太阳能光伏发电及其并网技术
试析太阳能光伏发电的并网技术
试析太阳能光伏发电的并网技术作者：张程来源：《城市建设理论研究》2013年第11期摘要：随着经济和社会的发展，能源消耗问题也日益突出。
太阳能能源作为一种清洁、可再生资源成为当前人们日益重视的研究热点。
因此，本文基于笔者工作实践，首先对太阳能光伏发电的并网技术发展现状进行了探讨，然后在此基础上，详细研究了太阳能光伏发电的并网关键技术，以及如何对并网系统进行有效设计，相信可以为实践提供一定的指导意义。
关键词：太阳能；光伏；发电；并网技术中图分类号：TK511文献标识码： A 文章编号：一、引言：太阳能资源是一种清洁、可再生资源，其应用前景和作用正在逐步得到全社会的认同和重视。
太阳能发电系统已经在我国多个领域得到了应用，并取得了一定的经济和社会效益。
由于光伏发电系统的技术成熟度日益升高，采用并网技术的太阳能发电也成为当前发展最快和应用最广的新能源应用技术，因此，对其探讨具有一定的现实意义。
二、太阳能光伏发电的并网技术发展现状1.光伏电站的分类及逆变器当前我国将已经接入电网的光伏发电站主要分为三个等级的类型：大、中和小型发电站。
当然，按照光伏电站供电的区域内最大负荷的不同，它们的容量也各有差异。
大、中和小型发电站分别以66kv以上、10~35kv和380v电压等级接入并网的光伏电站。
光伏发电主要是将太阳能转换成为直流电，而直流电是不可以直接并入交流电网网中，而需要将其转换成为交流电然后再并入，这就引入了逆变器的概念，它是光伏电站中占有重要地位的设备，同时它还具有一定的保护功能、并网能力和最大功率追踪能力。
对光伏电站逆变器的选择非常重要，它是保证光伏电站输出电能质量关键。
由于谐波对电网有着比较大的危害，因此，这就要求光伏电站逆变器输出的交流正弦电流的直流分量和高次谐波必须在国家电网的规定范围内。
而且当阳光、温度和负载有变化时，逆变器还可以具有优良的最大功率追踪功能。
2.光伏电站的接入当前，光伏电站接入公用电网一般有三种方式，它们分别为：首先，大型光伏电站以专线接入电力系统的变电站，进入公用电网，电压等级通常在66kV以上；其次，中型光伏电站以T 接方式接入公用电网，原则是光伏电站的容量应小于公用电网线路最大输送容量的30%；第三，小型光伏电站的容量等于或小于上一级变压器供电区域内最大负荷的25%，可直接接入380V配电电网。
1MW光伏并网技术方案
1MWp光伏并网发电系统技术方案目录一、总体设计方案 (1)二、系统组成 (2)三、相关规范和标准 (3)四、设计过程 (3)C+2225656F0困20555504B偋(395019A4D驍E3860896D0雐 (3)4.1并网逆变器 (3)4.1.1性能特点简介 (4)4.1.2电路结构 (4)20108 4E8C 二N|30209 7601 瘁d22703 58AF 墯k21810 5532 唲 (5)4.1.3技术指标 (5)4.1.4 LCD液晶显示及菜单简介 (6)4.1.5并网逆变器图片 (8)4.2太阳能电池组件 (8)4.3光伏阵列防雷汇流箱 (9)4.4直流防雷配电柜 (9)4.5系统接入电网设计 (10)4.6系统监控装置 (13)4.7环境监测仪 (15)4.8系统防雷接地装置 (15)五、系统主要设备配置清单 (16)六、系统原理框图 (17)七、参考案例 (17)二、系统组成 (2)三、相关规范和标准 (3)四、设计过程 (3)4.1并网逆变器 (3)4.1.1性能特点简介 (4)4.1.2电路结构 (4)4.1.3技术指标 (5)4.1.4 LCD液晶显示及菜单简介 (6)4.1.5并网逆变器图片 (8)4.2太阳能电池组件 (8)4.3光伏阵列防雷汇流箱 (9)4.4直流防雷配电柜 (9)4.5系统接入电网设计 (10)4.6系统监控装置 (13)4.7环境监测仪 (15)4.8系统防雷接地装置 (15)36375 8E17 踗P29400 72D8 狘/34589 871D 蜝IJ五、系统主要设备配置清单 (16)六、系统原理框图 (17)七、参考案例 (17)一、总体设计方案针对1MWp的太阳能光伏并网发电系统项目，我公司建议采用分块发电、集中并网方案，将系统分成10个100KW的并网发电单元，每个100KW的并网发电单元都接入10KV升压站的0.4KV低压配电柜，经过0.4KV/10KV(1250KVA)变压器升压装置，最终实现整个并网发电系统并入10KV中压交流电网。
太阳能并网光伏发电系统的特点及施工
太阳能并网光伏发电系统的特点及施工一、太阳能并网光伏发电的特点太阳能是一种清洁、环保能源，而且取之不尽用之不竭，是丰富永久性天然能源。
太阳光电转化安全可靠，并直接通过并网逆变器，把电能送上电网，由于不需要蓄电池，无需机械部件与传动系统，可节省设备投入费用。
太阳能并网光伏发电与建筑一体化既可作发电部件、集热系统，又可做建筑墙体、屋面或建筑构配件，有利于降低建筑结构与装饰成本。
不用单独建设厂房、车间，依附在房屋工程上，可节地、节省发电基建费用。
系统采用太阳能电池组件，使用寿命长（≥25年），衰减小，具备良好的耐候性，防风、防雹。
能有效抵御湿气和盐雾腐蚀，无毒无害。
太阳光能转换为电能，转换效率高，不产生垃圾及废弃物，有利于环境保护，减少常年维修与处理费用。
安装简单方便，无噪音，无污染，建设周期短，自动调控，无需人员值守，也无需线路架设，减少常年运行费用。
不仅可供自有房屋使用，亦可并网利用。
自2009年财政部按装机容量每瓦20元给予补贴，各市亦有政策支持。
二、太阳能并网光伏发电的工艺原理是将光伏电池组件安装在建筑物或构筑物上，再通过光伏并网逆变器将太阳能所发的电能转换为符合400V低压电网的交流电传输至用电器终端或并入电网。
逆变器实时跟踪电网频率和电压，一旦电网失电，在5毫秒内关机，停止发电，保护整个电网系统和人身安全。
三、太阳能并网光伏发电的工艺流程与操作要点（一）、工艺流程技术准备→现场准备→太阳电池板支架安装→太阳电池板安装、连线→系统布线→系统调试、试运行（二）、操作要点1、技术准备技术准备是决定施工质量的关键因素，它主要进行以下几方面的工作：先对实地进行勘测和调查，获得当地有关数据并对资料进行分析汇总，做出切合实际的工程设计。
准备好施工中所需规范，作业指导书，施工图册有关资料及施工所需各种记录表格。
组织施工队熟悉图纸和规范，做好图纸初审记录。
技术人员对图纸进行会审，并将会审中问题做好记录。
会同建设单位和设计部门、监理单位、总包单位对图纸进行技术交底，将发现的问题提交设计部门和建设方，并由设计部门和建设方做出解决方案（书面）并做好记录。
太阳能光伏发电与联网并网技术
太阳能光伏发电与联网并网技术随着全球能源危机的加剧，越来越多的国家开始转向可再生能源，并在提高可再生能源的占比上做出了很多努力。
目前，太阳能光伏发电正成为越来越多国家的发展重点之一。
太阳能光伏发电是一种通过太阳能转换成电能的方式，可以实现低碳、环保、节能等多种目的，以其独特的优势成为了绿色能源的代表。
随着时间的推移，太阳能光伏发电这种新兴能源形式的应用越来越广泛。
无论是在城市还是在乡村，太阳能光伏发电的应用都已大量普及。
这种形式的能源不仅可以替代传统的燃油发电，而且还可以让能源变得更加灵活，进一步推动清洁能源的发展。
这种优势在目前全球发展中尤为明显。
然而，太阳能光伏发电的应用并非容易实现的事情。
需要考虑到许多因素，如能源管理及能源储存、运输、并网等问题。
光伏发电系统的运行效率和运输成本也是需要考虑的问题。
这就需要有联网并网技术作为支持。
联网并网技术是太阳能光伏发电系统中非常重要的一个环节。
它可以帮助光伏发电系统和能源网络之间实现有效的互通与管理。
具体来说，通过联网并网技术，可以把太阳能光伏发电系统集体起来，形成一个天然的电力网，同时可以有效地管理电力需求和供应。
这样，不仅可以让太阳能光伏发电系统的效率得到了最大化，而且还可以让能源的储存和运输成本大大降低，从而在推动可持续的绿色能源发展方面发挥了重要的作用。
联网并网技术还可以让太阳能光伏发电的运行更加灵活。
它可以让太阳能光伏发电系统更好地适应复杂的天气状况和运行环境，同时可以让能源的储存和运输成本更加有效，这对于避免对环境造成更大的危害也非常重要。
此外，联网并网技术的发展还可以鼓励更多的人们投身到可再生能源领域，并促进能源材料的更新。
在目前存在大量过时的能源材料的情况下，推广可再生能源，有助于推进能源的可持续性发展，并推进能源知识及意识的转变。
另外值得注意的事项是，联网并网技术在实现可持续性的绿色能源转型时起到了至关重要的作用。
无论是在电力供应上还是在环保方面，联网并网技术都可以起到非常重要的支持作用。
并网太阳能光伏发电的特性及自动化技术应用
(三)气象条件的变化
当一个区域的太阳能光伏发电达到一定规模时，如果地理气象出现大幅变化，为了控制和调整系统的频率和电压，电网将需要为光伏并网发电系统提供足够的区域性旋转备用机组和无功补偿容量。
(四)远距离光伏电能输送
当光伏并网发电远距离输送电力在经济和技术上成为可能时，由于光伏并网发电没有旋转惯量、调速器及励磁系统，它将给交流电网带来新的稳定问题。根据电网的要求，光伏并网发电站需要配备自动无功调压装置。
四、自动化技术在并网太阳能光伏发电站中的应用
在并网太阳能光伏电站中采用以下自动化技术来保证太阳能光伏发电站接人电网的安全稳定的运行。并网逆变器是影响光伏并网发电系统经济可靠运行的关键部件，除了其本身的基本功能外，它还具有以下功能来保证电站及电网的安全稳定运行：
3.电能质量监测分析装置
光伏电站在并网点装设满足IEC61000-4—30《电磁兼容第4—30部分试验和测量技术一电能质量》标准要求的A类电能质量在线监测装置，以监测光伏电站的电能质量信息，包括谐波、波形畸变、直流分量、频率、电压偏差、电压不平衡度、电压波动和闪变等电能质量指标，并将电能质量数据远程传送到电网企业，保证电网企业对电能质量的监控。
4.有功功率控制系统
并网太阳能光伏电站应具有有功功率调节能力，并能根据电网频率、调度部门指令等信号自动调节电站的有功功率输出，确保输出功率及变化率不超过给定值。
四、太阳能光伏功率预测系统
对光伏电站的输出功率进行预测有助于电力系统调度部门统筹安排常规能源和光伏发电的协调配合，及时调整调度计划，合理安排电网运行方式，一方面有效地降低光伏接入对电网的影响，提高电网运行的安全性和稳定性，另一方面减少电力系统的旋转备用和运行成本，以充分利用太阳能资源，获得更大的经济效会效益。
太阳能光伏发电光伏并网技术的应用 王硕
太阳能光伏发电光伏并网技术的应用王硕摘要：现阶段，我国的经济发展的十分的迅速，现代化的发展不断地加快。
作为发展中国家，工业化进程不断加快，对能源的需求也在增加，这就导致了能源短缺问题，这一问题不仅是我国面临的问题，也是全世界都面临的重大问题。
而光伏发电并网技术已日趋成熟，它与常规电网相联，提高供电效率，从而推动国家经济的迅速发展。
光伏发电并网技术已经成为今后的发展方向及研究重点，不仅能够缓解能源与环境的问题，还能满足社会能源消耗需求。
本文着重阐述了光伏发电并网系统的优势、发展现状，最后对光伏发电并网在未来的运用做出展望。
关键词：太阳能；光伏发电；光伏并网技术；应用引言源的枯竭问题和能源的环境污染问题仍然困扰着人类，制约着全球经济与环境的发展，影响着全人类的健康。
可以说，能源问题是全世界国际社会所共同面临的问题。
太阳能作为无污染，可持续利用的清洁能源，与各类清洁能源相比，具有巨大的优势。
光伏发电技术是太阳能利用的最主要形式，在近几年取得了快速的发展，太阳能光伏发电正朝着市场化，规模化迈进，新型光伏电池材料不断被研究，光伏电池成本不断下降，都预示着太阳能发电的良好前景。
截止 2017年初，全球太阳能光伏装机容量累计超过 300GW 。
太阳能光伏并网发电技术与传统离网发电技术相比，具有成本低，效率高，对环境污染小的特点，因此并网发电技术代表了未来太阳能发电的方向，研究人员近年来针对并网发电系统进行了大量的研究，最新的研究成果有钙钛矿太阳电池、模块化高频并网逆变器、多机并联等。
1 太阳能光伏发电技术的意义分析首先太阳能资源十分丰富，其辐射到地球表面的能量是巨大的，会影响到人们的生产以及生活。
我国幅员辽阔，太阳能资源十分丰富，有近 7 成国土面积的日照量超过 2000 小时。
这对于我们利用太阳能是十分有利的。
我国的西部地区地域广袤，严寒，地形呈现多样化，是分散性的居住方式，在西北、西藏以及云南等地区，太阳能资源要更为丰富。
太阳能光伏发电并网技术解析
太阳能光伏发电并网技术解析摘要：传统能源日渐枯竭已成为现实，开发与利用新能源成为全球共同关注的问题，其中太阳能光伏发电是新能源利用的典范。
本文以太阳能光伏发电为研究视角，针对并网技术展开分析讨论。
首先阐述了光伏发电并网技术的基本原理；然后结合案例分析其应用措施；最后总结了并网技术应用中需要注意的影响因素。
关键词：太阳能；光伏发电；并网技术前言：能源危机日渐加深的背景下，人类加快了对新能源的开发与利用步伐，太阳能作为典型的可再生、清洁能源受到了集中关注。
太阳能光伏发电是现阶段利用太阳能最有效、最直接的方式，而光伏发电的关键在于安全并网，并网技术的重要性随之凸现出来。
由此，如何有效利用并网技术提高太阳能光伏发电系统运行效率已经成为集中探讨的课题。
1 太阳能光伏发电并网技术原理及应用1.1技术原理太阳能光伏发电并网的原理是利用光伏发电系统将太阳能转化为电能，之后通过逆变条件，将直流电转化为交流电，不仅可以进行负载应用，同时也可以传输到国家电网当中。
白天阳光条件充足的情况下，通过并网技术，可以将光伏发电系统中形成的交流电能传输到区域电网中，如果区域电网出现不规则运行或者光照条件比较差的情况，系统将会自动停止运行并且开展智能化检测，直到电网运行恢复正常或者光照条件满足电能生产，才会继续展开并网工作。
1.2实际应用某太阳能光伏发电项目中，针对并网应用规划的过程中提出了两种方案：（1）为切实满足该区域生产活动中对电力资源的需求量，技术人员在项目附近选择了一个建筑物，对逆变区域实施了单独的配置设计，并且对隔离方式进行精细配置，通过汇总与二次升压等技术的有效应用，使得电压达到10KV。
（2）在项目附近选择建筑物，并将其设置为逆变区，在逆变器上并不敷设隔离变，而是直接进行汇总，之后升压到10KV。
上述两种方案对比而言，方案（1）在升压与汇总过程中不易导致线路的损耗，但是并网系统经历两次升压容易产生大量的变压损耗，而且隔离变的设置使得并网的实施成本大幅度提高。
太阳能光伏发电系统的并网技术
太阳能光伏发电系统的并网技术在当今能源需求不断增长和环境问题日益严峻的背景下，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到了广泛的关注和应用。
太阳能光伏发电系统凭借其独特的优势，逐渐成为能源领域的重要组成部分。
而其中的并网技术，则是实现太阳能光伏发电大规模应用的关键环节。
太阳能光伏发电系统的基本原理是通过光伏电池将太阳能转化为直流电。
然而，我们日常生活和工业生产中所使用的大多是交流电，因此需要通过一系列的电力电子设备和技术，将直流电转换为交流电，并实现与电网的安全、稳定连接，这就是所谓的并网。
要实现太阳能光伏发电系统的顺利并网，首先需要考虑的是电能质量的问题。
电能质量包括电压、频率、谐波等多个方面。
由于太阳能的输出功率会受到天气、光照强度等因素的影响，具有较强的波动性和间歇性。
这就可能导致并入电网的电能在电压和频率上出现不稳定的情况。
为了解决这个问题，通常会采用一些功率调节装置，如逆变器。
逆变器不仅能够将直流电转换为交流电，还能够对输出的电能进行有效的调节和控制，使其满足电网的电能质量要求。
在并网过程中，还需要确保光伏发电系统与电网之间的同步。
所谓同步，就是指光伏发电系统输出的交流电的频率、相位和电压等参数与电网保持一致。
如果不同步，就可能会引起电网的故障，甚至导致整个电力系统的崩溃。
为了实现同步，需要采用精确的检测和控制技术，实时监测电网的参数，并对光伏发电系统的输出进行相应的调整。
另外，安全保护也是并网技术中至关重要的一环。
当电网出现故障，如停电、短路等情况时，光伏发电系统需要能够迅速切断与电网的连接，以防止对电网和设备造成损坏，同时也保障了维修人员的安全。
这就需要配备完善的保护装置，如过流保护、过压保护、孤岛保护等。
孤岛保护是一种特殊的保护机制。
当电网由于某种原因断电时，如果光伏发电系统仍然继续向局部负载供电，就会形成一个“孤岛”。
这不仅会对设备和人员造成危险，还可能会影响电网的恢复和正常运行。
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2. MPP 特性的描述和认识
P, I 最大功率点
P
m
P V
I a
m x p
0
Vmp
V
由 P-U 特性可以看出，当 U 为某定值时，P 达到最大值，该点即为太阳能电池板 的最大功率点(MPP，Maximum Power Point)，且随着外界环境的变化而变化，因 此为使得光伏组件获得最高的效率， 需要采取措施使得在环境发生变化时光伏组 件可以最短时间内运行在功率的峰值点（MPP）处，这个过程即通常所说的最大 功率点跟踪（MPPT） 。
dI dI
dI
4. 近似最大功率的简化控制方法：恒电压控制 CVC 方法的描述和认识 当不考虑温度影响时， 光伏电池的伏瓦特性为抛物线，而最大功率点几乎落 在同一根垂直线的两侧邻近， 这就有可能把最大功率点的轨迹线近似地看成某一 电压的一根垂直线， 如果在电池和负载之间加一个控制器使输出电压恒定在这一 电压值上，则电池基本上工作在最大功率点附近，这种方法叫恒定电压控制法 （CVC） 。 恒定电压跟踪法是太阳电池最大功率点跟踪方法中较早期的策略之一， 它是 众多 MPPT 方法中最简单的一种。 这种控制方法将光伏阵列的输出电压保持在一
太阳能光伏发电及其并网技术
1. 光伏电池板的开路特性和短路特性 光伏电路板的 U/I 和 P/U 输出外特性曲线走向如下图所示：
P, I 最大功率点
P
m a
P I V V
I
m x p
0
Vmp
V
不同光强下或不同温度下曲线也会有所变化， 下图是不同光强下或不同温度 下太阳能电池输出的 I-U 和 P-U 曲线：
不同光照强度的 I-U 曲线不同光照强度的 I-U 曲线
不同温度下的 I-U 曲线不同温度下的 I-U 曲线
由以上曲线图可以看出： 1） 太阳能电池的输出特性近似为矩形，即低压段近似为恒流源，接近开路电压 时近似为恒压源；
2） 开路电压近似同温度成反比，短路电流近似同日照强度成正比；太阳能电池 板的输出功率随着光强和温度成非线性变化 3） 输出功率在某一点达到最大值，该点即为太阳能电池板的最大功率点(MPP， Maximum Power Point)，且随着外界环境的变化而变化
出小于等于扰动前的功率输出， 则下一步扰动变为相反方向。具体的流程如下图 所示。
（2） 电导增量法 太阳能电池功率曲线为一个单峰值的连续曲线，各点导数均存在。在最大功 率点导数 dP/dV 为零；在最大功率点左侧区域，该导数的值恒大于零；在最大功 率点右侧区域， 该导数的值恒小于零。因此只需要在导数大于零的位置增大输出 电压，在导数小于零的位置减小输出电压，即可找到或接近最大功率点，此时导 数等于零或接近于零。 我们知道 P= V× I 将 P 对 V 取导，当dV ≠ 0时 dP d V × I dI = =I+V× dV dV dV 即将dP/dV的判断转换为I + V × dV 正负号的判断。
3. 最大功率点跟踪 MPPT 的控制方法和稳定性 MPPT 控制的方法很多，常用的有恒压法、扰动观察法、电导增量法、曲线 拟合法等。其中扰动观察法与电导增量法转换效率高、实现方法简单、环境适应 性强，且无需知道特性曲线参数，是目前的主流方案。 （1） 扰动观察法 扰动观察法是指在每一个小的控制周期内， 在当前太阳能电池输出电压的基 础上施加一个小的扰动步长。 扰动步长本身是一个正的常数，可以在原电压的基 础上增加步长或减小步长。 然后比较扰动前后输出功率的变化情况，可能存在的 变化有两种。 一种是扰动后的功率输出大于扰动前的功率输出，表明在该扰动方 向下输出功率增大， 则下一步扰动仍保持相同方向。比如上一次是增加一个固定 步长导致输出功率增大， 则下次扰动仍然增加该步长。另一种是扰动后的功率输
个恒定的电压值， 使用这种方法，人们只需从生产厂商获得最大功率点输出对应 的电压数据，并使电池的输出电压控制在此电压附近即可，实际上是把 T 控 制简化为稳压控制， 这就构成了 CVCT 式的 MPPT 控制。 但是当外界环境改变时， 它不能自动跟踪到新的最大功率点处，因此不是真正的 MPPT 控制方法。恒压法 控制简单，容易实现，可靠性也比较高，但是控制精度较差(尤其是对于早晚和 四季温差变化剧烈的地区)。此外，这种方法忽略了温度对光伏电池开路电压的 影响，缺乏准确性。
dI
1) I + V × dV = 0，达到最大功率点，维持电压不变。 2) I + V × dV > 0，在最大功率点左侧，增加光伏电池的输出电压 3) I + V × dV < 0，在最大功率点右侧，减小光伏电池的输出电压 而当dV = 0时，则根据dI的变化来判断电压的变化方向，原理与上面相同，不再 赘述。电导增量法的流程图详见下图。