摘要：随着经济的发展和进步，近年中国的光伏产业有了长足的进步，装机容量也不断攀升。国内外光伏行业的相关标准和法规已经很完善，光伏并网技术足以解决电能质量问题以及电力安全问题。现在很多家庭和企业都安装了光伏发电系统，技术上都可以满足公共电网的要求。下面将对光伏并网技术进行论述和简要分析，以供参考。
关键词：太阳能；光伏发电；并网技术
引言
随着社会发展和科技进步，在日益恶劣的环境中，人们越来越重视绿色能源的开发和利用，太阳能则作为绿色新能源被挖掘和利用着，这也极大的促进了我国光伏发电技术的发展。光伏系统是不论规模，千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）都可以并网。并网是将光伏直流电通过逆变器等设备转换为符合电网规范的交流电。光伏发的电并入大电网，为人们提供更绿色的电能，并网是光伏并网电站申请接入电网时，非常重要的技术环节。
1、光伏发电系统与并网的特点
1.1光伏发电系统
光伏发电是通过光生伏打效应，在太阳能电池的两端产生电动势，将光能转化成电能。在光伏发电系统中，主要部件有：太阳能电池、逆变器、支架、配电设备。光伏发电系统其特点在于：工作点变化快，可靠性高、使用寿命长、不污染环境、又能结合建筑达到多功能使用。
1.2光伏并网发电系统
光伏并网发电系统是指将太阳能所发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后，将其接入公共电网，使其使用范围扩大。光伏并网主要特点是通过中低压配电网介入到超高压大电网或互联特大电网，将电能输送到电网，通过统一调配后被用户所使用。
2、光伏并网发电的意义
当前，我国与其他各个国家电能的产生多为水力和火力发电，其中火电是利用不可再生的化石能源，而水电被全世界普遍证明会破坏生态环境和地质，核电也被证明有潜在的风险。而太阳能作为可再生的能源，可以利用太阳辐射能资源有效缓解能源短缺带来的危机，弥补火电和水电的缺点。光伏系统运行时，安全性较高，没有噪声和环境污染，绝对清洁。太阳能光伏发电并不会占据多大面积，也不会受到能源分布地域的影响，可运用建筑屋面优势。光伏发电可以确保用户正常用电，并且确保供电的安全性，提高了供电企业和用电企业的经济效益与社会效益。在近些年来，在气候影响下，电源性缺电现象十分常见，特别是南方地区。所以，对太阳能光伏发电有效利用，对于当前电力供应供需平衡其作用更大。
3、光伏电站并网技术规定
3.1电网电压质量与频率的要求
并网的设计依据标准规范：《光伏系统并网技术要求》（GB/T 19939－2005）；《光伏发电站设计规范》（GB50797-2012）；《电能质量公用电网谐波》（GB 14549－1993）；《电能质量-三相电压不平衡》（GB/T 15543-2008）《电能质量-供电电压偏差》（GB/T 12325-2008）分布式光伏发电系统接入电网技术规范（Q/CSG 1211001-2014）；广东电网公司光伏发电并网运行管理指导意见；10）太阳能光伏发电及各专业相关的设计规程规定。例如：大乌斯、甘森、塔尔丁三个百兆级光伏电站通过110kV母线并网，通过330kV变电站或者汇集站输送至电网，依据导则，电压质量应该满足：（1）大乌斯、甘森、塔尔丁光伏电站的110kV连接点电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%。（2）在正常运行方式下，330kV那林格变和330kV汇集站的330kV母线电压允许偏差为系统额定电压的0~+10%，即330~363kV；事故运行方式下，330kV那林格变和330kV汇集站的330kV母线电压为系统额定电压的-5%~+10%，即313.5~363kV；330kV那林格变和330kV汇集站的110kV母线电压在正常运行方式下，电压允许偏差为系统额定电压的-3%~+7%，即106.7~117.7kV，事故后为系统额定电压的±10%，即99~121kV。2）电网频率的要求由于大乌斯、甘森、塔尔丁光伏电站通过接入点电压等级均为110kV通过750kV格尔木变连接青海电网，电网容量一般较大。因此偏差值允许可按照±0.2Hz考虑。
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3.2安全稳定性
大型光伏系统需考虑在并网之后，将会改变原有电网的潮流大小、功率流向、频率及电压等，因此，电力系统的静态和暂态稳定性会发生变化。根据我国《电力系统安全稳定导则》要求，光伏并网需满足幅值、电压、频率稳定要求及其电能质量的要求。
4、太阳能光伏发电并网应用的注意事项
4.1谐波问题
并网逆变器将太阳能转化为电能时会产生大量的谐波。谐波是包含在基频功率整数倍频率的电流，电力系统谐波干扰会影响电源稳定性和供电安全性。通常情况下太阳能光伏发电并网系统所产生的电压畸变率是符合相关标准的，但是当电压变入电流中产生大量谐波会对电压造成干扰，使其畸变率增加，影响了供电安全。因此在应用太阳能光伏发电并网技术时需要注意谐波的检测，通过加强检测排查，降低或缩小谐波的产生，控制好电压在变入电流时的畸变率，稳定输电供电。
4.2保护系统
太阳能光伏发电并网系统主要由太阳能电池板组件，控制器和并网逆变器组成。在实际应用中，由于能量的变化和电压的变化，电力系统可能会受到不利的影响。因此，太阳能光伏发电保护系统是非常关键的。电力保护系统包括升压变压器在高温环境下运行时的跳闸保护，以及专门针对电压过高或频率不稳情况下的电容器开关柜保护等。当太阳能光伏发电并网系统发生过负载、极性反接或者孤岛效应时，保护系统能够第一时间对其进行保护，从而保证供电系统的安全，降低供电系统的损失。
4.3防雷设置
在所有的自然条件中，雷电是对各种发电供电设备影响最大的自然干扰项。光伏系统中，雷电很可能对供电系统造成严重损毁，由此形成较为严重的供电故障。在太阳能光伏发电并网应用中，需要提前进行防雷系统的设计，降低雷击对发电系统的影响和破坏。
5、太阳能光伏发电并网技术应用的未来展望
光伏并网技术的发展主要体现在逆变器技术的发展，未来逆变器的技术趋势主要有：
5.1新器件和新拓扑
新器件和新拓扑的应用，如SiC、CAN、优秀的DSP等新型拓扑结构，使逆变器的效率不断提高。逆变器的最大效率达到99%，下一个目标是99.5%，中国的效率达到了一个水平，下一个目标是A+，A++。
5.2 功率器件的发展
逆变器目前采用的功率器件多为IGBT，IGBT技术更为成熟，近些年有更先进的IPM等功率器件的应用，使得逆变器的功率等级能更大的升级。目前集中式逆变器中，单体光伏逆变器能达到2.5MW，投资大电站的成本更为节约了。
5.3组串式逆变器功率升高
组串式逆变器功率已能达到单体80kW，功率密度提高的同时，重量也下降。更能适应不同的环境。
5.4微型逆变器的发展
微型逆变器2017年已超过4GW，未来也有更多的应用。这种产品能使发电量更优化，缺点是目前的单瓦价格较高。
5.5更安全可靠，电网适配性强
漏电流保护、SVG功能、LVRT、直流分量保护、绝缘阻抗检测保护、PID防护、防雷保护、PV正负反接保护等不断完善的功能，逆变器对电网的适应能力进一步增强，不断完善的保护功能，让系统更加安全可靠。
结束语
太阳能光伏发电并网技术，技术越来越先进，未来会在智能电网处于不断的应用、研发过程中，积极提高太阳能的利用效率，利用光伏发电并网技术，合理分配太阳能资源，减轻传统电能供应的压力。光伏发电并网技术的应用，应该注重太阳能的可持续发展，在应用中强调能源保护，持续、稳定的推进太阳能技术的进步，改善太阳能光伏发电并网技术的应用环境。
参考文献：
[1]王志成.光伏发电并网大电网面临不足点及改进措施[J].低碳世界，2017（27）：49-50.
[2]麦振强.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技风，2017（12）：185.
论文作者:陈志江
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/9
标签：光伏论文; 电网论文; 太阳能论文; 逆变器论文; 电压论文; 系统论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第19期论文;