居民分布式光伏应用技术及安全培训
一、光伏发电工作原理
（一）交流电和直流电的基本概念
交流电的大小和方向都随时间变化而变化，是按正弦波变化的，其变化频率为50HZ；直流电的方向则不随时间变化，但大小可能变化，一般稳恒的直流电其大小和方向都不变。直流电不按正弦波变化的，没有频率变化。（图1、2）
（二）交、直流变换的基本概念
1.整流：将交流电变换成直流电的过程称为整流（把正弦波变换成直线），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。
2.逆变：将直流电变换成交流电的过程称为逆变（把直线变换成交变方波，频率参考为50HZ），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。（图3）
（三）光伏并网发电工作原理
工作原理：光伏并网系统将光伏电池通过串并联组成光伏电池阵列，将太阳能转化为直流电能，再利用并网逆变器，将直流电转化为交流电馈送电网。光伏并网系统根据其是否含有储能设备分为可调式并网型光伏发电系统和不可调式并网光伏发电系统（目前市本级居民光伏发电除新塍沙家浜杨建荣用户为储能可调式并网型外，其他全部为不可调式并网光伏发电系统）。（图4）
二、光伏发电系统的组成 （一）光伏发电系统组成
太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池（图5）、蓄电池（图6）、控制器（图7）和逆变器（图8）等组成。
太阳能电池：基于半导体的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能，送蓄电池储存或供给负载，是太阳能光电转换的最核心的器件。
蓄电池：储存太阳能电池受光照时所发出的电能并可随时向负载供电。
- 1 -
控制器：控制整个光伏发电系统的工作状态, 并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。
逆变器：把太阳能电池输出的直流电变换成与电网相同电压和频率的交流电, 同时还起到调节电力的作用。
无论是住宅并网光伏系统还是集中式并网光伏系统, 其核心技术是并网逆变器及其控制。目前市本级居民分布式光伏发电系统大部分不具备储能设备，没有配置蓄电池，而是直接发电供负载使用或上网。
（二） 光伏发电系统逆变器的特性 要了解并网与离网概念
1．并网。是指发电系统与市电电网有直接的电气连接，并网型光伏发电系统是指将光伏电池输出的直流电能通过功率变换装置与电网连接在一起，可以向电网输送有功功率和无功功率的发电系统，一般包括光伏阵列、控制器、逆变器、储能控制器、储能装置等。
2．离网。是指发电系统与市电电网没有直接的电气连接，离网型光伏发电系统是指将光伏电池或储能设备输出的直流电能通过功率变换装置，单独直接供给负载使用。
3．光伏逆变器类型。光伏系统能否并网取决于光伏逆变器，与光伏板本身无关，光伏逆变器可分为离网型和并网型。
并网型逆变器指的是逆变器需要在电网的支持下才能正常运行，在逆变器正常运行时，需要电网对其做频率、电压的参考，在这种情况下电网一旦断电、参考消失，在外界没有交流信号的前提下并网逆变器会自动保护关机，那么逆变器也就无法正常发电（这是并网型逆变器具有孤岛保护功能的一个特点）；而离网型逆变器不需要电网支持，电网一旦断电，离网型逆变器仍可自己运行发电。
三、居民光伏发电接入方式
居民分布式光伏是指自然人利用拥有使用权的房屋、建筑物、非农耕土地等场所，建设以380/220V电压等级接入电网的光伏发电系统。
接入用户内部可采用全部上网、全部自用、自发自用余电上网三种方式，由
- 2 -
用户自行选择。目前居民光伏按接入方式可分为直接接入公用电网的居民光伏电站（电量全部上网）和接入用户内部电网的居民分布式光伏（电量自发自用余电上网或全部自用）。
（一）自发自用、余电上网方式
“自发自用，余电上网”是指分布式光伏发电系统所发电力主要由电力用户自己使用，多余电量馈入电网。它是分布式光伏发电的一种消纳方式。对于这种运行模式，光伏并网点设在用户电表的负载侧。
主要设备：太阳能电池板若干、并网逆变器1台、双向（售电、上网）计量表1只、光伏发电计量表（单向）1只、并网专用开关（失压开关）1只、光伏侧刀开关1把、表前隔离开关1把。如（图9）所示：
10KV线路居民光伏用户发电接线图（自发自用、余电上网）低压母线用户1用户2孤岛区域用户30.38/0.22kV进户线（接户线）太阳能电池逆变器用户（售电、上网）双向计量电能表表前隔离开关 光伏发电计量电能（单向）低压并网专用开关光伏发电系统闸刀产权分界点分支开关并网点用电设备 （二）全部上网方式
“全部上网方式”是指分布式光伏发电系统所发电力全额馈入电网，对于这种运行模式，光伏并网点设在用户电表的负载侧，接入点选择在用户售电关口计
- 3 -
分布式光伏发电安装及使用培训资料
