并网式光伏发电系统的优化方案

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：光伏并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器，转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。图5-1并网式光伏发电系统结构图因为直接将电能输入电网，光伏独立系统中的蓄电池完全被光伏并网系统中的电网所取代。

随着全球经济的发展，新能源发电技术也迅速发展。太阳能以其资源量最丰富、分布广泛、清洁成为最有发展潜力的可再生能源之一。进入21世纪以来，世界太阳能光伏发电产业发展迅速，市场应用规模不断扩大，在后续能源的发展中所起的作用越来越重要。

光伏并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器，转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网（图5-1）。光伏并网发电系统主要有集中式大型并网电站，一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电；也有分散式小型并网发电系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，是并网发电的主流。当有阳光时，逆变器将光伏系统所发的直流电逆变成正弦交流电，产生的交流电可以直接供给交流负载，然后将剩余的电能输入电网，或者直接将产生的全部电能并入电网。在没有太阳时，负载用电全部由电网供给。

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图5-1　并网式光伏发电系统结构图

因为直接将电能输入电网，光伏独立系统中的蓄电池完全被光伏并网系统中的电网所取代。免除配置蓄电池，省掉了蓄电池蓄能和释放的过程，可以充分利用光伏阵列所发的电力，从而减小了能量的损耗，降低了系统成本。但是系统中需要专用的并网逆变器，已保证输出的电力满足电网对电压、频率等性能指标的要求。逆变器同时还控制光伏阵列的最大功率点跟踪（MPPT），控制并网电流的波形和功率，使向电网传送的功率和光伏阵列所发出的最大功率电能相平衡。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能光伏系统作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载断电率。而且并网光伏系统还可以对公用电网起到调峰的作用。太阳能光伏发电进入大规模商业化应用是必由之路，就是将太阳能光伏系统接入常规电网，实现联网发电。与独立运行的太阳能光伏发电站相比，并入电网可以给光伏发电带来诸多好处，可以归纳以下几点：

（1）省掉了蓄电池。

（2）随着逆变器制造技术的不断进步，以后逆变器的稳定性、可靠性等将更加完善。

（3）光伏阵列可以始终运行在最大功率点处，由电网来接纳太阳能所发的全部电能，提高了太阳能发电效率。

（4）电网获得了收益，分散布置的光伏系统能够为当地的用户提供电能，缓解了电网的传输和分配负担。

（5）光伏组件与建筑完美结合，既可以发电又能作为建筑材料和装饰材料。

并网式光伏发电系统的优化方案

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