分布式光伏发电系统浅论

分布 式光 伏发 电是一种新兴 的、具有广阔发展前景 的 技术 ，具 有输 出功率较小 、绿色环保等 特点 。该技术采取 就近发 电、就近并网 、就近转换 、就近 使用 的原则 ，利用 光伏组件将 太阳能直接转化为 电能，既能缓解局部用 电紧 张状况 ，又能解决长距离输 电的损 耗 问题 ，还能与大 电ห้องสมุดไป่ตู้ 互为 备用，提高供 电可靠性 ，对 于优化我 国能源 结构 、促 进节 能减排 、防治大气污染具有重要意义 。
光 伏 并 网逆 变 器 是 一 种 将 直 流 电转 换 为 交 流 电 的 电子 器 件 ，具 备 自动稳 频 和 稳 压 的功 能 ，能够 确 保 光 伏 并 网 发 电系 统 的 供 电质 量 。主 要 作 用 是 将 太 阳 能 电 池 组 件 产 生 的 直流 电 （１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ）逆 变 成 交流 电 ，然 后 送 入 公 共 电网 。 主要 性 能指 标 是 平 均 故 障修 复时 间 （ＭＴＴＲ） 、故 障率 、可 靠度 、平 均故 障 间隔时 间 （ＭＴＢＦ）。光伏 并 网逆变 器分 为 电流源 电流 控制 、 电压 源 电压控制 、电流源 电压 控制 、 电压源 电流 控制 四种 。 为确 保光伏 并 网发 电系 统具 备 良好的动 态 响应 ，光伏 并 网逆 变器应 选 择 电压源进 行 输入 。如采 用 电压控 制 方式 进行 输 出， 需要使 用锁 相控 制技 术实现 与 电 网同步 的 目 的 ，但锁 相 回路 响应时 间较 长 ，很难对 并 网逆 变器 输 出 电压 值进 行准 确控 制 ，易造 成噪 声环 流现 象 ，因此 建议 采用 电流 控制 方 式作为 光伏 并 网逆变 器 的输 出方式 。为 提 高并 网 电流质 量 ，光 伏 并 网逆 变器 电流 输 出侧 需使用 合 适 的滤波 器 。同时 为确保 公共 电网 的安全 ，并 网逆变 器 还要 考虑 三相 电压 、 电流 不 平稳 、欠 压 、防雷接 地 保 护 、短路保 护 、防孤 岛效应等保 护措 施 。 ２．３ 蓄电 池
１ 分布式光伏并网发电系统的基本原理
分 布 式 光 伏 并 网 发 电系 统 是 近 年 来 提 出的 “微 电 网 ”的一部 分 ，是 一个 能实现 自我 控制 、保 护和 管理 的 自治 系统 。其核 心 问题 是使 系统充 分利 用太 阳 能资源 ， 在安装 组件 时应 确保 向阳光 最充 足 的方 向安装 。其 基本 原理 是利 用太 阳能 电池 组 的光生伏 打 效应 ，通 过并 网逆 变 器 ， 将 光伏 电池 产 生 的直 流 电转 换 成 与 电 网 电压 同 频 同相 的 交流 电 。太 阳能 转 换 为 电能 ，主 要分 三 步 ：
２ 分布 式光伏并 网发 电系统 的主要 构成
分 布式 光伏 并 网发 电系统 主要 由太 阳 能 电池组 件 、 光伏 方 阵支架 、并 网逆 变器 、 蓄 电池 、直 流汇 流箱 、直 流配 电柜 、交 流配 电柜 、系 统监 控和 环境 监测 装置 等 构 成 。其基 本运 行模 式是 ， 当太 阳辐射 时 ，太 阳能 电池 组 件将 太 阳能转 换成 电能 ，经 过 直流汇 流箱 集 中送入 直 流 配 电柜 ， 由并 网 逆变 器 转 换 成 交 流 电供 给 建 筑 自身 负 载 ，多余 或不 足的 电力 由所接 入的 电网调节 。
２０１６年 第１３期 （总第３６４期 ）
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（ＣｕｍｕｌａｔｉｖＮｅｏｔｙ．Ｎ１Ｏ３．．２３０ ６１ ４６）
分布式光伏发 电系统浅论
吴 亚琼
（石 家庄科林 电气股份有 限公 司 ，河北 石 家庄 ０５０２００）
摘要 ：分布 式光 伏发 电作 为新 兴能 源产 业 ，分 为 独立 和并 网两种 方 式 ，由 于光伏 并 网发 电具 有拓 扑 结构 简 单 、成本低 、 易控 制 、效率 高等优 点 ， 已经逐 步成 为 未来光伏发 电的热点 。文章介 绍 了分布 式光伏 并 网发 电 系统 的主要 构成 、基本 原理 和关键技 术 以及 对 电网的影响 、发展 前景 等 内容 ， 旨在对 分布 式并 网发 电技 术的 发 展 提 供 理 论 支 撑 。 关键 词 ：分 布式 ；光伏发 电 系统 ；并 网发 电；电力 生产 ；电力 系统 文 献标 识码 ：Ａ 中图分类号：ＴＭ６１５ 文章编号：１００９—２３７４（２０１６）１３—００９０—０２ ＤＯＩ：１０．１３５３５／ｊ．ｃｎｋｉ．１１—４４０６／ｎ．２０１６．１３．０４３
（１）太 阳 能 电池 吸 收一 定 能量 的光子 后 ， 半导 体 内产 生 电子一空穴对 ， 电子带 负 电，空 穴带 正 电； （２） 电极 性 相 反 的 光 生 载流 子 被 太 阳 能 电池 产 生 的 静 电场 分 离 开 ； （３）光 生载 流 子和 空 穴分 别 被太 阳能 电池 的正 负 极 收集 ，在 外 电路 中产生 电流 ，形成 电能 。
２．１ 太阳 能电池组 件 太 阳能 电池组 件是 分布 式光 伏 发 电系统 的核 心部 件
之 一 ， 目前 应 用 最 广 泛 的 太 阳 能 电池 组 件 是 结 晶硅 组 件 ，用 钢化 玻璃 、ＥＶＡ及ＴＰＴ热压密 封而 成 ，并加 装铝 合 金边框 ，具有抗 风 、抗冰 雹 、便 于安装 等特 点 。太 阳能 电池 通常 由高 纯硅材 料制 成 ，是 一种 半导体 ＰＮ结 器件 。 按照 发 电效率 由高 至低 的顺序 分 为非 晶硅薄 膜太 阳能 电 池 、多 晶硅 电池 、单 晶硅 电池和 薄膜 复合 晶硅 电池 。其 作用 是将 太 阳能转 化为 电能 ，存 储到 蓄 电池 或推 动 负载 工作 。 ２．２ 光伏 并 网逆变 器
分 布 式光 伏发 电系 统主 要分 为就 近较 低 电压 等级 并 网和集 中控 制 、高压 单 点两种 并 网方式 。小 型光 伏发 电 系 统对 公共 电网的影 响相 对较 小 ，一般 采用 就近 较低 电 压 等级 并 网方 式 。大 中型光伏 电站 通 常并 网容量 大 ，对 电 网潮 流影 响较 大 ，一般 采用 集 中控制 、 高压 单点 并 网 方 式 。