光伏并网发电系统
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1光伏并网发电系统的简单介绍 ............................. 错误!未定义书签。 2光伏并网发电系统分类 ................................... 错误!未定义书签。
有逆流和无逆流 ....................................... 错误!未定义书签。 可调度式和不可调度式 ................................. 错误!未定义书签。 3并网光伏系统各部件 ..................................... 错误!未定义书签。 4并网逆变器 ............................................. 错误!未定义书签。
并网逆变器功能 ....................................... 错误!未定义书签。 最大功率点跟踪控制 ................................... 错误!未定义书签。 孤岛效应及其检测 ..................................... 错误!未定义书签。 5结语 ................................................... 错误!未定义书签。 参考文献 ................................................. 错误!未定义书签。
1光伏并网发电系统的简单介绍
根据光伏系统与电网的关系，一般分为并网系统和离网系统。而在并网系统中，根据有无逆流分为有逆流系统、无逆流系统。所谓逆流，即用户处采用太阳能电池和电网并行供电，太阳能电池供电有剩余时，将剩余电能送入电网，电能输送方向恰与电网供电方向相反，故称为逆流。这种系统一般为发电能力大于负载或发电时间同负荷不匹配。无逆流系统，则是光伏系统发电量始终小于负荷的用电量。根据光伏系统是否配置蓄电池，分为可调度系统、不可调度系统。可调度系统主动性较强，当出现电网限电、掉电、停电时仍可正常供电。
虽然光伏系统有并网、离网之分，并网系统又有逆流、无逆流，可调度、不可调度之分，但其基本组件一般都包括以下几个部分：太阳能电池方阵、储能装置、电子电力变换系统、控制器。对于并网系统，由于与电网相连，因此一般不需要储能装置，只有对特殊要求的负
荷,如需要有UPS(Uninterruptible Power Supply)功能，才配有储能装置。显然，与离网相比，并网发电节省了储能装置的成本，也省去了电池容量的设计。
2光伏并网发电系统分类 有逆流和无逆流
图1为逆流系统，这种系统最大特点就是太阳能方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在夜晚或阴雨，太阳能电池不能满足负载需要时，直接由电网供电。可见，有逆流系统免除了配置蓄电池，省掉了蓄能和释放的过程，可以充分利用光伏方阵
电网~太阳能电池方阵联网逆变器-/~负载 图1 有逆流系统
所发的电力，降低了成本。但是该系统中需要专用的并网双向逆变器，以保证满足该系统各项要求。
无逆流系统，则是指光伏系统的发电量始终小于或等于负荷的用电量，不够的电量由电网提供，在该系统中使用的并网逆变器为单向。
可调度式和不可调度式
根据并网光伏系统中是否配置蓄电池，又有可调度和不可调度系统之分，分别如图2、图3所示。
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图2 可调度式系统
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图3 不可调度式系统
可调度系统中配有容量较小的储能装置，一般采用自给天数为1~2天的蓄电池，市电与太阳能电源并行工作：太阳能电池产生的电力有剩余则反馈给电网；太阳能电池电力不足，则启用市电给负载供电，市电还保证蓄电池长期处于浮充状态；如果市电发生故障，且太阳能电池无法工作，则转成独立模式，由蓄电池给负载供电，一旦市电恢复正常再转成联网模式。可调度系统一般运用要求不间断的场合，而并网发电采用不可调度式系统即可。
3并网光伏系统各部件
太阳能电池方阵，由太阳能电池组件按照系统需求串、并联而成，在太阳照射下将太阳
能转换成电能输出，它是并网光伏系统的能量之源。
储能装置，一般采用铅蓄电池，与离网系统相比，并网对铅蓄电池的容量要求较低，一般只要1~2天即可，并且并非所有并网系统都需要蓄电池，如纯并网发电系统就无需蓄电池，因此，蓄电池在并网系统中并没有在离网系统中那么重要。
控制器，控制系统各部件按着要求运行，尽可能多的输出符合电网要求的电能。 逆变器，是整个并网系统中最为重要的一个部件，与离网不同，它不仅可将直流电转换成交流电，还可对转换的交流电的频率、电压、相位、电能品质等进行控制，具体将在下一节中详细介绍。
4并网逆变器 并网逆变器功能
逆变器是联网光伏系统的核心部件和技术关键。世界各大光伏系统公司都各有所长地推出了各种主电路拓朴结构及不同控制方式、不同功率等级的产品，它们可以是阶梯波形输出或全正弦波形输出，性能及效率指标相差悬殊。据德国汉诺威太阳能研究所报道，同样阵列容量在同样气象条件下，由于采用了不同构造的逆变器，每年送向电网的发电量竟可相差一倍之多。并网逆变器一般具有如下功能：
1、
自动开关。根据从日出到日落的日照条件，尽量发挥太阳能电池方阵输出功率的潜力，在此范围内实现自动开始和停止。
2、
最大功率点跟踪控制（MPPT）。对随着太阳能电池方阵表面温度变化和太阳能辐射照度变化而产生出的输出电压与电流进行跟踪控制，使方阵经常保持最大输出的状态，以获得最大的功率输出。
3、
防止“孤岛效应”。系统所在地的公共电网发生停电，当负荷电力与逆变器输出电力相同时，逆变器的输出电压不会发生改变，难以察觉停电，因而有通过系统向所在地继续供电，这种情况叫“孤岛效应”。在这种情况下，本应停了电的配电线中又有了电，这对于安检人员是危险的，除此外还有很多其它危害，因此应设置防止“孤岛效应”的功能。
4、 自动电压调整。在剩余电力逆流入电网时，因电力逆向输送而导致送电点电压上升，有可能超过商用电网的运行范围，为保持系统电压正常，运转过程中要能够自动防止电压上升。
最大功率点跟踪控制
太阳能电池板的输出具有非线性特性，而且输出受光照强度、温度和负载特性影响，实时调节太阳能电池板输出电压，使之工作在最大功率点电压处以使太阳能电池板输出功率达到最大值，这个过程即最大功率点跟踪 (Maximum Power Point Tracking MPPT)。由于光伏电源装置原始投入高，并且光伏电池转换效率较低，所以需要使装置的效率最大，而使光伏电池工作于最大功率点上是一个提高效率的主要途径，因此进行最大功率跟踪控制是光伏发电系统所必需采取的措施。最大功率跟踪控制具体到P-V特性曲线（如图4）上，就是使光伏电池端电压始终处于Pm对应的电压附近。下面介绍几种常用的最大功率跟踪算法：
1、恒电压控制法（CVT）
通过图4可知，光伏阵列在不同光照强度下的最大功率输出点总是近似在某一恒定的电压值Vm附近，这样可以采用CVT法，在光伏阵列和负载之间通过一定的阻抗变换，使得系统成为一个稳压器，即阵列的工作点始终稳定在VM附近。这样不但简化了整个控制系统，还可以保证它的输出功率接近最大功率点。
但一般硅型光伏阵列的开路电压都会受到结温度的影响，在同样的光照强度下，最大功率点还会受到温度的影响，在光伏阵列的功率输出随着温度变化的情况下，如果仍然采用恒定电压控制策略，阵列的输出功率将会偏离最大功率点，产生较大的功率损失。特别是在有些情况下，光伏阵列的结温升高的比较明显，导致阵列的伏安曲线与系统预先设定的工作电压可能不存在交点，那么系统将会产生振荡。对于那些一年四季或者每天早晨温差比较
光伏并网发电
