平衡。其次，全球各国工业对煤、石油、天然气 等化石能源的需求量急剧增长，而这些不可再生能源的储量是有限的，越来越少，不该 作为燃料耗尽。近些年来全球各个地区能源供给越来越紧张，各国都已经面临着严重的 能源危机。电能利用的三种传统形式，包括火电、水电、核电等，但是这些发电形式已 不能解决电能供给的紧张局面。 绿色能源应同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威 胁人类和破坏环境。比如太阳能、风能、燃料电池、潮汐能、生物能、地热能等等。 太阳能在发电利用方面具有自己独特的优点[1]，如： （1） 太阳能分布广泛，资源可再生，易采集； （2） 清洁、干净、污染小，符合经济社会可持续发展战略； （3） 建造灵活方便，发电系统可以按能量需要决定模块大小，扩容方便； （4） 具有通用性，发出的电能并入市电，通过市电网络传输、利用； （5） 具有可存储性，太阳能系统可以加入蓄电池储存电能； （6） 光伏建筑集成，把太阳能光伏发电系统直接与建筑物相结合，这样能节省发电 站使用的土地面积、减少了传输成本。 （7） 分布式特点，光伏发电系统的分布式特点既可以提高整个能源系统的安全可靠 性，特别是从抵御自然灾害和战备的角度看，更具有明显的意义； 太阳能光伏并网发电于最近几十年在国家鼓励政策的支持下得到快速发展。 九十年 代以来，欧美国家大力发展 “屋顶光伏并网系统” ，这样使得太阳能光伏发电与建筑物 相结合，既省空间也方便。将太阳能电池组件安装在建筑物屋顶上，经济性能和灵活性 能都比大型并网光伏电站强，而且还适应了太阳能辐射能量密度较低的特点。光伏建筑 集成不仅仅可以普及广泛利用，而且还利于战备和能源安全，所以受到了各国的普遍重 视与关注。专家估计，太阳能光伏电池及其发电系统将通过大规模并网发电迅速发展为 世界重要产业，太阳能光伏并网发电是太阳能发电规模化发展的必然方向，是光伏利用 的发展趋势。
高效屋顶光伏发电及其并网系统研究
高效屋顶光伏发电及其并网系统研究
董建辉
【期刊名称】《资源信息与工程》
【年(卷),期】2024(39)1
【摘要】光伏发电系统是利用半导体材料的光伏效应,将太阳辐射能转化为电能。
太阳能原料具有清洁、安全和可再生的优势,而太阳辐射能转换为电能的转换率和系统稳定性决定了其发展上限。
本研究主要围绕高效屋顶光伏发电系统的分析、并网逆变器工作原理和系统控制技术展开,通过建设高效的屋顶光伏发电及其并网系统,可以提高光伏发电的效率和稳定性,为可再生能源的大规模应用提供支持。
【总页数】4页(P119-122)
【作者】董建辉
【作者单位】海南中海石油码头有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM615
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厂区屋顶光伏发电系统的研究与设计
重任， 成为 ２ ｌ 世纪后期的主导能源。因此 ， 世界各 国 对太阳能光伏发电的研究与应用非常重视 。
近几 年 ， 世界光 伏发 电市 场发 展迅 速 ， 并 网 系统 以
９ ０ ％ 的份额 占主导地位 ， 其 中以分布式接入配电网居 多｜ ５ ］ 。国际光伏应用中并 网发 电和光伏建筑集成（ Ｂ Ｉ — Ｐ Ｖ ） 发展迅速 ， 已成为光伏市场的最大份额。它标志
所 占份额非常小。总体来看 ， 虽然 目 前我国光伏发电能
力仍显薄弱 ， 但具有很大 的发展潜力。另外 ， 我国光伏
早
图１ 光 伏 发 电 系统 结 构 圈
发电的发展仍受一些因素制约， 如成本过高， 其成本大
摘
要： 作为 国家 ２ ０ １ ２年金太 阳示范项 目之一 的湖州德清天马机械有 限公 司厂房及办公建筑屋顶安装太 阳能发 电系统 ，
装 机容 量 １ ６ Ｍ Ｗｐ 。该工程结合天马产业园 内天马重工机械有限公 司主厂 房及办公 建筑屋顶 一起建设 ， 光伏 发 电材 料与 屋顶建筑融 为一体 ， 总计安装容量 １ ６ ０ ０ ３ ． ５ ｋ Ｗｐ ， 项 目预计 年均发 电量为 １ ５ ， ７ ３ ７ ， １ ４ ９ ． ２ ５ ｋ Ｗｈ 。就该 太阳能发 电项 目接 入
着 光伏 发 电 由边 远 地 区和 特 殊应 用 正在 向城 市 过 渡 ， 由补充 能源 向替 代 能 源 过 渡 ， 由大 型 集 中电 站 向分 布
近几年来 ， 随着湖州地区经济快速增长和市 民生 活不断改善 ， 湖州市的用 电负荷增速较快 ， 尤其是在 夏
季用电高峰时电力负荷 屡创历史新高 ， 未来 湖州电网 电力需求巨大 ， 为新能源 的发展提供 了潜在市场。根 据 国家能源政策 ， 积极地开发利用本地区的太 阳能 、 风
光伏电站发电技术研究及应用
光伏电站发电技术研究及应用摘要：太阳能是具有非常高应用价值的能源，不仅绿色环保、并且太阳能还是一种可再生的能源。
通过对太阳能的开发和利用，我国的光伏发电技术逐渐被普及应用，迎来了全新的机遇和挑战。
光伏产业市场随着现代化社会经济的快速发展，正在进行积极的革新，从市场、技术、设备等方面强化自身的综合实力，在国际市场中提高竞争力，促进我国太阳能光伏产业未来的进一步发展，为我国的综合国力建设夯实基础。
关键词：光伏发电；发展；趋势；能源；污染引言:能源可分为可再生、不可再生两种，在过去多年的发展中，工业领域对石油、煤炭、金属等不可再生资源的应用量较大，不仅对自然环境造成了影响，而且不利于构建良好的生态环境。
随着现代科学技术的发展，太阳能、风能、地热能等清洁资源逐渐冲击了能源领域，与传统能源相比，太阳能、风能等属于清洁能源，卫生程度极高，不会对环境造成污染，未来发展前景良好。
如今太阳能光伏发电技术愈加成熟，且不再局限于某一单独类型，而是更加多样化、实用化。
1光伏电站发电技术在国内的发展中国科技的发展实现了从跟跑、并跑到领跑三个环节的连续发展，光伏电站发电技术的发展亦是如此。
最开始借鉴国外光伏发电技术成功的经验和失败的教训，在新能源企业不断努力和国家政府的大力支持下，我国光伏电站发电的技术水平发展到和国外技术并驾齐驱，为国内光伏发电市场开辟了新的方向。
现阶段，我国光伏电站发电技术在研究人员自主研发和创新的努力下在全世界达到了领跑阶段。
今年在国家能源集团和碧桂园集团的通力合作下，第一个光电建筑(BIPV)应运而生。
国内第一座光电建筑-铜铟镓硒(CIGS)的成功建设解决了地面电站占地、存储能量设备花费高的问题。
光电建筑将光伏发电技术与建筑工程的完美结合，实现了将光能高效利用的目标。
2太阳能光伏发电的原理分析太阳能光伏发电技术作为可再生技术的一种，具有非常大的潜力，太阳能光伏发电是在太阳能电池中储存太阳能辐射光能后，产生电能。
基于户用型太阳能光伏发电并网设备研究
ＣｎＮｗ ｅ ｎｏｅａ ｏ ｃ ｈａ ｅＴ ｈ ｌｉ ｎ Ｐｄ ｔ ｉ ｃ ｏｇｓ ｄｒｕｓ
高 新 技 术
基于户用型太阳能光伏发 电并 网设备研究 ～
张 鹏
（ 无锡新世 纪太阳能 电力有限公 司， 江苏 无锡 ２４ ０ ） １ １８
摘 要： 本文针 对 开发住 宅光 伏 并网发 电技 术 ， 阐述 了并 网设备 的 系统组 成 、 究 内容 ， 并 网控 制的 关键技 术进 行 了分 析和 研 究 ， 研 对 展 望 了光伏 并 网发 电技 术 的应用 前景 。 ‘ 关键 词 ： 生 能源 ； 阳能发 电； 网设 备 可再 太 并 引言 ＯＤ ／Ｃ Ｃ 变换器控制系统研究开发 。 Ｄ 谐波和无功 电流的检 测进行 了仿真 ，仿真使用 随着太阳能光伏 技术 的开发和应用 ，采用 ●逆变效 率分 析 、 ” ” 孤岛 检测保护 、 主功率 的负载为整流桥并联 阻容负载 ， 负载的进线 在 Ｓ ＷＭ技术 的并 网控制逆变器装置 在分 布式光 元件 的选择等研究 。 Ｐ 端 串联 了三个 电抗器 ，目 市场上大量的整流 前 伏并网发电系统领域获得 了广泛应用 。与传 统 ④系统整机技术的研究 开发 负载都安装 了输人滤 波电抗 器 ，同时这三个 电 可 ●整机稳定性及效率分析 、电流传感器和 抗器也提供无功功率 的消耗 ， 信号流程处理 其 这 电压传感器研究 。 的方法完全按 照瞬时无功的检测方法 。采用瞬 功 ●系统工作参数计算机仿真 ，通过仿真技 时无功 的基波 电流提取算法 ， Ｇ Ｐ 使 Ｃ Ｖ能够实 术应用 ， 寻找最佳工作参数 。 时补偿 电网电流中的谐波 和无 功成分 。 ２并 网设备关键技术研究 根据三相 电压源型 Ｐ ＷＭ并 网逆 变器的数 数运 和正弦化电流波形 ，在分布式光伏并 网 ① 基 于 Ｂ Ｏ Ｔ升 压 电 路 的 光 伏 阵 列 学模型 ，可知并 网逆变器通过控制 三相电压源 ＯＳ Ｐ 跟踪 技术 和单级式正 弦逆变与 最大功率 型逆变器桥臂输 出电压 来控制 输出电流 ，在控 发电系统 中采用 Ｐ ＷＭ并网逆变器 可以在 向电 ＭＰ Ｔ 网馈送能量的 同时 ， 少装置对 电网的污染 ， 减 实 点跟踪统一结构的主电路拓 扑技术 ， ＭＰ Ｔ 制输出 电流得 同时 ， 使得 Ｐ 为提高光 伏并 网逆变系统 现高质量的并 网发 电。 控制 、 逆变控制 、 相位 同步等控制 目 在—个变 发 电量 ，充分利用在 同等光照条件 的光伏 阵列 标 １光伏并 网发 电系统组成 换环节 中的得 到实现 ， 保证输 出电流呈连续状 所能提供 的最大功率 ， 在相应 的光 伏并网逆变 光 伏并 网发 电系 统 主要 由太 阳能 电池板 态 ， 达到简化 系统组成 ， 提高系统运行 可靠性 的 器 装 置 控 制 系 统 中引 人 了最 大 功 率 点 跟 踪 （ 即光伏 阵列） 网逆 变器 ， 电抗 器 和 Ｄ Ｐ 目的。 ， 并 滤波 Ｓ （Ｐ １ １ Ｐ． Ⅵ ） 技术。 控制电路构成 。 整个 系统的结 构如 图 １ 所示 。 ②运用太阳能最大功率点跟踪技术 ，实现 ④ 采用包 含孤 岛效 应等在内的光伏并 网保 最 大功率输 出 ，充分 利用 护控制策略 ，极大地改善 了光伏并 网系统 的可 太 阳能 的能量 ，使装 置效 靠 眭。 率 ≥９ ％。 ６ ⑤采用基于正反馈有功：扰 的孤 岛检测方 ： Ｆ 通过对太 阳能 阵列 的 法 ， 对公共 电网的电力污染 。保护 响应快 、 避免 功率 输出采样 ，将其 与前 可靠性高 。 时刻 的功率 相 比较 ， 舍 综上所述 ，采用 以上关键技术研 究形成 的 小取 大 ， 比较 的结果 ， ５ Ｗ 太阳能发 电并 网设备 ，从输 出波形 图可 以 根据 ｋ 控制 阵列 电压 、电流 的增 看 出 ， 系统具有 较好的正弦输 出电流波形 ， 三相 大或 减小 ， 而后再 比较 ， 如 且 三相 电流保持平衡 。 此不停 的周而 复始 自主寻 ３结束语 优 ， 系统 工作点 。 确定 本文 比较 完善 的 阐述 了基 于 Ｄ Ｐ的光伏 Ｓ 图 １太 阳能光伏发 电并网 系统组成 ③建立先 进的并 网逆 并 网设备 的组 成及其关键技术 。设计的并 网设 由图 １ 可见光伏并 网发 电系统利用太 阳能 变 控制方 法 Ｄ ａｂａ无差拍 Ｐ ｅｄｅｔ ＷＭ技 术、瞬时 备能够有效 实现 光伏阵列并网发电功能 。在并 电池板将太 阳能转化为直流 电能 ， 再利用 并网 无 功控 制理论 ， 一个控 制周期 内， 电网无 网逆变器 装置设 计过程中 ，利用 高速的数字信 在 实现 逆变器 的受控 电流源特性 ， 控制逆变器 运行在 功 和谐 波的无 差拍补偿 ，达到高水平柔性输 配 号处理器 和智 能功率模 块硬件集成度高 、保护 发 电状态 ， 将直流 电转化为交流电馈送电网。 整 电装置 的控制效果 。 功能强大 、 性能可靠等特 点简 化了并 网设备 的 个系统能量的变换和传递过程 ，是利用 ＩＭ模 Ｐ 能量管理和控制策略采用双闭环控制 ： 硬件设计和成本 ，同时提 高了设 备运 行的可靠 块构成 的并 网逆变器 电路来实现 的 ， 而并 网逆 Ａ 电流 环 ： 、 提取参 考电流 ， 补偿 电流 、 性 。 计算 变器 的控制 则是通 过 Ｄ Ｐ生成 驱动 主电路 的 无功 电流 。 Ｓ 展望光伏逆 变控制技术的发展 ，必将伴随 Ｐ ＷＭ信号来完成 。 Ｂ功率环 ： 、 实现最大功率跟踪 ， 控制功率流 电力 电子技术 、 制技术 、 控 计算机技 术 、 型功 新 针对光伏发 电并 网设备的研究 内容 ， 包括 ： 向。 率器件及应用 、 模块 电源技术 的发展 ， 核心 目 其 ｝ ① 系统总体方案设 计 Ｐ ＷＭ方式 比较 ： 标就是要求逆变控制 系统 的效 率更高 、可靠性 ●整个控制系统采用不 可调度 式 ， 无需 蓄 滞 回比较 Ｐ ＷＭ，电流变化小时会使 电流 更好 、 功率密度更高 、 成本更低 。由此光伏并 网 电池等储能装置 ， 除了由于存在蓄 电池 而带 相对误差过大 ， 免 电流变化大 时， 可能使 器件的开 系统未来的技术发 展与创新就是 ： 型电路拓 新 来 的运行 和维 护费用 ，同时也消除了处理废 旧 关频率过高。 扑结构的设计 、 智能控制技术 的应用 ， 神经 网络 蓄电池带来的间接污染。 定步长 Ｐ ＷＭ，电流跟 随最大相对误差不 技 术 的结 合 、 高频开 关技术 、 软开关 技术 、 能 智 ●整个系统分为 控制和逆 变两部分 。 确定。 监 测与保 护技术 、 块化技术 的应用 与改进 、 模 电 ●研究重 点包 括 Ｐ ＷＭ控制器 、 动电路 、 驱 三角波比较 Ｐ ＷＭ， 出含有 载波频 率段 磁 兼容 Ｉ更好等 。 输 生 Ｄ ／Ｃ变换器 、 Ｐ Ｔ技术 及逆变器部分 。 Ｃ Ｄ ＭＰ 的谐 波。 参考文献 ②系统控制技术的研究开发 优化 Ｐ ＷＭ， 运算量 大 ， 于变化环境的 『李俊峰 ， 颖主 编 ，中华人 民共 和 国可再 不适 １ １ 王仲 《 ●并网控制方法与策略研究 ， 包括 ： 最大功 计算 。 生能源法解读 ， 学工业 出版社 ， ０ Ⅻ 化 ２ ５ ０ 率点控制 、 波形跟踪 和控制方法 。 无差拍 Ｐ 。 单周期 ， ＷＭ 开关频率固定 ， 动 『 沈辉 ，曾祖 勤主编 ，太阳能光伏发 电技 术》 ２ 】 《 ●通过 比较多 种 Ｐ ＷＭ控制方式 ， 定适 态 响应 陕。 确 【Ｊ Ｍ， 化学工业 出版社 ，０５ ２０ 合该系统的控制策略。 在 电 网电源 和负 载之 间并 联 了 Ｇ Ｐ 负 ｆ 争鸣 ， Ｃ Ｖ， ３ 刘建政 ， 孙晓瑛 ， 立强主编 ，太阳能 袁 《 ●并网系统保护装置 的研究 。 载消耗 的有 功功率并 不需要 由电 网完全提供 ， 光伏发 电及其应 用＞ ｌ 学出版社 ， ０ ＞ ， ｆ 科 Ｍ ２ ５ ０ ●能量管理 策略 的研究 。 因此 电网输 出 的电流 明显 小 于通过 负 载 的电 ③系统逆变技术 的研究开发 流， 有效值约为 Ｚ ６ 。 ２Ａ 作者 简介 ： ， 学历 ： 张鹏 男； 本科 ； 职称 ： 高级 ●逆变器 并网方式研究开发 。 在 ｍ ｔｂ ａ ａ 环境下 ， 基于瞬 时无 功理论 的 工程 师 ； 究 方 向 ： 阳 能 。 ｌ 对 研 太
光伏发电与并网技术分析
光伏发电与并网技术分析摘要：风能和太阳能都是取之不尽的清洁型能源，也是新能源开发背景下的新产物，风力发电与光伏发电具有很强的经济性与环保性特点，避免过度消耗自然资源。
但是就实际情况来看，在两者并网过程中，依然存在着多方面问题，包括调试困难、运行不流畅等，如果没有采取合适的手段予以解决，将会严重影响到电力系统的稳定性。
因此，对风力发电和光伏发电并网问题进行研究具有重要意义。
关键词：新能源，并网技术，风力发电，光伏发电。
引言阐述风力发电和光伏发电并网的特点及现状，存在的问题、解决的措施，包括创建全新的配电系统、推动系统延伸与完善、加大对并网孤岛效应的检测。
1风力发电和光伏发电并网的特点及现状并网型风力发电的特点及现状。
目前我国各地区都根据自然气候情况开始了风力资源的开发，并网型风力发电是以大电网作为发电基础的，能够确保资源得到合理利用。
风能作为一种清洁型、可再生能源，在开发利用时基本不会对周围环境造成污染和破坏。
但是由于风能具有很强的不可控特点，无法人为的进行掌控，而且容易受地区因素影响，部分地区风能开发的相关技术也并不成熟。
此外，在发电过程中，也无法提前大规模的储存风力资源。
但是，可持续发展是我国各行业的主要方向，应认清当前形势，在风力发电中加大技术、人才以及资金投入。
并网型光伏发电的特点及现状。
并网型光伏发电最显著的优势就在于，能够为电力系统的稳定运行提供有功功率与无功功率，主要原理如下：利用特定的设备与传感器，将太阳能转化为电能，再通过变压器将电能变换成和电网等级相同的电压，随后传输到需要的个人和企业。
并网型光伏发电不需要使用电池，因为电池中含有大量对环境有害的物质，而且会增加资成本投入。
目前常用的有太阳能电板，可更好地实现资源和成本节约，且比传统的火力发电更安全可靠，技术要求不高，能够进行大范围推广。
2风力发电和光伏发电并网过程中的问题并网过程中容易出现孤岛效应。
孤岛效应指的就是电网中某个区域设置有电流通路，但实际情况是并没有电流通过。
1MW屋顶光伏并网发电技术方案
屋顶光伏并网发电系统技术方案北京东润环能科技股份有限公司2016年05月目录一、概述 (1)1.1项目介绍 (1)1.2项目系统设备材料 (3)二、总体方案设计 (4)2.1光伏系统项目介绍 (4)2.2系统选型设计 (4)2.3并网系统原理框图 (5)2.4主要设备选型说明 (6)三、光伏系统发电评估 (10)四、系统安装及施工组织 (12)4.1 光伏阵列的布置和安装 (12)4.2 系统接线 (12)4.3土建 (12)4.4电气设计 (15)4.5 接入电力系统方案 (15)4.6电缆敷设及防火 (16)五. 光伏项目效益分析 (17)5.1项目环境效益 (17)5.2节能减排分析 (17)5.3经济性分析 (19)一、概述1.1项目介绍项目情况： 1MW屋顶光伏并网发电本项目单位为河南郑州某屋顶。
本项目太阳能电池组件安装在主楼屋顶上，不单独占用建筑区域的宝贵土地资源，是安装于建筑之上的屋顶并网光伏发电(BAPV：Building Attached Photovoltaic)系统。
光伏发电系统将太阳能资源通过太阳能电池组件转换成直流电能，再通过并网逆变器将符合电能质量的交流电给负载提供电能。
太阳能电池组件与建筑结合的光伏发电是近十几年发展起来的在城市中推广应用太阳能发电的一个主要方向。
技术成熟，成功运营项目较多。
城市建筑物屋顶能为光伏系统提供足够的面积，不需要另外占用宝贵的土地资源。
预选的屋顶位于郑州，郑州市属北温带大陆性季风气候，冷暖适中、四季分明，春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗日照长，冬季寒冷少雪。
郑州市冬季最长，夏季次之，春季较短。
年平均气温在14~14.3℃之间。
郑州年平均降雨量640.9毫米，无霜期220天，全年日照时间约2400小时。
项目地地约处东经113.62°，北纬34.78°，郑州市太阳能辐射量年均总太阳能辐射量约为4798.6MJ／m2（水平条件下），年均日照时数为近1332.9h。
屋顶分布式光伏发电站可行性研究报告
屋顶分布式光伏发电站可行性研究报告目录一、内容概述 (2)1. 研究背景及意义 (3)2. 研究目的与范围 (4)二、项目概述 (5)1. 项目基本情况介绍 (6)2. 项目建设地点及环境分析 (7)3. 项目投资主体及资金来源 (8)三、市场需求分析 (10)1. 光伏发电市场规模及增长趋势 (11)2. 分布式光伏发电市场需求分析 (12)3. 屋顶分布式光伏发电站市场前景预测 (14)四、技术可行性分析 (15)1. 光伏发电技术原理及发展历程 (17)2. 分布式光伏发电系统架构设计 (18)3. 屋顶分布式光伏发电站技术方案 (20)4. 技术风险及应对措施 (21)五、经济可行性分析 (23)1. 项目投资估算及资金筹措 (24)2. 经济效益分析 (26)3. 成本控制及盈利性分析 (27)4. 风险评估及应对措施 (28)六、环境影响评价与社会效益分析 (29)1. 环境影响评价 (30)2. 社会效益分析 (31)3. 对周边社区的影响及应对措施 (33)七、项目风险分析与管理对策 (34)一、内容概述项目背景及意义：介绍当前能源形势和分布式光伏发电的发展趋势，阐述项目建设的必要性和重要性。
屋顶资源分析：对拟建光伏发电站的屋顶资源进行详细的分析和评估，包括屋顶面积、荷载能力、光照条件等。
技术方案论证：根据屋顶资源情况，提出合理的分布式光伏发电技术方案，包括设备选型、系统配置、接入方式等，并进行技术可行性分析。
经济效益分析：通过对光伏发电站的建设成本、运营成本、发电收益等方面进行分析，评估项目的经济效益，包括投资回收期、内部收益率等指标。
环境效益分析：评估光伏发电站对节能减排、环境保护方面的贡献，分析项目建设的环境效益。
风险评估与应对措施：识别项目建设中可能面临的风险因素，如政策风险、技术风险、市场风险等，并提出相应的应对措施。
结论与建议：总结报告研究成果，提出项目建设的可行性结论，为相关决策部门和企业提供决策建议。
屋顶分布式光伏并网发电系统运维管理
屋顶分布式光伏并网发电系统运维管理摘要：随着社会经济的发展，我国能源需求呈现持续增长的态势，为缓解日趋严峻的能源压力，可再生能源的开发与利用成为了有效的应对措施。
在太阳能利用上，一种可靠、环保的新型应用形式——分布式光伏发电系统，逐渐成为各国科学工作者研究的热点，全国范围要在80%的新建屋顶安装分布式光伏发电装置。
对于屋顶分布式光伏并网发电系统，它作为光伏建筑一体化的一种形式，很好地把建筑屋顶与光伏发电结合起来，既提高了屋顶的利用率，又发挥了太阳能光电转换的优势。
关键词：屋顶分布式光伏；并网发电系统；运维管理随着人口数量的快速增加和人类社会持续、高速的发展，能源短缺和环境污染已经成为当今社会面临的重要问题。
大力发展新能源，改善能源结构、缓解环境污染，已经成为世界各国的共识。
其中，太阳能光伏发电以其可靠性、清洁性及取之不尽、用之不竭的特点，正在发展成为可再生能源甚至世界能源组成中的重要部分。
分布式光伏并网发电是光伏发电的一种主要形式，其成本低、使用灵活、容易推广，拥有巨大的发展潜力，光伏发电不仅能够为社会经济发展提供了可持续的能源，还能够最大程度保护自然生态环境。
同传统集中式发电不同，分布式光伏发电具有离用户近、供电距离短等特点，还能够向主电网中输送电能，满足主电网的电力供应。
一、分布式光伏并网发电系统概述光伏发电系统发展到现在，主要有两大类应用形式：光伏离网发电系统和光伏并网发电系统。
并网发电系统安装规模大小还可以分为集中式并网发电系统和分布式并网发电系统。
光伏离网系统是人们最早使用的光伏发电系统，它广泛应用于通信、水泵、路灯及导航等设备，以及为一些远离电网的用户提供一些简单的家庭用电。
集中式光伏并网系统主要指大型光伏并网电站，作为大电源直接向高压输电系统供给远距离负荷。
集中式光伏系统的优势主要包括：选址灵活，可以增加光伏系统输出功率的稳定性；运行方式较为灵活，可以进行无功和电压控制，参与电网频率调节等；建设周期短，环境适应能力强，同时运行成本低，便于集中管理。
屋顶分布式光伏电站接入系统方案设计
屋顶分布式光伏电站接入系统方案设计摘要：在国家“碳达峰、碳中和”战略和整县(市、区)推进屋顶分布式光伏开发试点工作的大背景下，屋顶分布式光伏发电项目与日俱增，其接入系统方案的设计成为电网在接纳光伏发电之前首先需要解决的问题，鉴于各地区配电网现状不同，屋顶分布式光伏电站采取何种接入模式是整个并网工作中的重点工作，本文按不同容量、不同电压等级制定出相应的接入系统方案，为屋顶分布式光伏电站并网工作提供一定的技术支撑。
关键词：屋顶分布式光伏电站；接入系统；方案设计1、引言屋顶分布式光伏电站是指将太阳能电池板安装在住宅、商业或工业建筑的屋顶，通过光伏组件将大阳能转化为电能的发电方式。
其系统主要包括光伏模块、电缆、逆变器和其他电气附件。
有别于我国比较典型的集中式光伏发电站，屋顶分布式光伏电站容量小、数量多，但可就地并网发电、就地消纳，可以有效解决集中式光伏发电长距离输电和并网的问题，而且能够提高供电安全可靠性以及解决偏远地区用电的问题。
而屋顶分布式光伏电站并网的首要问题就是接入系统方案的设计，这其中涉及的问题有很多，如：电网运行安全、潮流方向、系统设备参数、电网消纳能力、继电保护的配置等等。
屋顶分布式光伏电站并网模式的选择基于当地配电网现状及屋顶光伏电站装机容量大小而定。
遵循光伏装机容量不同、电压等级不同，接入系统方案就不同的原则，设计出几种屋顶分布式光伏电站的接入系统方案。
2、屋顶分布式光伏电站接入系统方案根据《分布式电源并网技术要求》GB/T 33593-2017、《光伏发电接入配电网设计规范》GB/T 50865-2013要求，并网电压可根据表1初步选择。
表1 装机容量与并网电压初步选择类型装机容量kWp并网电压屋顶分布式光伏电站8及以下0.22 kV屋顶分布式光伏电站8-4000.4k V屋顶分布式光伏电站400-600035kV屋顶分布式光伏电站6000-2000035kV屋顶分布式光伏电站上网模式分为全额上网和自发自用/余电上网2种模式，这2种上网模式所对应的接入容量和设备配置有所不同，根据电压等级的不同，又可细分为0.22kV/0.4kV、10kV和35kV接入系统方案。
屋顶光伏发电系统储能并网分析
屋顶光伏发电系统储能并网分析发布时间：2023-05-16T08:06:06.847Z 来源：《新型城镇化》2023年9期作者：薛文平[导读] 文章主要研究屋顶式光伏发电系统与储能并网的运行方法，利用理论的基础研究，对光伏发电系统、储能设备与并网装置做出合理选择，并估算年发电量和社会经济效应。
经过汇流箱、配电箱、逆变器、升压和储能系统等流程后，将屋顶的太阳能光伏发电系统可以直接连入公用电网，这样即可完成电能自己产，自己用，自己上网。
国投广西新能源发展有限公司广西南宁 530000摘要：文章主要研究屋顶式光伏发电系统与储能并网的运行方法，利用理论的基础研究，对光伏发电系统、储能设备与并网装置做出合理选择，并估算年发电量和社会经济效应。
经过汇流箱、配电箱、逆变器、升压和储能系统等流程后，将屋顶的太阳能光伏发电系统可以直接连入公用电网，这样即可完成电能自己产，自己用，自己上网。
关键词：光伏发电；储能并网；并网；太阳能光伏发电主要有两种工作模式：分别是离网和并网。
近年来，受国家政策影响，其中光伏发电系统和新能源发电系统的行业和市场变化很大，开始渐渐向偏远农村和城市发展，开启并网发电，因此带储能的并网型发电是值得研究的课题。
太阳能光伏发电系统的特点是间歇性与随机性，可以在系统中配备储能设备，通过运用储能设备的快速调节能力，可以使电能质量得到提高与改善，因此文章对一个屋顶光伏发电储能的并网控制系统进行了设计。
1 屋顶光伏发电系统概述就屋顶光伏发电系统而言，由多种元素组合而成，比如，计量装置、光伏组件、并网逆变器，各自发挥着不同的作用。
当下，晶体硅太阳能电池组件、非晶硅薄膜电池组件是光伏组件的核心组成要素。
前者具有多样化的优势，比如，较长的使用寿命，较强的抗风和抗冰雹能力，光电的转换率可以到14%—17%；而后者是由半导体材料组成，只有几微米厚，其光电转换率为6%—6.5%，能够附在各类廉价的基片上，比如，玻璃。
浅析光伏发电并网技术
浅析光伏发电并网技术摘要：随着我国社会经济和科学技术发展的脚步逐渐加快，在新能源发电中光伏发电就是其中一种，光伏发电利用光伏电池将太阳能转化为电能，然后将电能输送到电网中，再经过电网将电能分配到用户。
光伏发电会对电网产生影响，需要进行并网处理。
关键词：光伏发电；并网技术；策略引言随着全球变暖，温室效应日益严重，人类面临巨大的挑战。
传统化石燃料的燃烧使大气中的二氧化碳含量越来越高，让温室效应更加严重。
为了应对日益严重的气候变化问题，各国都在积极开发和利用新能源。
我国作为世界上最大的发展中国家，为了解决能源短缺问题，近年来大力发展新能源发电。
太阳能发电就是一种重要的新能源发电方式，太阳能具有清洁、环保等优点，受到了人们的广泛关注。
1光伏发电并网关键技术概述光伏发电是指通过光伏电池将太阳能转化为电能，再通过并网装置进行传输，从而为用户提供电力。
在光伏发电并网过程中，最关键的是要保证直流电和交流电的稳定。
在直流电的控制中，主要使用无差拍控制技术、PQ控制技术及SPWM控制技术。
在交流电的控制中，主要使用双PWM调制技术，即同时使用恒频控制和高频PWM控制两种方法。
在光伏发电并网过程中，需要将交流电转换为直流电，然后再传输到电网。
在这个过程中，直流电和交流电存在相互转化的关系。
为了保证电网和光伏发电系统之间的协调性和一致性，需要采用SPWM控制技术进行处理。
SPWM控制技术是一种基于SPWM调制方法的新技术，主要通过改变频率来完成对逆变器的控制。
光伏发电并网的过程中，会产生一些谐波，为了保证电能的质量，需要采用无功补偿技术进行并网处理。
主要采用的无功补偿技术是PQ补偿技术，主要通过改变功率因数来进行无功补偿，可以避免谐波的产生。
当采用PQ补偿技术时，需要对电网频率进行跟踪处理。
在光伏发电并网时，要根据电网电压的大小选择合适的直流电压发生器和相关频率，还要对电网电压和负载电流进行分析，在分析过程中需要用到并网检测技术、最大功率点跟踪技术等关键技术。
屋顶光伏发电项目并网系统方案(10kV多点接入)
屋顶光伏发电项目并网系统方案（10kV多点接入）1. 项目背景随着能源危机和环境问题日益严重，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，在我国得到了广泛的推广和应用。
屋顶光伏发电项目不仅可以降低能源消耗，减少碳排放，还可以充分利用屋顶空间，提高土地利用率。
本方案主要针对屋顶光伏发电项目的并网系统设计，以10kV 多点接入方式为例，详细介绍并网系统的组成、工作原理及施工要求，为类似项目提供参考。
2. 并网系统组成并网系统主要由光伏组件、汇流箱、逆变器、升压变压器、配电设备、电缆、接地装置等部分组成。
2.1 光伏组件光伏组件是并网系统的核心部分，主要负责将太阳光能转化为电能。
根据项目需求和屋顶条件，可选择晶体硅光伏组件、薄膜光伏组件等不同类型的光伏组件。
2.2 汇流箱汇流箱主要用于收集光伏组件产生的直流电，并进行汇流、保护、监控等功能。
汇流箱内应配置合适的断路器、熔断器等保护器件，确保光伏系统的安全运行。
2.3 逆变器逆变器是将光伏组件产生的直流电转换为交流电的关键设备，其主要功能是将直流电转换为符合电网要求的交流电，以便于接入电网。
逆变器应具有较高的转换效率、稳定的输出性能和良好的电网适应性。
2.4 升压变压器升压变压器用于提高逆变器输出电压，使其达到并网电压要求。
升压变压器应具有较高的绝缘水平、良好的抗短路能力以及较小的损耗。
2.5 配电设备配电设备主要包括断路器、隔离开关、负荷开关等，用于实现并网系统的开关控制、负载分配和故障保护等功能。
2.6 电缆电缆用于连接并网系统中各设备，应具有足够的截面积、良好的绝缘性能和抗老化能力。
2.7 接地装置接地装置用于确保并网系统的安全运行，降低故障电压，防止触电事故发生。
3. 工作原理光伏组件吸收太阳光能，将其转化为直流电，通过汇流箱汇集后，送至逆变器进行直流电到交流电的转换。
转换后的交流电经升压变压器升压，达到并网电压要求后，送入电网。
并网系统中各设备均具备相应的保护措施，确保系统安全、稳定运行。
屋面太阳能发电系统论文
浅析屋面太阳能发电系统摘要:本文对屋面太阳能发电系统的现状进行了分析,提出了在屋面太阳能系统的构成及固定方式的设计两个方面对太阳能系统进行优化的建议。
关键词:屋面太阳能发电系统固定支架设计中图分类号:tp32 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0131-01随着社会的发展和人们生活水平的提高,对能源的需求量也越来越大。
太阳能作为一种绿色能源,有着化石能源如石油等无法比拟的优越性,发展前景非常广阔,研究和实践表明,太阳直接辐射到地球的能量丰富,分布广泛,可以再生,不污染环境,是国际社会工人的理想替代能源。
目前太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术,是工业照明系统发展的必然趋势。
1 光伏发电原理光伏发电是根据光生伏打效应,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。
发电系统是根据这一原理制成的完整的发电系统。
光伏发电系统通常有两种形式,一种是独立式发电系统,另一种是非独立式光伏发电系统,也称联网系统或并网系统。
独立式光伏发电系统包括逆变光伏发电系统(交流负载)和非逆变发电系统(直流负载)两个类型;非独立式光伏发电系统根据是否带有储能装置分为储能逆变并网和非储能能逆变并网两个种类。
无论是独立发电系统还是并网发电系统、光伏发电系统均由太阳电池扳(组件)、控制器和逆变器三大部分组成。
由于这三个部分主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定,而且寿命很长,安装维护也很简便。
太阳能光伏组件的最基本元件是太能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。
目前,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用在一些小系统和计算器辅助电源等。
由一个或多个太阳电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。
屋面太阳能发电系统的构成与其他太阳能发电无差异,本文就不赘述。
2 屋面太阳能发电系统的特点相对于地面太阳能电站,屋面太阳能发电系统具有如下主要特点。
(1)利用现有建筑的闲置屋顶,不占用专门的用地面积,符合建设条件的建筑量大,可大规模推广应用。
屋顶光伏发电系统的经济及环境效益研究
摘要：现如今，全球能源危机已经形势逼人，作为一种能量巨大的可再生能源，太阳能并网光伏发电系统已经在全球范围内得到了广泛应用，我国更是如此。作为世界上消耗能源量偏高的国家，我国一直在积极开发新能源，太阳能就是其中最受瞩目的一种。若是能够将到达地球表面千分之一的太阳能转变为电能，即便转变率仅仅达到百分之五，那么也能供应世界目前所消耗能源的40倍能源。因此，相关工作人员应当进一步研究光伏发电系统，本文以屋顶光伏发电系统为例，简要探讨其经济效益以及环境效益，希望能够为相关人士提供一定的借鉴和参考。
关键词：屋顶光伏发电系统；经济效益；环境效益；Pvsyst仿真
我国人口密度过大，然而土地紧缺，想要充分利用太阳能进行发电，就要将屋顶利用起来，创造屋顶光伏发电系统，进而合理替代地面光伏电站，解决土地面积不足的问题。然而，在实际应用过程中，因为屋顶光伏发电系统需要在前期投入大笔资金进行建设，同时很难计算其具体收益，该系统在推广过程中遇到了一些麻烦，因此，必须找出一种更为先进的分析方法对系统的经济、环境效益进行有效分析。
如下图1所示，为屋顶光伏发电系统的工作原理示意图。太阳能电池组件在屋顶受到阳光照射时，光伏组件会产生直流电，直流电通过逆变器能够转变为交流电，进而直接驱动外部电器。若是出现阴雨天气或到了晚上，系统电能不足，为了保证其正常使用，相应的该系统需要添加保护系统以及防雷系统、通信系统。
三、以某高层住宅屋顶光伏发电系统为例——分析屋顶光伏发电系统的经济、环境效益
一、屋顶光伏发电系统概述
屋顶光伏发电系统包括以下几个重要组成部分：并网逆变器、光伏组件、远程监控系统、直流汇流箱、光伏组件、交流配电装置以及计量装置。其中最为重要的组成部分就是光伏组件，目前主要类型有非晶薄膜以及晶体硅两种，前者体积小，转换率为6%足有，能够在玻璃、不锈钢以及塑料等材料上附着，厚度极低隔热保温性能好；后者体积相对较大，抗老化性能好，耐火性好，光电转换率可以达到17%，安装方便，能够抵抗恶性天气，寿命长。
并网型屋顶分布式光伏发电设计分析
并网型屋顶分布式光伏发电设计分析摘要：伴随太阳能技术的持续发展与成熟,诞生了许多新应用系统,而并网型屋顶分布式光伏发电系统便为其一,通过对此系统的应用,能够实现光能向电能的高效转换,因而不仅能补充电力需求,而且还具有节能、清洁等优点.本文首先对并网型屋顶分布式光伏发电系统进行简要概述,就其设计思路、原则进行了简单描述,结合典型实际屋顶情况,对整个系统的具体设计过程进行了详细探讨,望能为此领域设计研究提供一些参考.关键词：分布式光伏发电;屋顶;并网型;设计当前,随着人类对地球上各种资料的持续性开发、索取,致使能源危机不断加剧,与之相伴的环境污染问题也正在变得越发严重,而光伏能源乃是一种新型且取之不尽的清洁能源类型,已经成为世界多国争相研究的重、热点.通过对光伏能源的长期性研究,光伏发电技术正在变得越发完善,且逐渐趋向成熟.现阶段,国内外每年都在新增许多大型的光伏电站,可以用“雨后春笋”来对此进行形容;在此背景下,为了能够对土地空间进行更加有效的利用,并实现能量传输损耗情况的大幅减少,分布式光伏发电已经成为整个发电领域的重心所在,比如借助建筑屋顶的可用面积,来进行光伏发电系统的安装,除了能够将自家供电问题较好的解决掉,而且还能够将多余的电长期性、不断的提供给公用电网.本文结合当前实况,就并网型屋顶分布式光伏发电系统的具体设计思路探讨如下.1.并网型屋顶分布式光伏发电系统1.1分布式光伏发电系统构成在整个系统当中,主要由如下部分组成：（1）逆变器.对于此装置而言,其有转化作用,在整个系统当中,主要负责将直流电转换为交流电.逆变器的功率一般为50KW~110KW,总容量为400KW~6MW.（2）并网柜.此装置能够对电动机转速进行调节,以此对设备的工作频率进行调节,促进能源损耗的减少,使设备平稳启动,减少设备直接启动时电流过大而对电机造成损害等.（3）光伏方阵串联与并联设计.在整个光伏系统中,所有光伏组件均有与之处于对应状态的功率与电压,因此,需要将串联或并联方式进行准确设计,保障光伏发电的整体稳定性.（4）光伏组件.因单片太阳电池有着较低的输出电压,外加没有封装的电池受环境影响,电极易出现脱落情况,所以须把一定数量的单片电池以串、并联方式联合在一起,建立成太阳电池组件,预防电池电极和互连线遭受腐蚀.除上述部分外,分布式光伏发电系统还由光伏支架、光伏电缆、交流电缆等部分构成,如果是高压并网项目,那么还包含有升压变压器、SVG无功补偿、运动通信系统及光功率预测系统等.1.2并网型屋顶分布式光伏发电系统一般来讲,并网型屋顶分布式光伏发电实际就是借助诸如住宅屋顶、商业楼屋顶、农村土木结构屋顶等楼顶,将其作为基础支撑,建设小型化并且可以秉持就近原则为用户供电的一种光伏发电系统.需要强调的是,其乃是整个光伏发电中的一种较新型的应用方式,具有多种优点,如环保、形式简单、经济及没有噪声、污染,此外,还不需要消耗化石燃料、没有机械转动、系统假设比较简便;还需强调的是,此技术所用的屋顶组件,还具有遮阳作用,对用电质量不会造成影响,且还能够较好的将光伏发电远距离传输过程中所存在的电能损耗问题较好的解决掉.针对并网型屋顶分布式光伏发电系统来讲,其主要由智能控制模块、组件支架、电池组件及逆变器等构成,其有着较简单的发电原理,将屋顶作为基础来进行组件装设,系统所配套的光伏组件方阵于光照作用下,通过光生伏特效应,把光辐射源源不断的向电能进行转变,从中产生直流电,然后借助光伏专用线,把它向逆变器进行输送,且把直流电相交流电进行转化,且并入到配电网中.2.系统设计的基本思路以及原则分析2.1设计思路对于并网型屋顶分布式光伏发电而言,在对其进行设计时,具体思路为：（1）对建筑屋顶进行详细、全面勘察,从中对合理、恰当的组件安装位置进行选择（需要将屋顶结构、阴影遮挡、组件安装方式等考虑在内）,对可利用的屋顶面积进行测量.（2）对建筑屋顶的准确地理坐标进行测量,并且还需要对当地光资源以及组件的最佳安装倾角进行深入分析,从中将组件安装的准确间距计算出来;（3）基于屋顶可利用面积,进行组件布置方面的设计,然后对屋顶能够铺设的光伏组件总容量进行测算;（4）结合各种因素（比如经济效益、业主资金情况以及建筑自用电负荷功率等）,对屋顶的铺设容量进行最终明确（≤屋顶有效面积能够铺设的最大光伏组件容量）.（5）逆变器的具体选型,以及光伏方阵的串或者并联设计;（6）设计电气主接线.2.2设计原则（1）并始终秉持节约性、经济性、合理性、规范性与安全性;（2）需对当地的地震烈度、地理位置、气候、屋面坡度等因素有一全面且深入的了解;（3）需要将怎样促进发电效率的提高、切实保障人身安全以及提供良好的内外部环境等考虑在内.3.系统设计的相关要求及既往经验3.1设计要求在设计并网式屋顶分布式光伏发电时,通常需要满足如下要求：（1）在对建筑屋顶进行实际选定时,需要选那些承载组件能力较好的屋顶;（2）针对阴影遮挡、组件倾角、光资源以及组件间距等内容,需要进行详细且严格的分析计算,不可随意确定或设定;（3）对当地气候进行分析计算,将支架以及安装所具有的可靠性、安全性考虑在内;（4）在对电气设备、线缆进行选型、配置时,需要做到合理、安全;（5）应确保光伏发电系统整体运行的持久性、合理性与安全性.3.2设计经验（1）一般来讲,在承载满足要求的前题下;对于水泥屋顶而言,大多需要考虑最佳倾角安装;而针对坡面屋顶、彩钢瓦屋顶来讲,通常需要考虑沿着向阳屋顶面进行铺设;（2）针对光资源来讲,需进行多软件、多数据库的计算与分析,并且还需要与项目周围的实际光伏电站运行数据相结合,进行综合考虑与研究;（3）需要指出的是,虽然屋顶存在阴影遮挡情况,但并不证明其便不可被利用,需要对遮挡的原因、时间段等进行深入分析,将有着相同遮挡规律的组件连接到组串逆变器当中的一组MPPT当中,实现短板效能的最大程度减少.（4）对于总容量的确定还需要考虑用户的负荷特性及自用比例,在经济合理的情况下确定.4.实例设计4.1场址概述以某商业楼顶为例,进行并网型屋顶分布式光伏发电的总体设计.（1）进行现场勘查及收资.对现场工况进行详细勘查,高楼的高度为23m,面积约为7000平米,楼顶比较的平坦、空旷,并且周围没有其它高层建筑,即没有遮挡,有着不错的采光,基于光资源层面初步判定其适合进行分布式光伏项目建设;借助仪器进行现场打点,将卫星坐标予以明确,即东经Y度,北纬X度;对此楼顶能够铺设的光伏容量进行初步计算约500kW;因此,依据500kW容量对楼体电气的实际接入情况进行初步勘察,得知有着较好的接入情况,选用0.4kV低压直接与用户电力系统受电母线相连接;对大楼的建筑结构、电气图纸、电缆通道情况进行收集,为后续分析提供便利.（2）根据打点的卫星坐标值,在卫星图上将此楼顶找出.4.2光伏电池组件太阳能电池根据所用材料的不同,太阳能电池还可分为：晶硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池等.目前常见的晶体硅太阳能电池有单晶、多晶、Perc高效单晶组件、半片组件、双玻组件（常与多晶、单晶、PERC、半片结合）;通过开展广泛的市场调查,国内一些主流厂家所生产的单晶硅光伏组件在屋顶分布式光伏发电系统中的应用,在具体规格上,大多在450~540Wp这一区间内.将各种因素综合考虑在内,比如市场占有率、技术成熟度、组件效率、采购订货时的可选择性以及施工便捷性等,本工程在选定535Wp 单晶硅组件.4.3组件的最佳倾斜角、间距（1）最佳倾角.根据项目所在地的经纬度,借助卫星气象数据资料,然后利用PVsyst等软件进行计算,得出如果组件依据推荐的25°倾角来进行铺设,此时,年辐照量是1453.5kWh/m2/a.因此,该场地有着十分丰富的太阳能资源,可以为项目点光伏发电提供持久且充足的光照资源,从中能够获得较好的经济、环境与社会效益.（2）组件间距对发电量的多少起决定作用,在实际安装时,若间距不合理,前一组的组件对后一组组件进行遮挡,那后一排发电量将严重受到影响，此外,还需要对太阳能电池方阵与建筑物之间的距离也计算出来.通常明确的基本原则为：冬至当天早上9点到下午的3点之间,太阳能电池方阵不可被遮挡.光伏方阵间距或者是方阵底边与可能遮挡物之间的垂直距离需>D,公式为cosβ×H/tan[arcsin （sinφsinδ+cosφcosδcosω） ]=D,在此公式当中,D所代表的是阵列与遮挡物之间的间距;H所代表的是可能被遮挡组件底边与遮挡物之间的高度差;δ所表示的是赤纬角;φ表示的是当地纬度,ω代表的是时角;β代表的是太阳方位角.因此,根据组件铺设最佳倾角（推荐25°）与组件尺寸（2256*1133*35）,借助CAD软件进行制图,且借助上述公式进行计算,得出光伏方阵间距最佳值为2.192m.4.4布置设计楼顶太阳能组件在将诸如楼顶其他建筑物阴影遮挡、组件间阴影遮挡、组件规格、组件合理间距以及组件铺设倾角等问题充分考虑在内后,采用CAD软件进行设计,且通过进行详细统计,得出需要铺设936块单晶硅太阳能组件（535Wp）,配置110KW逆变器4台,共计52个组串,每个组串18块组件;4.5电气接线设计依据电气接入情况、组件串并联设计、光伏组件选型以及所选场址条件等情况,核心设备选择110kW组串逆变器以及535Wp组件,总光伏容量是500.76kW,光伏设备安装在大楼楼顶,并网柜设备安装在用户配电室.此外,依据并网技术的基本原则,本设计选择用户侧400V低压并网,并网接入点数为1个.通过进行详细的电气计算,且利用CAD 软件进行制图,将电气主接线和逆变器以及组件接线予以完成.5.结语综上,伴随全球能源紧张以及环境污染问题的日益加重,光伏能源作为一种清洁能源,越发成为世界各国争相开发的重点.通过持续研发,光伏技术已趋向成熟,且强有力推动着光伏能源的快速发展.当前,屋顶分布式光伏发电已经成为我国的重要发展方向,其具有就近并网及就近发电等优点,因而能够省去许多环节,提高运作效率,减少投入,具有广阔的未来前景.参考文献：[1]薛峰, 陈金波. 分布式屋顶光伏发电及并网系统研究[J]. 科学与信息化, 2019(14):116-116.[2]房丽硕, 吕建, 霍雨霞. 屋顶分布式光伏并网发电系统的运行特性研究[J]. 天津城建大学学报, 2019(4):284-289.[3]徐晨璐, 熊泽豪, 周游. 大型分布式光伏并网发电系统的设计[J]. 产业与科技论坛, 2019, 18(10):76-77.。
浅谈工商业屋顶分布式1MW光伏并网系统的典型应用方案116
浅谈工商业屋顶分布式1MW光伏并网系统的典型应用方案摘要：近年来，我国光伏产业发展迅速，工、商业屋顶分布式光伏系统应用广泛。
本文以屋顶典型性1MW光伏发电系统为例，阐述了分布式光伏并网系统的系统构成、关键设备选型、方案设计等内容。
关键词：光伏；组串逆变器；光伏并网系统光伏行业在我国已蓬勃发展十几年，太阳能资源作为一种可再生性绿色资源，可有效减少化石性能源的消耗对环境的污染，我国对于光伏发电产业也给与了充足的政策上的支持。
由于西部地区用电需求相对较小，且远距离传输损耗严重，目前西部地区光伏地面电站弃光比较严重，而我国中东部地区由于经济比较发达，发展工、商业屋顶分布式光伏电站可以缓解中东部地区用电量需求大的问题，可有效节约企业电费成本，并对环境保护起到积极作用。
1.概述屋顶分布式光伏并网系统是利用工、商业的厂房屋顶安装太阳能光伏组件，通过光伏并网逆变器将太阳能光伏组件输出的直流电逆变为与电网同电压同频同相的交流电，并最终通过并网配电柜接入工商业内部用户侧配电网，以实现用户负荷侧自发自用、余电上网。
2.典型性1MW分布式光伏并网系统组成、设备选型计方案设计2.1系统组成屋顶分布式光伏并网发电系统主要有光伏支架、光伏组件、并网逆变器、交流汇流箱、升压变压器、高压配电柜、二次继电保护设备和监控通讯设备等组成。
2.2光伏支架选型工、商业厂房屋顶通常为混凝土平屋顶或是彩钢板屋顶。
混凝土平屋顶一般采用镀锌钢支架，镀锌钢支架固定在圆柱形或条型混凝土基础上，组件面向正南，采用最佳安装倾角安装固定在光伏支架上；彩钢板屋顶一般采用的是铝合金支架，对于不同类型的彩钢板，采用不同的夹具将铝合金支架檩条固定在彩钢板屋面上，彩钢板屋面一般将光伏组件平铺于屋面上。
2.3光伏组件选型目前市场上有单晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件和薄膜光伏组件，而多晶硅光伏组件市场占有率还是率胜一筹，本典型性方案选用多晶硅光伏组件为例进行说明，这里我们选用320Wp多晶硅光伏组件，以正泰太阳能的CHSM6612P-320Wp多晶硅光伏组件为例，典型性1MW光伏系统需要多晶硅组件约3125块，320Wp的多晶硅组件的主要参数为工作电压Vmp=37.02V；工作电流Imp=8.65A；开路电压Voc=45.45V；短路电流Isc=9.25A；组件效率为16.5%等。
屋顶光伏发电系统介绍
屋顶光伏发电系统介绍太阳能有限公司一、概述屋顶光伏发电（系统）也叫家庭电站，是一种小型太阳能光伏发电系统的简称，属于分布式光伏发电系统。
屋顶光伏发电系统一般利用自家房屋屋顶、闲置土地以及获得许可的公共场地作为建设场所，系统主要组成有：太阳能光伏板组件、逆变器、汇流箱、配电柜等，通过接入公共电网，向公共电网输送电能，来获取电费和专项补贴以实现其经济效益。
家庭电站可根据业主意愿采取“自发自用，余额上网”和“全额上网”两种运行模式。
屋顶光伏发电对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义。
进年来，各级政府不断出台相关扶持政策，简化申请流程；广大人民群众对光伏产品认可度不断提高；光伏行业不断集成化，规范化，光伏产品价格持续下降，致使家庭光伏电站得到了迅速发展。
年月日，我国首家家庭光伏电站在青岛市市北区同德路夹岭沟小区号楼并网成功；年月，甘肃省首个家庭光伏电站——他德山分布式光伏发电项目并网成功；年月日，金昌市首个屋顶分布式光伏发电项目在河西堡金川邦威线缆制造有限公司并网成功；年月，永昌县首个分布式光伏发电项目业主向供电公司提交申请表，屋顶光伏发电正在走进并改变着我们的生活，仅年，我国新增分布式光伏发电装机容量万千瓦。
新增量和累计保有量居世界前列。
二、分布式光伏发电相关政策自《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》（国发[]号）发布以来，国家发改委、财政部、税务局、国家能源局、国家电网公司以及各级地方政府积极制定配套政策和实施方案有力推动了分布式光伏发电在众多领域的多种方式利用，呈现出良好发展态势。
年月日，国家电网公司在京召开“促进分布式电源并网新闻发布会”，向社会正式发布《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》，《意见》明确了分布式电源的标准，即“指位于用户附近，所发电能就地利用，以千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过兆瓦的发电项目。
包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电等类型。
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2 系统控制技术 为了在不同日照时段获得最大光伏电能输
出，提出了双环最大功率跟踪（Double LoopMaximum Power Point Tracking, DL-MPPT）技术 ；为 了 提高逆变器稳定性，提出专家 PID 控制策略。 2.1 双环最大功率跟踪技术
DL-MPPT 的控制原理如图 4 所示。
3 专家 PID 控制策略 本 文 设 计 双 闭 环 专 家 PID 控 制 器 如 图 7 所
示。 该逆变器够根据工作环境对控制参数进行动 态自整定 。 [12]~[15]
由图 7 可知， 电压外环以母线电压 Udc 与参 考量 Udc* 的差为输入，输出量 id* 作为电流内环有 功分量的参考值；电流内环采用解耦控制，无功参 考值 iq* 始终保持为零，逆变运行时 id* 为正，整流 运行时 id* 为负；最后采用 SVPWM 调制控制 6 只
DOI:10.13941/ki.21-1469/tk.2015.10.007
0 引言
辐照量。
开发利用太阳能是缓解能源危机和保护环境 的重要方式 ， [1]，[2] 目 前 光 伏 发 电 效 率 较 低 、并 网 运 行难度大。文献[3]阐述了当前主要的 MPPT 技术， 包 括 固 定 电 压 （CV） 法 、 扰 动 观 察 （PO） 法 、 增 量 电 导（IC）法等；文献[4]提出将 CV 与 PO 法相结合以
第 33 卷 第 10 期 2015 年 10 月
可再生能源
Renewable Energy Resources
Vol.33 No.10 Oct. 2015
高效屋顶光伏发电及其并网系统研究
林盛鑫， 张 志 （东莞理工学院 电子工程学院， 广东 东莞 523808）
摘 要： 文章针对屋顶光伏发电及并网设计了 DC-DC-AC 型双级式的电力变换器，即前级最大功率跟踪电路
变化的弧长；而 △l1，2 为齿条变化的长度；lk1，2 为第
k 时段齿条的当前长度；φ0 为初始倾角。
2.2 高效并网逆变技术
本文逆变器既可工作在逆变状态， 又能为电
池充电， 为了适应光伏发电多变的环境和不确定
因 素 ， 提 出 了 基 于 参 数 调 整 的 专 家 PID 控 制 方
法，使变流器以单位功率因数稳定运行。 文献[9]
双级式电力变换器的结构图如图 2 所示。
伏发电的间歇性出力将造成电网的电压波动，无 旋转惯性的特性将使电网的稳定裕度减少， 输出 功率的不确定性将造成电压闪变等问题， 而在三 相逆变控制中，PI 控制器虽然引入电压前馈增强 了系统动态性，但由于其积分功能的缺陷，仍然不 能有效减小稳态误差[8]。 文献[9]，[10]提出了基于 d-q 轴同步旋转 坐 标 系 的 含 电 压 前 馈 的 PI 级 联
和后级单位功率因数并网逆变电路，介绍了双级电力变换器的结构与原理，研究了最大功率跟踪与单位功率因 数并网问题，提出基于双环 MPPT 和专家 PID 控制的系统控制方法，通过仿真和搭建屋顶光伏发电系统实验平
台，分别验证了文章方法的有效性和准确性。 关键词： 光伏屋顶； 最大功率跟踪； 并网逆变器； 专家 PID 控制 中图分类号： TM615 文献标志码： A 文章编号： 1671-5292（2015）10-1470-08
·1470·
林盛鑫，等 高效屋顶光伏发电及其并网系统研究
光伏电能通过双级变换，优先供应负载，盈余 电能可为蓄能电池充电或回馈给电网； 光照微弱 时，蓄电池经过 DC-AC 变换器优先为负载供电， 当电量低于备用裕量，切换为电网供电，若电池电 量继续降至安全裕量，则需由电网给电池充电；另 外，夜间停电时，蓄能电池为家用负载全力供电， 各单元的能量流动关系如图 3 所示。 “备用裕量” 指电池单独给家用负载正常供电 n1 小时的电量， “安 全 裕 量 ” 指 低 于 n2 个 小 时 的 临 界 电 量 (n2< n1)。
线 光 阳 太
板
电池传感器
池
电 伏
DC/DC
光
齿 电极
准
条
内 环
Uout
电 压
传
齿轮组
I
固定套筒
感 器
双环控制器
DC/AC
齿条 1 固定支架
△准 驱动
齿轮 c
外环
电机控 制器
步进电机
图 4 双环最大功率跟踪控制原理 Fig.4 Diagram of DL-MPPT
内环控制采用爬山比较法， 动态调节 Tdc 导 通的占空比(频率 f 内)，使系统保持最大功率点工 作；根据太阳辐照角度的变化，以频率 f 外驱动步 进电机转动， 通过齿轮 a，b，c 及齿条等构成的安 装支架调整倾角 φ。
控制器的输出为 u（k），前一时刻输出为 u（k-1），
则专家 PID 的设计规则如下：
①若|e（k）|>M1（M1 为一个较大值），此时误差
的绝对值非常大，因此控制器应当满幅输出，以迅
速减小绝对误差。
②若 e（k）·Δe（k）>0，表明误差的绝对值在增
下的数学模型：
CgdVdc/dt=3（iqsq+iqsq）/2-iL
Lgdiq/dt+ωLid+Riq=eq-Vdcsq
（3）
Lgdid/dt-ωLiq+Rid=ed-Vdcsd
式中：Xd 为对应量的 d 轴分量；Xq 为 q 轴分量。
变流器的工作状态由交流侧电压电流的相对
相位决定，当二者的相位差近似为零时，它工作在
比例谐振控制思路，通过 PI 实现了并网电流的无
图中包含光伏电池、DC-DC 变换器、DC-AC
静态误差跟踪控制， 且级联比例谐振实现了对特 变换器、蓄能电池、家用负载和配电网等单元。 前
定谐波分量的有效抑制。
级 DC-DC 电路采用 Boost-Buck 型， 可为蓄能电
典型屋顶光伏发电系统如图 1 所示。 考虑到日间不同时段太阳光直射角度的变
单位功率因数逆变状态； 当二者的相位差为 π
时，它以负的单位功率因数工作在整流状态。三相
电压和电流向量表达式为
X軑=2g[Xa+Xbgej2π/3+Xcge-j2π/3]/3
（4）
根据二者相位的关系获得的工作状态如图 6
所示。
I軆 纯电容
运行
I軆
I軆
逆变状态 整流状态
V軑
纯电感 运行
I軆
图 6 DC-AC 变流器工作状态 Fig.6 Operation modes of DC-AC inverter
池充电，C1，C2 为稳压电容，Tdc 为开 关 ，Ldc 为 电 抗 器。 单位功率因数逆变器为三相半桥式 DC-AC
化， 系统根据输出功率大小调整光伏电池支架倾 角， 保障 PV 板在任意时段获得最大的太阳能光
电 路 ，T1～T6 为 开 关 ，L 为 三 相 电 抗 器 ，FS1，FS2 为 保险丝。
DC-DC 2
开通 SW 2
家用负载
SW DC-DC1-A开C通
AC-DC
SW1 和 SW2 均开通
电池
DC-DC
SW1 和 SW2 均 开 通
DC-DC-AC
光伏 电能
图 3 双级电力变换器的电路结构 Fig.3 Relationship between the revealed units about
inverter
3.1 专家 PID 控制原理
专 家 PID 控 制 是 根 据 对 受 控 对 象 和 控 制 规
律 的 认 识 ，利 用 经 验 来 设 计 PID 参 数 ，参 数 在 受
控系统的各个状态是根据经验规则变化的。 线性
系统典型阶跃响应的误差曲线如图 8 所示。
Ⅰ
Ⅳ
Ⅴ
ⅧⅨ
Ⅱ
ⅢⅥ
Ⅶ
图 8 典型阶跃响应的误差变化曲线
整开关占空比，从而控制输出端电压 Vk+1，Vk 为当 前电压，△V 为电压变化量。
△φk 表达式为
!
###△φk=arctan
#
l1k-△l1 l2k+△l2
-△φ
#
#
"#△lc=Rc·φ0
（1）
#
#
##△l1=△la=△lcRa/Rc
#
$##△l2=△lb=△lcRb/Rc
式 中 R ： a，b，c 为 齿 轮 a，b，c 的 半 径 ；△la，b，c 为 各 齿 轮
根据基尔霍夫定理建立的状态方程为
·1471·
可再生能源
2015，33（10）
ea+eb+ec=ia+ib+ic=0
CgdVdc/dt=（iasa+ibsb+icsc）-iL
（2）
Lgdik/dt+Rik=ek-vdc[sk-（sa+sb+sc）/3]
式中：R，C，L 为线路等效电阻、 直流电容和滤波
Fig.8 Typical error curve of step response
令 e（k）为离散系统中当前采样周期的误差，
e（k-1），e（k-2）为前一个、前两个采样周期的误差
值，可得：
軑Δe（k）=e（k）-e（k-1）
（5）
Δe（k-1）=e（k-1）-e（k-2）
设 PID 控制参数分别 为 kP，kI，kD， 当 前 时 刻
电抗；ek，ik 为三相电网电压和并网电流，k=a，b，c； Vdc 为直流母线电压；iL 为整流运行时直流负载的 电流。 sk，sj 分别为各桥臂的开关函数， 其值为 0 时 ，下 桥 臂 导 通 ，为 1 时 ，上 桥 臂 导 通 ；vdc 为 开 关 状态电压幅值。