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摘要：新时代背景下，诸多的新能源以及能源的开发新途径被人们挖掘出来，使得人类的发展获得了更大的助力。其中，分布式光伏发电系统，就是新技术的一项，并且利用了新能源。本文介绍了分布式光伏发电系统接入配电网所要求的技术条件和要求，系统总体构成及系统实现的硬件和软件技术方案，研究了系统各组成部分的基本原理及实现方法，为分布式光伏发电系统接入配电网的实现提供了理论指导和实际参考经验。
关键词：分布式光伏发电；太阳能；配电网
1 引言
近年来，随着社会和经济的可持续发展，世界各国都非常重视优化能源结构，在新能源开发利用方面大力推动分布式发电的技术应用与创新，而光伏产业是我国新能源产业发展的重要方向，因此大力发展包括光伏发电在内的可再生能源已经成为我国保障能源供应、治理环境污染、推动节能减排、应对气候变化的战略性选择。在新形势下，国家提出要建设美丽中国，进行生态文明的建设。因此基于这样的时代大背景下，就要求提出利用新能源，并且还要求新能源的采用能够达到节能降耗的作用。
2简要介绍分布式光伏发电
2.1分布式光伏发电的含义
分布式光伏发电对于我国电力资源的发展现状来说，还是一门新型的技术。由于将其接入电网后，大大的改变了传统电网的结构，将之前的无源电网改变成为有源电网。这项技术存在有诸多优势，使得分布式光伏发电的关注度越高。它是通过诸多的太阳能组件设备，利用太阳光子与设备发生的光电反应，进而输出电流，为用户提供电力资源供生产生活用。分布式光伏发电系统在进行建设时，采用的是因地制宜与就近原则，利用当地的资源，以及所所在地的太阳光强度、纬度和气候因素，使得太阳能得到最大的利用率，进而转换为更多的电力资源。
2.2分布式光伏发电的特性
在上述的分布式光伏发电含义中，可以获知，要想进行分布式光伏发电，就意味着利用当地的太阳能资源。因此就要坚持因地制宜和就近原则。这也是分布式光伏发电所具备的第一个特性。其次，太阳能的利用，势必会受到天气气候条件的影响，天气晴朗时，太阳能所带来的电力资源就会多，天气阴天、多云时，则电力资源少。再者，当分布式光伏发电系统接入到电网中，进行输出时，电能有着间歇性和不稳定的特性。并且输出的功率较小。另一方面，由于分布式光伏发电使用的是太阳能的转化，因此其污染很小，带来的环保效益很显著，有利于国家的生态文明建设。
2.3接入系统的具体要求及案例
根据做过的光伏发电项目经验，就国家电网出台新接入通知后，从主要的几点入手，对光伏发电项目接入电网的具体要求作一简要的分析。
根据项目周边供电网络现状及发展、工程可行性、电网安全等方面要求，提出2个接入方案，通过对2个方案的技术经济比较，推荐其中的一个方案。以江苏省的中超 2 MW 太阳能项目为例，共提出 2 个方案，方案 1 为 T 接方式，方案 2 为专线接入方式，综合比较如表 1所示。
表 1 江苏省中超 2 MW太阳能项目 2种方案比较
3分布式光伏发电系统硬件设计
3.1太阳能电池组
目前广泛应用的太阳电池组件是结晶硅组件，制作太阳能电池最理想的材料高纯硅材料，当光照射到光伏元件上时，在基体硅材料上生成类型相反的掺杂层从而形成大面积的PN结，在PN结附近形成光生电场即光生电压。在太阳能电池P-N结两侧的引出电极上接上负载，即有电流通过，将太阳能转换成电能。
分布式光伏系统总体性能的最关键的问题是使系统能最有效地利用太阳能资源，因此在组件安装时应向阳光最充足的方向安装，安装倾角主要由安装地域的经度、纬度、最佳辐照量决定。
3.2蓄电池
蓄电池作为系统的储能设备，储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能，当光照或太阳能电池组所发电量不足时释放电能。在分布式光伏发电系统中，对蓄电池的要求主要与使用方式及当地气候有关，要综合考虑蓄电池的额定容量、低温放电和充电性能、充电效率和深放电后的恢复性能、使用寿命、海拔、电池组内各单体电池的一致性，在选择时要保证经济性与可靠性，选择合适的型号和容量。
3.3充电控制器
分布式光伏发电系统中蓄电池因日照影响会频繁充放电，会出现过充电和过放电的现象，过充（放）电都会缩短蓄电池使用的寿命，光伏发电系统中使用充电控制器来防止过充（放）电对蓄电池造成的损害。充电控制器通过控制太阳能电池组件向蓄电池充电的电流和电压，达到控制电池组件对蓄电池的充电，并控制蓄电池和太阳电池组件对负载的电能输出。选择充电控制器时应注意系统电压、输入（输出）最大电流、蓄电池过充（放）电保护门限等参数。
3.4逆变器
太阳电池组件在阳光的照射下产生的是直流电，而发出的直流电需要通过逆变、控制、检测、保护等过程才能并入电网，通常通过逆变器来实现。逆变器的控制主板采集来自太阳电池组件产生的直流以及电网侧的电流和电压采样信号，经过分析处理向驱动主电路发出控制指令，输出正弦波电流，从而实现并网发电。
3.5配电设备和安全装置
配电设备是分布式光伏发电系统必不可少的组成部分，其包括母线和控制设备、保护设备、测量设备等用来接受和分配电能的设备，同时系统必须有防雷和接地设备以防止直击雷。
4分布式光伏发电电能质量现状分析
在2009年起，开始了“金太阳”工程，以此来扶持分布式光伏发电的发展，并且在国家政府的支持下，我国的分布式光伏发电在近几年来呈现了急剧性的增加。基于此，我国的分布式光伏发电中获取的电能在质量上就会出现部分问题，其中在电压波动和谐波上有着较大的漏洞。比如：由于分布式光伏发电的电源输出受太阳光影响最大，因此其就有波动性和周期性的特性，因此就这会造成电能的输出的电压会存在有闪变的现象。另一方面，在电网调峰期还存在有电压脉冲以及跌落等电能质量问题。再加上分布式光伏发电需要通过电力电子逆变器来并网，很容易造成电能能源质量的谐波和三相电流不平衡的问题。
5分布式光伏发电系统接入电网的设计
5.1完善分布式光伏发电系统接入电网的技术
分布式光伏发电系统在接入电网后，会对电压、电流产生影响，还给电网带来了谐波电流和孤岛效应。诸如此类的问题在很大程度上都影响着电网发电。因此就需要将其接入技术进行不断的完善，比如对其技术参数和承受大电网扰动能力的技术进行改进，以及其建设设备和接入设备先进性的研发，或者是光伏发电系统的并网技术等。
5.2经济型接入方案的设计光伏发电带来的电流输出较小，因此其经济效益也会较低。基于此，就需要对接入方案进行一个经济型的设计，因地制宜，优先采用当地的有效资源和设备，就近建设发电厂，并且充分的利用电厂所在地的太阳能资源。
5.3电能质量监测
在上述中，可以获知光伏发电接入电网后，会给电网中的电能质量产生较大的影响，这直接影响着电网整体的运转，也给用户的生产生活带来诸多的不便。因此就需要对电能质量进行监测，开展实时的监视、调节和控制，这样才能够将电能控制在一个良好的状态，并且在出现闪变和激增时，进行有效的电能管理，确保输出的电力资源质量较高。
6结语
本文对分布式光伏发电系统接入配电网的相关技术进行分析，提出了系统接入配电网的条件与考虑因素，为实现系统接入配电网提供了理论指导和实际参考经验。
参考文献：
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[2]张正陵.积极应对分布式电源并网[J].中国电力企业管理，2014（05）：23-25.
[3]高毅.分布式光伏发电在智能电网中的作用分析[J].建筑工程技术与设计，2014（03）：370.
论文作者:王晨煜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/15
标签：分布式论文; 光伏论文; 电网论文; 电能论文; 系统论文; 太阳能论文; 蓄电池论文; 《电力设备》2017年第20期论文;