光伏并网系统技术的特性和体系结构
光伏发电与风力发电的并网技术分析
光伏发电与风力发电的并网技术分析摘要：众所周知，我国的发电类型种类众多，其中光伏发电与风力发电被广泛应用在生产生活之中。
本文将详细介绍光伏发电与风力发电并网技术的应用特征，通过专业的研究与调查，精准找出风力发电与光伏发电并网技术的运用现状，并提出优化风力发电与光伏发电并网技术的有效改进措施，其措施内容包含设计新型配电体系、完善综合发电系统、增加并网发电监测力度、控制并网运行状态及科学检测并网运用问题，从而有效增强风力发电与光伏发电并网技术的应用质量。
关键词：光伏发电；风力发电；并网技术析引言风能、光能作为清洁型能源，具有无污染、低成本的应用优势。
因此，在新时期电力生产中，风力发电技术、光伏发电技术逐渐被推广应用，成为新能源发电技术体系中的关键技术。
但是为发挥风电技术和光伏发电技术的应用优势，还应深入进行技术研究，针对性的改善电力生产中的能源结构。
1概述1.1光伏发电并网技术光伏发电适用于连接公共电网的技术手段，并网光伏发电系统由太阳能电池组、DC或AC逆变器、交流负载、变换器组成，系统运行期间，公共电网会和并网系统相互协调，共同供应电力资源。
在此过程中，光伏发电系统主要是将直流电转换为交流电，公共电网则进行储能，起到蓄电的作用，有助于节约系统应用蓄电池时的成本。
不仅如此，相较于蓄电池，公共电网储能的稳定性较强[3]。
随着并网光伏发电技术的发展，航天、边防等领域的电能转换率明显提升，且电力供应成本下降。
但是在具体应用并网光伏发电技术时，还应着重考虑“电压波动”“谐波”“无功平衡”等问题。
1.2风力发电的并网技术风力发电是目前应用广泛的发电技术，可以利用丰富的风能资源，为电力企业提供更加稳定的能源。
相比于火力发电与水力发电，风力发电更加适应低碳经济的发展，因此风电产业的规模持续增长。
风力发电并网能够为人们提供稳定的电能资源，在并网发电系统中有风轮、齿轮箱、发电机、并网装置、变压器等装置，可以进行风能功率调节控制、风能传动、电能转换、电压变更等操作，最终将电能接入电网。
并网光伏电站基本结构系统组成主要设备及性能简介
并网光伏电站基本结构系统组成主要设备及性能简介概述并网光伏电站是将太阳能转化为电能并连接到电网的一种发电系统。
它由光伏组件、逆变器、变压器和配电系统等设备组成，主要用于向电网输送电能。
本文将对并网光伏电站的基本结构、系统组成、主要设备及其性能进行简述。
基本结构并网光伏电站基本结构包括太阳能光伏组件阵列、逆变器、变压器和配电系统。
太阳能光伏组件通过光伏效应将太阳能转化为直流电能，在经过逆变器的转换后，将直流电能转化为交流电能，并通过变压器进行电压调整，最后通过配电系统与电网连接，实现电能的输送。
系统组成1. 光伏组件光伏组件是并网光伏电站中最核心的组成部分，它由多个光伏电池组成。
光伏电池将太阳能转化为直流电能，并且具有自洁、优异的抗风、抗冲击性能。
在光伏电站中，光伏组件通常会被安装在支架上，以最大限度地吸收太阳能。
2. 逆变器逆变器是光伏电站中的核心设备之一，它将光伏组件输出的直流电能转换为交流电能，并确保输出功率符合电网要求。
逆变器具有高效率、稳定性和可靠性的特点，常见的逆变器类型包括集中式逆变器和分布式逆变器。
3. 变压器变压器是光伏电站中用于电压调整和输电的重要设备。
它将逆变器输出的交流电能的电压调整为适合电网输电的电压。
变压器还具有隔离电网的作用，确保电网的安全性和稳定性。
4. 配电系统配电系统是并网光伏电站中用于将电能输送到电网的系统。
它包括电缆、开关设备、电表计量等组成部分。
配电系统负责将逆变器转换后的交流电能通过电缆连接到电网，并进行相应的电能计量和记录。
主要设备及性能简介光伏组件•主要设备：太阳能光伏电池•性能特点：–高效转化太阳能为电能–自洁能力，能够减少灰尘和污染物对光伏板的影响–抗风、抗冲击性能良好，具有较长的使用寿命逆变器•主要设备：集中式逆变器、分布式逆变器•性能特点：–高效稳定的直流-交流转换效率–宽输入电压范围，适应不同光照条件下的电能输出–具有电网保护功能，能够自动检测并隔离故障变压器•主要设备：变压器装置•性能特点：–能够调整逆变器输出的交流电压，符合电网要求–具有隔离电网的作用，确保电网的安全性和稳定性–功率损耗小，能够提高系统的整体效率配电系统•主要设备：电缆、开关设备、电表计量等•性能特点：–通过合理的配电设计和设备选择，能够实现可靠的电能输送–具备相应的电能计量和记录功能，为电网管理提供数据支持–系统运行稳定，具有较高的安全性和可靠性总结并网光伏电站是一种利用太阳能发电的系统，它由光伏组件、逆变器、变压器和配电系统等设备组成。
光伏发电系统方案
1、太阳能光伏发电系统的介绍太阳能光伏系统简介从人类历史上而言，正因为有太阳的存在，所以在地球上才会拥有人类赖以生存的环境和人类能够出现并得以繁衍生存的原因，可见其对人类的发展有着十分重大的影响作用。
随着人类科学技术的不断发展，人们对太阳能源的利用不再局限于传统的耕种作物的光合作用，而是将其直接转换成为热能和电能等。
利用太阳能时，可以避免对环境的污染，不需要消耗地球上已有的资源，无论是安全性还是可靠性上，都是人类能源利用的首选。
从人类长远的发展战略而言，有效利用太阳能也有利于保护生态环境，产生更多的经济效益。
利用光伏发电系统，能够将太阳能进行有效的转换，从而为整个人类的生产生活提供清洁的电能，对人类社会的发展有着十分重要的影响意义。
经过长时间的研究和发展，我国已经形成了完整的太阳能电池组件的生产供应链，包括了电池组件的生产、制造、组装等各个环节。
我国一直重视对太阳能的利用，经过多年的努力，如今已经拥有世界上先进的光伏发电技术，并出口至全球各地，打造出具有竞争优势的中国品牌。
一般悄况下，按照光伏发电系统不同的功能系统组成，可以将整个系统具体划分为太阳能电池、控制器、蓄电池以及逆变器。
按照其和电网是否连接的状态进行划分，乂可以将其划分成为和电网连接或独立式的发电方式。
其中，独立式的发电方式主要是应用于农村民用方面，以家庭或村为单位，满足于用电需求量较少的情况，或者是十分偏远的地区，全国电网难以覆盖的地方，可以利用光伏发电来解决用电问题。
除此之外，和整个用电网络连接在一起的是并网式的光伏发电系统，这能够补充我国电能的不足，为我国工业和经济发展提供更加强力的基础保障。
我国长时间都在大力发展清洁能源，水力发电、太阳能发电、潮汐发电等多找清洁能源发电方式的年发电量在总发电量中所占的比例越来越大。
2太阳能光伏发电系统类型按照光伏发电系统的结构形式和区域围的不同，可以将其分为并网、微网以及独立发电系统这三种。
其中的独立发电系统是单独的光伏发电系统，能够提供给个别用户的供电：微网发电系统是一个较小连网系统，在一个村或区域圉相对独立的连网系统；并网发电系统则是和整个电网系统进行统一连接，从而可以实现互补。
第2章 光伏电池与光伏阵列
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2.4 光伏电池的转换效率及其影响因素
2.4.1 光伏电池的转换效率
光伏电池的转换效率是光伏电池的输出功率P与
投射到电池表面上的全部光功率Pin之比。其值取 决于工作点，通常采用效率的最大值作为光伏电
池的效率。
Um Im UmIm 100 %
Pin
SAall
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其中：
qE
IVD I D0 (e AKT 1)
式中，q为电子电荷，1.6×10-19C；K为玻尔兹曼常 数，1.38×10-23J/K；A为常数因子（正偏电压大时 A值为1，正偏电压小时为2），E电池电动势。
I DO为光伏电池无光照时的饱和电流
Is
IV
D
R
I
s
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二、 光照特性
温度不变，光伏电池在不同 日照强度下的输出特性曲线
温度不变，光伏电池在不 同日照强度下的功率曲线
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三、 温度特性
照度不变，光伏电池在不 同温度下的输出特性曲线
国网电科院_光伏电站接入电网技术规定
并失去选择性 导致重合闸不成功 ……
日本2.2MW太阳城项目：大量配电网保护更换； 浙江示范工程：加装低周、低压解列、过流等保 护；校核和调整10kV电流速断、延时电流速断、 过流保护、反向故障保护定值。
2. 光伏发电对电网的影响
配电网的运行控制问题
孤岛引起的安全问题
线路维护人员人身安全受到威胁 与孤岛地区相连的用户供电质量受影响
包括容量、接入电压等级、保护配置、监控通信等）和关 键设备选型。
1. 编制背景及基本原则
有利于电网进行科学的接入规划和技术升级
技术规定的编制和实施，应有利于电网掌握光伏电站的运
行状态和运行规律，进行稳定控制、继电保护、调度运行 等方面的技术升级，进行合理的接入电网规划设计，提升 电网接纳光伏发电的能力。
250kW屋顶工程实测最大功率变化率 为每分钟20％ 60kW屋顶工程实测最大功率变化率 为每分钟25％
2. 光伏发电对电网的影响
大电网稳定控制问题
采用“集中开发、高压送出”模式开发的大规模光伏电站多
集中在西北、华北等日照资源丰富的荒漠/半荒漠地区，而这 些地区一般地域范围广而本地负荷小，光伏电站的电力需要 进行远距离输送。 随着光伏电站数量和规模的不断加大，光照短期波动和周期 性变化引起的线路电压超限现象将逐步出现，长距离输电的 电压稳定性问题将成为制约大规模光伏电站建设开发的主要 因素之一。 光伏发电的运行控制特性完全由电力电子逆变器决定，没有 转动惯量和阻尼特性，与常规发电机组有较大的区别。光伏 发电的大规模接入对电网的安全稳定分析提出了新的挑战。
《可再生能源发展“十一五”规划》提出，到2010年初步建立
国家电网公司积极响应国家新能源的发展战略，促进光伏发电
分布式光伏发电系统的并网技术应用研究
分布式光伏发电系统的并网技术应用研究发布时间：2022-06-15T07:25:31.137Z 来源：《科学与技术》2022年2月4期作者：王小飞[导读] ：近年来，我国社会上对能源的需求日益增多王小飞华电（宁夏）能源有限公司新能源公司 750016摘要：近年来，我国社会上对能源的需求日益增多，人们也早已利用了拥有高度可再生性与清洁性的太阳能，分布式光伏发电系统噪声低、污染低，可满足现代用户的各项需求，有效弥补了传统配电网的各项不足，因此本文分析了分布式光伏发电系统并网技术的概念，探讨了其具有的施工难度低、投资成本低等优势，提出了分布式光伏发电系统并网技术的设计及其应用与发展，希望为有关部门提供参考。
关键词：分布式光伏发电系统；太阳能；并网技术；应用发展引言：当前我国国内的发电产业规模不断扩大，国家也不断提出了应用可循环再生资源的重要性，因此发电系统为保障光伏发电的稳定性，应依托太阳能电池阵列、控制器等相互协同，提高电网体系的能源使用效率，为此分布式光伏发电系统的并网技术可以得到广泛运用，为实现并网的安全可靠，并推动分布式光伏发电的长远发展。
一、分布式光伏发电系统并网技术的概念分布式光伏发电系统中，是指在用户所在的场地周边进行安装架设，以用户自发自用为主导，并将多余的电量与网线网络相结合的一种发电设施，具有一定的新颖性，且发展前景较为广阔，拥有较高的应用价值，可有效改善传统配电中，由于配电线路过长而造成的电能损失问题。
光伏发电并网是利用内部太阳能组件产生的直流电，经过并网逆变器的转换，形成符合当前国家电网要求的交流电后，接入公用电网，可分为带蓄电池与不带蓄电池的系统，其中蓄电池可为整体系统提供较多的可调度性，可根据用户需求办理退网手续，也可拥有电池的功能，可在停电事故时发挥紧急电源的效果。
经常会被安装在民用建筑上，而不带蓄电池的则会安装在其他的大型建筑中。
近年来我国也发布了分布式光伏发电的具体管理方式，也为分布式光伏发电的高速高质提供了促进作用。
光伏并网发电系统
光伏并网发电系统1. 概述光伏并网发电系统是一种利用太阳能光伏电池组将光能转化为电能，并通过并网逆变器将电能注入电网的发电系统。
它是清洁能源发电的重要组成部分，具有环保、可持续等优点，被广泛应用于家庭、工业和商业等领域。
2. 原理光伏并网发电系统的工作原理主要分为光电转换、电能调节和并网注入三个步骤。
首先，太阳能光线通过光伏电池组，光能转化为直流电能。
然后，通过光伏逆变器将直流电转化为交流电，并对电能进行调节，确保输出电压和频率符合电网要求。
最后，交流电能通过电网连接，供应给周围的电力用户使用。
3. 组件和设备光伏并网发电系统主要由光伏电池组、光伏逆变器、配电箱和计量装置等组件和设备构成。
3.1 光伏电池组光伏电池组是光伏并网发电系统的核心组件，由多个太阳能电池板组成。
它们将太阳能光线转化为直流电能，并提供给逆变器进行转换。
3.2 光伏逆变器光伏逆变器是光伏并网发电系统中的关键设备，负责将直流电能转化为交流电能，并实时监测并调节输出电压和频率，以满足电网的要求。
逆变器通常具有高效率、稳定性和安全性等特点。
3.3 配电箱配电箱用于分配光伏发电系统和电网之间的电能流向，确保发电系统与电网正常连接，并提供过电压和过电流保护功能。
3.4 计量装置计量装置用于测量光伏发电系统的发电量和电能消耗量，对系统运行情况进行监测和统计。
4. 运行流程光伏并网发电系统的运行流程分为系统启动、发电和停机三个阶段。
4.1 系统启动系统启动需要先将光伏电池组的直流电源与逆变器连接，并配置合适的工作参数。
逆变器根据配置参数开始运行并监测光伏电池组的电流、电压等信息。
4.2 发电在光伏电池组接收到阳光后，光能被转化为直流电能，通过逆变器转化为交流电能，并注入电网供电。
逆变器实时监测电网电压和频率，并调节输出电能以跟随电网的变化。
4.3 停机当光伏并网发电系统停止工作时，逆变器将停止输出电能并断开与电网的连接。
此时，光伏电池组暂停接收太阳能光线，系统进入待机状态。
光伏发电并网开关原理
光伏发电并网开关原理
光伏发电并网开关原理是一种电气设备，用于将光伏发电系统与电力网络连接或断开。
它的工作原理基于电力系统的运行特性和光伏发电系统的功率控制要求。
光伏发电并网开关通常由电子元器件和相关控制系统组成。
其主要功能是实现光伏发电系统和电力网络之间的电能传递以及对电力流的控制。
光伏发电并网开关在正常工作情况下将光伏发电系统与电力网络连接，使光伏发电系统产生的电能能够直接注入电力网络中。
在这种模式下，光伏发电系统的电能将与电力网络的电能进行混合，并提供给电力用户使用。
当光伏发电系统需要断开与电力网络的连接时，光伏发电并网开关会进行切换。
其中的控制系统会检测电力网络的状态，当电力网络发生故障或需要维护时，光伏发电并网开关会自动切换至断开状态，保护光伏发电系统及与之相连的设备。
另外，光伏发电并网开关还可以实现对光伏发电系统的功率控制。
通过控制开关的状态，可以调整光伏发电系统输出的功率大小，以适应电力网络的需求。
例如，在电力需求较低的时候，可以降低光伏发电系统的输出功率，避免过量的电能注入电力网络。
总之，光伏发电并网开关的原理在于通过控制开关的状态来实现光伏发电系统与电力网络之间的连接或断开，并实现对光伏
发电系统的功率控制。
这样可以保证光伏发电系统的安全运行，并最大限度地利用光伏发电系统产生的电能。
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光伏并网系统技术的特性和体系结构
摘要:随着全球经济的继续发展，能源危机已经日益凸显，化石燃料逐步消耗殆尽，越来越多的新型分布式发电系统被开发出来。
在众多分布式发电系统中，太阳能发电越来越受到各国的重视，开发了各式各样从集中式的大容量太阳能发电站到家庭式分布式发电系统的项目。
我国光伏电池组件产业随着国际市场的大量需求得到了迅猛发展，产量一度达到了全球的70%之多。
然而，随着欧盟和美国对我国光伏产品征收惩罚性关税，我国光伏产业陷入了低谷，大量的光伏产能无法得到消化，导致了大批企业的亏损乃至破产。
对此，我国政府和各大电力公司均出台了各类政策鼓励光伏发电系统并网。
本文就光伏并网发电系统特点进行了阐述，最后本文对此系统的体系结构进行了简要分析和介绍。
关键词: 光伏并网孤岛效应直流模块
太阳能的利用方式主要有光热利用、光伏利用和光化学利用三种形式。
其中，随着太阳能电池技术的飞快发展和转换效率的不断提高，光伏发电成本越来越低。
光伏发电的方式主要分为离网方式（stand-alone mode）和并网方式（grid-connected mode）两种。
过去，光伏发电系统多数被用于远离供电网络的地区，多以中小系统为主，大多属于离网方式。
80年代初，一些发达国家便开始试验性的建造了一批大型的光伏并网电站。
90年代后，国外新的光伏并网系统又大多转向了小容量的分布式并网方式，如德国的“1000个光伏屋顶计划”等。
而且其灵活性和经济性也都强于大型光伏并网电站。
对于分布式并网发电系统来说，并网逆变技术是其核心。
逆变器是连接光伏阵列与交流电网的关键环节，主要任务是完成光伏阵列的最大功率点跟踪（MPPT）和向电网注入正弦电流。
同时，并网逆变器还需要具有防孤岛效应和安全隔离接地的功能。
光伏阵列的输出电压和电流特性曲线如图1-2-1所示。
光伏阵列处于不同工作点时输出功率也是不同的。
为使光伏阵列能够始终助于最大的功率输出工作点，需要一定的控制策略控制逆变器。
这一技术称之为最大功率点跟踪。
其基本原理是：通过检测光伏阵列电压电流的工作点，调整输出端的输出电压使得光伏阵列工作于最大的功率输出点处，通常使用控制逆变器来达到此目的。
已经出现的MPPT控制策略已经至少有十九种之多，常见的有：定电压跟踪法（Constant V oltage Tracking，CVT）、扰动观察法（perturb & observe algorithms，P&O）电导增量法（Incremental Conductance Algorithm）、模糊逻辑控制（Fuzzy Logic Control）和神经网络法（Neural Network）等。
光伏并网系统的拓扑结构可分为集中式结构、交流模块式结构、串行结构、多支路结构和直流模块式结构等。
各类不同的体系机构适用于各种不同情况的光伏并网系统，主要随着光伏并网系统的发电量、规模和地形等情况变化。
孤岛效应（Islanding）是指电网失压时，光伏系统仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。
孤岛的产生将会以下危害：
危及电网输电线路上维修人员的安全；
影响配电系统上的保护开关的动作程序，冲击电网保护装置；
单相分布式发电系统会造成系统三相负载欠相供电。
因此，孤岛效应是不允许产生的。
孤岛发生时必须快速且准确地切离并网逆变器。
对于反孤岛的策略也已经发展的较为完善，其策略分类如图1-2-2所示
由世界各地的光伏并网装机容量可见，在日本和欧洲等国所占比列最大，其中一个重要的原因是这些国家和地区的电网相对小，电网情况相对较简单，易于光伏并网。
而在我国，复员辽阔且各地电网相差较大，情况复杂多变，用电量增速非常快。
因此，光伏并网在我国的实现，同时也需要大量的电力系统及继电保护方面的技术支持。
光伏并网系统的体系结构已经出现了很多，如集中式、交流模块式等等。
在众多光伏并网体系结构中，直流模块式结构，随着各类分布式发电技术的应用和直流微网（Microgrid）技术的发展，逐渐凸显了出来。
[2]
直流模块式结构由四大部分组成：光伏发电直流模块、储能能电池模块、直流母线和逆变模块。
光伏发电直流模块由光伏列阵、DC-DC变流器及其控制电路组成，其主要功能是将光伏阵列产生一定电压电流的功率经过变换输送到直流母线上。
储能电池的作用主要用于“削峰填谷”，在直流母线功率足够的时候将电能储存起来，在功率不足的时候可降功率反馈给直流母线，因此储能电池与直流母线间需要使用DC-DC双向变流器（Bi-directional Converter，BDC）。
在逆变器部分采用的也是双向变流器，实现了直流母线与市电电网间功率的双向流动[2]。
在一体系结构中，直流母线作为了功率汇集的中间环节。
光伏阵列与市电电网间、储能电池与光伏阵列间的功率传输都要先通过直流母线。
这样可以方便的将各个模块切离系统，并有效隔离。
同时，每个光伏阵列采取了独立的MPPT 电路，能够保证把每个光伏组件均运行在最大功率点，最大限度地发挥出了每一个光伏阵列的效能提高了转化效率。
并且能够抵抗局部阴影以及组件电气参数失配对系统的影响，适合在不同大小，安装和角度特点的场合使用。
这样模块化的设计使得系统构造灵活性和即插即用性非常好，易于标准化，适合批量化生产，降低系统成本。
结束语：全球能源危机日益凸显，各类清洁能源纷纷崭露头角。
其中太阳能发电系统因其空间利用率高等特点受到了广泛的重视。
同时，日益增多的直流用电设备使得直流供电电源的需求猛增，在未来，人类生活将会更加的智能化，能源的供应也需仅仅跟上时代。
就目前来看，还没有其他任何一种能源能够替代电能。
在详细了解了国内外光伏市场现状以及相关技术领域的发展情况后，认真搜集了大量文献与技术资料。
本文给出了系统的体系结构。
在最后针对系统实现过程中的技术难点进行了简要分析。
参考文献：
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