摘 要：光伏并网发电系统具有直接输电的特点，是现代发电新技术中的主流代表。光伏并网发电系统实现了光能向电能的转化，促使电能可以快速接入到主电网内，提高了电网供电的效率，而且体现了节能、高效的特性。
关键词：光伏并网发电系统；关键技术；对策探究
20多年来，我国一直致力于研究完善光伏太阳能发电技术，以生产清洁能源，促进环境良好且可持续发展。2016年我国光伏发电新增和累计装机容量均为全球第一，新增和累计装机容量分别达到3454、7742万千瓦。根据国家对光伏发电的相关管理规定，安装光伏发电设备，用不完的电（即余电）可上网至公共电网，由当地电网企业和用户结算上网费用，标准参考当年的标杆燃煤电价，此外用户光伏设备发出来的电还可享受国家规定的相关补贴。
伴随着家庭、企业与农业、集团与区域等独立光伏发电系统的安装，特别是当光伏发电量多余时，并入公共电网并需要核算供应电量成本时，并网技术无法完全满足公共电网运行安全性与可靠性要求，且存在核算成本困难等问题。
1 光伏并网发电系统的设计
光伏并网发电系统，属于光伏发电系统的一个项目，通过逆变器接入到电网内，共同供应社会用电。并网光伏发电系统的结构构成如图1所示，光伏电池阵列，用于收集太阳能，其可架设在高层建筑的顶部，确保光伏并网发电系统具有充足的太阳能光源。DC/DC，为功率跟踪器，促使光伏并网发电系统内的功率能够保持在最佳状态，图1是有蓄电池环节的系统，使光伏并网发电系统具有可调度的特点，完成电能储藏，同时也增加了DC/AC的工作负担。DC/AC是指光伏发电系统与电网系统相连接所用的逆变器，光伏发电系统可以稳定地连接到电网系统内。大量分布式发电系统接入到电网内，加快了电网智能化的建设进程，尤其是光伏并网发电系统的设计，拓宽了社会对太阳能资源的使用范围，缓解了传统电能的供应压力。
2 光伏并网发电系统中的关键技术
2.1最大功率点跟踪技术
最大功率点跟踪主要是明确光伏并网发电系统所处的环境，分析环境中温度、光照等因素对并网的影响，绘制光伏并网发电系统的特性曲线，根据曲线的变化跟踪并网光伏发电的最大功率点。最大功率点跟踪技术关系到光伏并网发电系统的运行效率，例举比较常用的两类跟踪方法，如：(1)扰动观察法，在光伏并网发电的过程中设计小型扰动，比对扰动前后的并网状态，得出最大功率点的位置，并网扰动的方法是控制输出电压，利用电压差形成扰动并跟踪功率状态；(2)电导增量法，此类方法中两项决定性的因素是瞬间电导数据和变化量，分析光伏列阵的曲线变化，找出曲线的单峰值，由此判断光伏并网是否处在最大值的发电状态，电导增量检查中需要确定一个特定的阈值E，当最大功率处于±E的范围内时，即可找出并网发电的最大功率点。
2.2并网逆变器控制技术
并网逆变器能够保障光伏并网发电系统的灵活性，满足建筑工程的多样化需求，确保太阳能处于最佳的转换状态。逆变器可以控制光伏并网发电系统的工作模式，主要是为电流提供直接或间接控制的方法。近几年，间接与直接控制融合发展，发挥间接、直接电流的控制作用，弥补双方的不足之处，融合后的并网逆变器控制，可以随时跟踪电流变化，确保电流的稳定性。
2.3并网发电功率预测
并网发电功率预测，其可降低外界因素对光伏并网发电系统的干扰，有利于维护光伏并网发电系统的整体水平。并网发电功率预测的方式分为直接和间接两种，找出可能影响光伏并网发电系统的因素，如：云量、光照角度等，提高光伏并网发电系统的转化率，全面预测并网发电的功率，还可借助模型筛选功率预测的数据，严格处理预测数据，完善光伏并网发电系统中的功率预测。以云量影响因素为例，分析并网发电功率的预测，云量越多，对并网发电功率的影响越大，即会降低光伏并网发电的效率，而且云量是光伏并网发电的一大影响因素，所以采取并网发电功率预测的方式，规划云量影响下的发电设置，有目的的提高太阳能的转化效率。
2.4分布式电源并网技术
光伏并网发电系统利用分布式电源并网技术，直接接入到配电网内，实现发电与用电的一体化运行，属于一种自发自用的配电网。分布式电源并网技术的核心是分布式光伏发电，在220V和380V的配电网内较为常用，有效降低了配电网的能源分配，体现了节能降耗的思想。
3 光伏发电并网问题解决对策
3.1防雷系统安装
对于室外光伏发电系统，为降低雷击灾害对其造系统最大负荷光伏穿透功率=×100%（1）2017年第01期工业技术创新IndustrialTechnologyInnovation·130·2017年第01期成的影响，需在设计阶段做好防雷接地工作，安装必要防雷装置，及时将雷击电流引入地下，避免对电网造成损坏。
一方面，设置外部避雷装置。总结以往经验，为光伏发电装置安装接闪器、引下线与接地装置。通过接闪器吸收雷击电流，再通过引下线与接地装置的连接及时将过大的雷击电流引入地下。
另一方面，内部防雷保护。安装等电位系统、涌浪保护器等装置，避免电压超出系统承受能力，确保系统安全运行，提高防雷效果。
无论选择哪种防雷系统，均需结合实际情况，科学分析和设计，尽量使一个避雷系统将整个光伏发电系统囊括在保护范围内，并节约成本。
3.2配电系统规划
光伏发电并网会对配电网产生一定影响，出现电压偏差、电压波动与闪变等情况，制约电网运行质量。为消除此类影响，在并网前必须对光伏发电配电系统进行合理规划，充分分析电压波动与谐波污染对大电网运行产生的影响，采取措施提高电能输出质量与并网技术水平。应根据实际需求分析电源优化配置方案，如电源容量与选址等，选择科学的控制方式、接入位置及并网技术。另外，配电网规划设计时还要重点分析光伏发电原理，确定影响因素，提高发电稳定性，确保实现发电量的准确观测。同时，还需对经济性及安全性等方面进行深入研究。
3.3并网干扰控制
光伏发电并网虽然会对区域或公共电网运行安全性和可靠性产生一定影响，但也可为用户提供绿色电能，符合节能降耗生产理念，具有巨大发展优势。需深入分析并掌握光伏发电系统与电网间的作用，作为提高大电网综合运行效率的重要保障。例如，针对光伏发电系统电源特性进行研究，建立动态模型，结合经验对常见不确定性问题进行分析；对下一阶段的运行状态进行预测，作为大电网运行管理的依据，增强对换流器电压频率的控制效率。同时，为保证各种不确定因素的有效控制，还应研究提高预测光伏发电功率准确性的方法，并制定高效与稳定的计划方案。
3.4调压方式优化
配电网调压复杂程度高。为降低光伏发电并网对配电网造成的影响，需根据配网不同节点的特点及运行状态确定调压方法。一方面，应对光伏发电所处环境的光照情况和建筑规模进行分析；另一方面，应结合实际发展要求，合理规划设计光伏电源；最后，在维持原有配网结构状态前提下，对配电网电压进行调节。
4 结束语
光伏并网发电系统，朝向成熟化的方向发展，逐渐成为电网系统的重要组成部分。光伏并网发电系统内的关键技术，需要根据系统设计进行规划设计，以免影响并网的运行效率，同时还要落实安全保护技术，预防光伏并网发电系统的风险事故。完善关键技术在光伏并网中的应用，推进系统技术的应用，保障光伏并网发电系统的优质性。
参考文献
[1]曲洪达,白恺,李智,宗瑾,张改利,翟化欣.光伏发电并网效率提升的关键技术研究现状[J].华北电力技术,2014,01:8-12.
[2]黄雯.分布式光伏电源并网技术研究[D].西南交通大学,2014.
论文作者:吕浩阳
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/26
标签：并网发电论文; 光伏论文; 系统论文; 电网论文; 功率论文; 云量论文; 电压论文; 《电力设备管理》2017年第4期论文;