太阳能光伏并网电站简介
离网与并网的分析
离网与并网的分析太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件，利用半导体材料的电子学特性，当太阳光照射在半导体PN结上，由于P-N结势垒区产生了较强的内建静电场，因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴的费平衡电子和空穴或产生在势垒区外但扩散进势垒区的费平衡电子和空穴，在内电场的作用下，各自向相反方向运动，离开势垒区，结果使P区电势升高，N区电势降低，从而在外电路中产生电压和电流，将光能转化成电能。
太阳能光伏发电系统大体上可以分为两类，一类是并网发电系统，即和公用电网通过标准接口相连接，像一个小型发电厂：另一类是独立式发电系统，即在自己的闭路系统内部形成电路。
并网发电系统通过光伏组件接收来自太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。
而独立式发电系统光伏数组首先会将接收来的太阳能辐射能量直接装换成电能供给负载，并将多余能量经过充电控制器后以化学能的形式储存在蓄电池中。
一、离网与并网简介1.离网简介离网型光伏发电系统是由光伏组件发电，经控制器对蓄电池进行充放电管理，并给直流负载提供电能或通过逆变器给交流负载提供电能的一种新型电源。
广泛应用于环境恶劣的高原、海岛、偏远山区及野外作业，也可作为通讯基站、广告灯箱、路灯等供电电源。
离网发电部分功能介绍：光伏控制器对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。
蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。
当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。
控制器的性能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。
蓄电池的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。
光伏控制器是离网发电系统中非常重要的组件，其性能影响到整个系统的寿命和运行稳定性。
阳光电源具有多年光伏控制器的设计、生产经验，拥有大量的用户，电压等级有12V、24V、48V、110V、220V和600V，可满足不同客户的需求。
1.1 光伏电站概述
光伏阵列
（光电转换装置）
太阳跟踪系统
光
（太阳光照最大化）
伏
蓄电池组
负
发
（存储多余电能）
载
电
逆变器
系
系
（将直流转为交流）
统
统
充放电控制器
（管理系统处储能）
并网保护装置
（光伏发电系统与电网接口）
图1-2 光伏发电系统的构成及功能
任务一 光伏电站的分类及组成机构和特点
1.1.1 光伏电站的主要类型与构成
分布式光伏发电
380V分支线
220V/380V线路 配变低压总开关
220V/380V 配电分支箱
用户进线开关
光伏发电接入点
220V/380V 配电分支箱
分布式光伏发电
负荷
图1-9 380V、220V典型接线方式
任务一 光伏电站的分类及组成机构和特点
1.1.4 光伏电站的主要接入方式
主要技术要求： 1）公共连接点(用户进线开关)应安装易操作、具有开关位置状态明显指示、带 接地、可开断故障电流的开关设备，并具备失压跳闸及检有压合闸功能，失压跳闸 动作定值宜整定为30%UN、10秒动作; 2）公共电网恢复供电后，分布式光伏需经有压检定方可合闸，检有压定值宜整 定为85%UN; 3）并网点应装设易于操作、有明显断开指示、具备过流保护功能的开关设备。
任务一 光伏电站的分类及组成机构和特点
1.1.4 光伏电站的主要接入方式
公共变电站 10KV母线
10KV线路 支线
用户进 线开关
分布式光伏电站
图1-8 T接接入10千伏公共电网结构图
T接接入10千伏公共电网技术要求： 1）10千伏公网线路投入自动重合闸时，应调整重合闸时间 或增加检无压重合功能; 2）公共连接点(用户进线开关)应安装易操作、可闭锁、具 有明显开断点、带接地功能、可开断故障电流，具备失压跳闸 及检有压合闸功能的开断设备; 3）失压跳闸定值宜整定为30%UN、10秒，检有压定值宜 整定为85%UN; 4）配电自动化系统自动故障隔离功能，应适应分布式光伏 接入，确保定位准确，隔离策略正确。
安徽首座20千瓦太阳能光伏电站并网发电
强风倒塔方面发 挥作用。
信 息 来 源 ： 国 家 电 网公 司
全线加装 防舞 器 ， 并增加 ｌ ９基铁塔 ，缩短耐
海拔最高电力ｉ验砜究基地投运 式
中 国国家 电网公 司西 藏高海拔试 验研 究 基地 ２ ４日在海 拔 ４ ０ ３０米 的西 藏拉萨市羊 八 国家 电 网公司科技 部主任 郭剑波 说 ，西 藏高
湖北省政府决定，从 ｌ 月 １ １ ５日开始到
今 年年底 ，启动绿 色 电力 调度机制 ，对不 能 稳定达标 和超 总量 排污 的非脱硫燃 煤机组 实 施 停运 限排 ，将其 发 电量 指标调配 给运行 正
担。
信 息 来源 ：国 际 电 力网
内蒙 古电力市场 多边 交易平 台 已经 酝酿 了近 一年 时间，此次试 点 已得到 国家 电监会 的批准 。政策 意图在 于缓 解 内蒙古 电网负荷 不足 问题 ，通 过 向用 电企业让利 ，促进 地方
湖 北 实 施 绿 色 电 力 调 度 机 制
信 息来 源 ： 国 家 电 网公 司
安徽首座 ２ 千瓦太 阳能光伏电站并网发电 ０
ｌ １月 ｌ 日，安徽省首座 光伏太阳能 电 ８
目，也 是开 发新能源 的试验 、示范项 目，是 促进节 能减排 的重要举措 ，２ ０ ０ ９年将 在全省
电力 系统各变 电站逐步推广 。 该 太 阳能 电站最大功 率 ２ Ｏ千瓦 ，由 １２ ０
北 电网的 １０万千 瓦 ，内蒙古境 内负荷 只有 ９
５ ０万 千瓦左 右 。部分盟市用 电负荷 下降 了 ０
８ ％左 右 。 ０
个 月，至 ２０ ０９年 ２月 ｌ ７日后 ，根据 实施情
况决 定是否延续及进 一步 的措施 。
并网光伏电站工程建设流程
并网光伏电站工程建设流程1. 引言并网光伏电站是指将太阳能光伏发电系统与电网相连接，通过并网运行的一种电力设施。
它能够将太阳能转化为可用的电能，并将其供给电网使用，进一步推动可再生能源的利用。
本文将介绍并网光伏电站的工程建设流程，涵盖了项目规划、资源评估、工程设计、施工建设、调试运行等各个阶段。
2. 项目规划项目规划是并网光伏电站工程建设的第一步。
在这个阶段，需要对项目进行整体规划和定位，明确项目的目标和范围。
具体工作包括确定项目的位置、规模和发电容量，进行初步的经济可行性和环境影响评估，以及制定项目的时间计划和预算。
3. 资源评估资源评估是确定项目可行性的重要环节。
这个阶段需要进行有关光照强度、土地利用、环境影响等方面的调研和评估，以确定项目的可行性和可持续性。
通过评估，可以确定项目所需的光伏组件、支架系统、电池组等关键设备以及建设周期和投资成本。
4. 工程设计在资源评估确定项目可行性后，需进入工程设计阶段。
工程设计包括电站的布局设计、光伏组件的阵列设计、电网接入方案的设计等。
同时还需要进行设备选型和进一步的性能评估，确保光伏系统的高效运行和长期稳定性。
此外，还需制定施工图纸和相关标准，为后续的施工建设提供依据。
5. 施工建设施工建设是将设计方案付诸实践的阶段。
在这个阶段，项目需要进行土地平整、组件安装、支架安装、电池组接线等各项工程建设工作。
施工过程中，需按照设计图纸和施工标准进行施工，并进行安全管理和质量监控，确保工程建设进展顺利。
6. 调试运行施工完成后，需要进行电站的调试和运行测试。
在这个阶段，将对光伏组件、逆变器、电池组等设备进行调试，检查系统是否正常运行。
此外，还需要进行并网连接和电网调试，确保光伏电站与电网之间的正常运行和配合。
7. 运行维护并网光伏电站建设完成后，还需要进行长期的运行维护工作。
这包括定期的设备巡检、故障排除、性能监测等工作，以确保光伏电站的高效运行和稳定发电。
此外，还需要按照相关法规和标准进行运行管理，以保证光伏电站的安全和可靠性。
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。
10KW太阳能并网发电系统
10KW太阳能并网发电系统1.太阳能并网发电系统简介太阳能并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网。
太阳能并网发电代表了太阳能电源的发展方向，是21世纪最具吸引力的能源利用技术。
和离网太阳能发电系统相比，并网发电系统具有以下优点：（1）利用清洁干净、可再生的自然能源太阳能发电，不耗用不可再生的、资源有限的含碳化石能源，使用中无温室气体和污染物排放，和生态环境和谐，符合经济社会可持续发展战略。
（2）所发电能馈入电网，以电网为储能装置，省掉蓄电池，比独立太阳能光伏系统的建设投资可减少达３５％一４５％，从而使发电成本大为降低。
省掉蓄电池并可提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染。
（3）光伏电池组件和建筑物完美结合，既可发电又能作为建筑材料和装饰材料，使物质资源充分利用发挥多种功能，不但有利于降低建设费用，并且还使建筑物科技含量提高、增加“卖点”。
（4）分布式建设，就近就地分散发供电，进入和退出电网灵活，既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力，又有利于改善电力系统的负荷平衡，并可降低线路损耗。
（5）可起调峰作用。
联网太阳能光伏系统是世界各发达国家在光伏使用领域竞相发展的热点和重点，是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势，市场巨大，前景广阔。
2.并网发电系统的原理及组成太阳能电池发电系统是利用光生伏打效应原理制成的，它是将太阳辐射能量直接转换成电能的发电系统。
它主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。
如下图所示:白天有日照时，太阳能电池方阵发出的电经过并网逆变器将电能直接输送到交流电网上，或将太阳能所发出的电经过并网逆变器直接为交流负载供电。
图2－1.并网发电原理图（1）太阳能电池组件一个太阳能电池只能产生大约0.5伏的电压，远低于实际使用所需电压。
为了满足实际使用的需要，需要把太阳能电池连接成组件。
太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池，这些太阳能电池通过导线连接。
光伏电站重要知识
光伏电站一、概述并网太阳能光伏发电系统：是由光伏电池方阵并网逆变器组成，不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接将电能输入公共电网。
并网太阳能光伏发电系统相比离网太阳能光伏发电系统省掉了蓄电池储能和释放的过程，减少了其中的能量消耗，节约了占地空间，还降低了配置成本。
太阳能发电系统系统组成及功能：①太阳能电池板：是太阳能发电系统中的核心部分。
②逆变器：太阳能的直接输出一般都是12V、24V、48V，为能向220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用逆变器。
③交流配电柜：其在电站系统的主要作用是对备用逆变器的切换功能，保证系统的正常供电，同时还有对线路电能的计量。
某光伏电站全貌并网光伏电站原理图二、本项目技术特征装机容量：指发电能力，是全部发电机组的总发电能力，是设计最大功率。
并网电量：通过卖电表计量，并入电网的电量。
连接69KV:为了避免电力输送过程中的电量损失，需要高压输电，因此在并网逆变器出来的电需要通过69kv升压站升压，供给给用户时再通过降压站降压。
保证电量：由于受自然条件限制，并不是每个时期发电机组满负荷运行，于是有一个发电出力率的问题，根据多年气象资料统计计算，电站在较长时段工作中，所能发出的相应于设计保证率的平均出力，称作该电站的保证出力，保证出力下的电量，称为保证电量。
利用率：保证电量占并网电量的百分比称作利用率。
出售电量：企业卖给用户的电量。
三：举例例如：本项目装机容量是38兆瓦，属于设计最大功率；发出来的直流电通过并网逆变器转化成交流电（有损失），再通过69kv的升压站升压后输送（有损失），到达并网处后通过降压站降压（有损失），降压后并入电网的电量是30兆瓦（共损失了8兆瓦）。
但这都是设计理想状态，实际由于阴雨天、检修等原因，每 50年平均(P（50），或者是50%概率的保证率，其含义待进一步明确)下来可以并网的保证电量是8.89兆瓦。
如此，8.89/30=29.6%，即利用率是29.6%。
光伏并网10KV环网箱、光伏并网10KV箱式变电站
新能源本部 项目管理中心
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3 光伏电站接入电网的制约条件
3.2电压不平衡度
电压不平衡度则与站内光伏电池组布置及逆变器接线紧密相关， 设计经验表明，大中型光伏电站一般采用三相逆变器，这类电站只要 光伏电池组布置得当，则电压不平衡较小； 部分小型光伏电站采用了单相逆变器，这类电站通过在每相上 各连接一台逆变器组成三相系统，对于这类电站，必须得有保护装置 保证相关单相逆变器同切同投，以满足电压不平衡度的要求。
新能源本部 项目管理中心
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3 光伏电站接入电网的制约条件
3.4 电压损耗
为保证光伏电站公共接入点供电电压满足用户需要，光伏电站并网线路 越长，并网线路沿线各点的电压畸变越严重，电压损耗越大。为保证光伏 电站并网的经济性，接入系统引起的线路电压损耗应满足下式。
∆u % ≤ 5% 1 = u% ( R0 + X 0tgϕ )Gl 2 ∆ 10U N
1.6 主变压器
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1光伏电站基础知识介绍
1.7 升压站
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2 光伏电站并网方式的选择
2.1 光伏电站并网方式
（a） 专线接入方式
（b）支接方式
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2 光伏电站并网方式的选择
2.1 光伏电站并网方式
对运行管理方面的影响 光伏电站采用专线接入系统，运行管理相对简单。而光伏电站支 接入某条馈线，单电源线路变化成为双电源线路，增加了运行检修难 度。
新能源本部 项目管理中心
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5 并网手续流程
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6 光伏电站并网设备1、10KV电缆分支箱
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6 光伏电站并网设备2、箱式变电站(光伏电站）
26
6 光伏电站并网设备3、箱式开闭所
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光伏并网电站简介
太阳能光伏发电并网系统与电力电网的联网已有接近20年的历史，在这期间光伏发电技术、光伏逆变技术和并网接入技术都有了很大的进步。
太阳能光伏的开发利用已成为当今国际上的一大热点。
白天，在光照条件下，太阳电池组件产生
一定的电动势。
通过组件的串并联形成太阳能
电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的
要求。
再通过方阵接线箱汇流后，经并网逆变
器将直流电转换成交流电，并入用户侧电网或
公共电网。
光伏发电系统还有（包括）防雷装
置、监控装置，以及保护系统设备的过负载运
行，免遭雷击，维护系统设备的安全使用。
一、光伏并网电站简要描述
光伏并网电站，也就是与电网相联接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站。
可以认为是一种将集中电站分散到电网的节点上
的一种方式，是指与公用电网通过标
准接口相连接，像一个小型的发电厂
连接到国家电网的发电方式，成为电
网的补充，典型特征为不需要蓄电池。
光伏并网电站，其运行模式是在
有太阳辐照的条件下，太阳能组件阵
列输出的电能，经过直流汇流箱集中
送入直流配电柜，并网逆变器并入电网的用户侧或配电侧。
整个发电系统无需考虑储能，在电网的支持下完全达到电能的最大利用率。
光伏并网电站，其并网逆变器会把直流电转换为与电网同频率、同相位的正弦波交流电接入220V/380V低压电网。
如果要接入公共电网，则需要通过与电站装机规模、电网电压相匹配的升压变压器接入。
光伏并网发电系统的应用范围，一是应用在光伏地面电站：集中大规模发电，经逆变器、升压变压器在电网的高压侧并网，利用电网远距离传输到终端用户；二是应用在光伏屋顶电站：以光伏建筑一体化的形式，有效利用建筑屋顶，因地制宜应用光伏发电，经逆变器就近实现用户侧并网。
二、光伏并网电站设备组成
光伏并网电站，由光伏发电系统、逆变系统和并网接入系统等三部分组成。
光伏电池组件、
光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备（如果是高压并网还应该有升压变压器），是光伏并网系统的基本
设备。
其中光伏电池组件、并网逆变器属于关
键设备。
另外还有电站监控装置和环境监测装
置。
光伏并网电站，光伏发电系统、逆变系统
和并网接入系统，是最基本的组成部分。
而对
于光伏离网发电系统来说，系统的组成和采用
的设备略有不同，最关键的是增加了蓄电池储能系统。
三、光伏并网电站设备功能
1、光伏电池组件
光伏组件是光伏发电系统的关键部件，其定义为具有封装及内部联结的、能单独提供直流电流输出的，最小不可分割的太阳电池组合装
置。
同时，光伏组件也是支撑多块电气连接的
光伏电池的集成单元，并起到保护作用。
电池组件的连接包括电路连接、结构连接
两部分。
线路连接是将太阳能电池产生的电力
与外部线路连接，通过直流汇流箱、直流配电
柜和逆变设备把电能送至终端负载；结构连接
是将电池组件与方阵支架连接，通过铝压块、C型铝材轨道、型钢支架、混凝土基础或屋面梁集成为一个整体。
2、方阵支架
方阵支架，是光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能电池组件而设计的支撑物。
无论是地面光伏电站、屋顶光伏电站，还是光伏建筑一体化。
方阵支架的强度和与基础连接可靠性是重中之重，但是方阵支架表面防腐、光伏组件安装、缆线走向、防雷接地等方面也必须考虑到。
特别是光伏建筑一体化，方阵支架应充分考虑与建筑屋顶、立面墙的完美结合，以及光伏组件安装、缆线走向，穿线孔应提前预留。
线、管、孔、洞的预留位置、走向等应与土建
同步设计、同步施工、同步验收。
充分考虑防
雷措施。
方阵支架要可靠接入防雷接地网。
光伏方阵间距计算。
当光伏电站功率较
大，需要前后排布太阳电池方阵，或当太阳电
池方阵附近有较高的建筑物或树木的情况下，
需要计算建筑物到前排方阵的阴影，以确定太阳电池方阵与建筑物的距离。
一般的确定原则：冬至当天早9：00至下午3：00 光伏方阵不应被遮挡。
3、直流汇流箱
在太阳能光伏发电系统中会使用到汇流箱，汇流箱又名太阳能光伏汇流箱、光伏阵列防雷汇流箱、光伏防雷汇流箱等。
将光伏组串经过串联和并联后，接入汇流箱中，从而使线缆集中放置，以减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之间的连线。
同时，汇流箱包含有电流监控与通讯功能。
汇流箱有4、8、12、16路标准规格型号的产品，
可接入4、8、12、16路太阳电池串列，每路电流最大
可达10A。
右图是8路汇流箱。
输入端位于机壳的下部，从图中可以看出汇流箱
最多允许8路输入，注意与光伏组件输出正极的连线
输入位于底部的左侧，而与光伏组件输出负极的连线
位于底部的右侧，用户接线时需要拧开防水端子，然
后接入连线至保险丝插座，然后拧紧螺丝，固定好连
线，最后拧紧外侧的防水端子。
输出端位于机壳的下部，从图中可以看出输出包
括汇流后直流正极、直流负极与接地线，接地线为黄
绿线。
用户接线时需要拧开防水端子，然后接入连线，然后拧紧螺丝，固定好连线，最后拧紧外侧的防水端子。
4、交直流配电柜
在光伏并网发电单元中，直流配电柜输入端与直流汇流箱、输出端与逆变器相接。
直流配电柜的直流配电单元，主要是将光伏组件输入的直流电源进行汇流后接入
逆变器或直接供给其它直流负载。
◆直流输入电压：＜800VDC；◆直流输
出电压：＜800VDC；◆直流输入电流：≤125A/路（回路数可选）；◆直流
输出电流：≤125A/路（回路数可选）；◆额定绝缘电压：1000VDC。
在光伏并网发电单元中，交流配电柜输入端与逆变器、输出端与电网
相接。
交流配电柜的交流配电单元，主要给逆变器提供并网接口，配置输
出交流断路器，直接供交流负载使用。
另外还含有并网侧断路器、防雷模
块、逆变器输出计量电度表，交流电网侧配置电压电流表等测量仪表等，
方便系统管理。
◆交流输入电压：220/380V±10%；◆交流工作电压：
220/380V±10%；◆输入功率：≤500KVA；
工作环境：◆配电柜防护等级：IP30；◆最大海拔高度2000m；◆周围空气温度：上限+45℃，
下限-25℃；◆相对湿度：不大于95%。
5、并网逆变器
我们知道，把交流电能变换成直流电能的过程称
为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。
与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。
光伏并网逆变器，是与电力电网连在一起的逆变设备，用于将电能变换成适合于电网使用的一种或多种形式的电能的电气设备。
最大功率跟踪控制器、逆变器和控制器均可属于并网逆变器的重要组成部分。
6、升压变压器
升压变压器，是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能的重要元件。
并网逆变器输出的低压交流电，通过干式变压器升压至10kV、
35KV或110KV等公共电网。
右图是一台10kV三绕组干式变压器。
高压侧10kV，配置10kV开关柜。
低压侧开关柜电压按逆变器
输出电压确定。
输出经10kV铠装交联电缆接入电网。
10kV开关柜型号为KYN，真空断路器1250A，短路电流25kA，
JN-10型接地开关，RN-10型熔断器，JDZ型电压互感器，LMZ-10型电流互感器，FZ避雷器。