（中国电建集团海南电力设计研究院有限公司 海南省海口市 571100）
摘要：光伏并网发电系统内的技术比较复杂，相关技术的应用目的是提高太阳能的转化率，解决我国电能资源中的消耗问题，推进清洁能源的利用率。光伏并网发电系统中的关键技术起到重要的作用，不仅深化了对太阳能的应用，更是改善了光伏并网发电系统的运行环境。因此，研究光伏并网系统设计技术，对促进光伏并网发电系统建设具有非常重要的意义。
关键词：光伏发电；并网系统；系统设计；关键技术
光伏发电系统中主要运行是依靠的太阳能，将太阳能转化成电能，通过逆变器的作用将其传送到电网中，最终实现电力能源的供应。在光伏发电并网系统中形成的各种技术要素非常多，从结构上来看十分复杂，此项技术的关键点就是对太阳能实现转化，将电能中的一些消耗问题进行解决，将清洁型能源更多应用于企业和工程建设中，在此过程中光伏并网发电系统技术作用重大，因此加强系统的运行环境控制是必要的。
一、光伏并网发电系统基本结构
在光伏并网发电系统的基本结构中，包括了光伏电池阵列、功率追踪器、蓄电池组、逆变器和交流负载、交流电网等多个部分。其中，逆变器可以实现电网和光伏发电系统的连接作用。依据有没有作为储能容器的蓄电池，可以将其系统具体分为两种，即可调度式并网光伏发电系统和不可调度式并网光伏发电系统。前者在逆配电器中配有负载开关和主开关，能够让系统实现不间断供电，而后者的逆变器可以把光伏电池板产生的直流电能转化成为与电网电压同相且同频的交流电，在主电网发生断电现象时，系统会对电网的供电工作自动停止。目前来看，作为具有重要作用的逆变器具有五大发展趋势，首先是拓扑结构越发简单，生产成本逐渐减低，体积逐渐变小；其次，是允许的直流电压输入范围逐渐增大；接着是其对软开关技术的应用渐渐加强；然后是在很多的光伏并网发电系统中，对于多点平逆变器的应用渐渐增多；最后是三相并网逆变器的逐渐发展。
二、光伏并网系统设计
（1）纯正弦波同步并网送电：通过DC/AC电压型逆变器实现电流瞬时控制，将电流控制成50Hz正弦波，自动与电网同步后送入电网。以正弦波电流的方式并网送电不会对电网产生谐波干扰和过多的无功分量。（2）太阳能电池最大功率追踪技术：以晶体硅为基本材料的太阳能电池在不同的照射强度和温度下其I-V特性曲线各不相同，而输出与I-V特性相应存在一个最大功率输出点，因此，对太阳电池最大输出功率点的追踪MPPT（Maximum Power Point Trace）成为提高整个系统效率的关键点之一。（3）反孤岛运行技术：并网发电运行时，电网因意外情况出现停电时，并网运行设备应该能够及时检测出电网停电情况，并与电网解列，停止向电网送电，以保护人身和设备安全。（4）独立供电及自动同步并网运行技术：系统在电网停电时，可实现自动与电网解列，独立向重要负载提供优质交流电能。在配备蓄电池后，本系统还可在夜间不间断地提供电能。在电网恢复供电时，通过与电网电压同步，可在不影响给负载供电的情况下切换至并网发电运行方式。
三、光伏发电并网关键技术
3.1并网逆变器控制技术
并网逆变器控制技术在光伏并网发电系统中发挥着重要的作用和意义，其中中心控制采用的是PID控制方式，通过将电流实现控制，保证了电网以及光伏并网发电系统的统一电流，通过系统在并网发电过程中的控制，通过直接以及间接的控制方法，将中间连接中存在的缺陷实现了弥补。PID控制技术保证了光伏发电系统的动态过程，根据电流中并网技术的引导，将电流进行不断的传输，同时还保证了电压的稳定性，对于光伏并网发点技术中最佳功率的形成有很大促进作用。
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3.2最大功率点跟踪技术
最大功率点跟踪技术是将光伏并网发电系统所处的环境进行确定，根据气候中的温度、湿度以及光照等因素实现对并网的调节，并根据发电系统的自身曲线特征绘制相应的过程图，根据曲线图片中显示的变化，对并网发电项目中的功率点实现跟踪的目的。最大功率点跟踪技术是否能够高效率运行与光伏并网发电项目的运行效果有很大关系，在应用中主要采用下面两种方法：（1）扰动观察法，此种方法通过扰动状态前后光伏发电系统产生的变化进行显示，将最大功率点的位置确定处理，通过扰动中电压的控制，形成电压差，最终实现对发电的扰动，确定出跟踪功率的整体状态。（2）电导增量法，这种方法通过变化量以及瞬间电导数据之间的变化情况，将光伏列阵中的一些曲线变化情况确定出来，将峰值找出，确定是否此时段处于最大值，查看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。
3.3分布式电源并网技术
分布式电源并网技术在光伏并网发电系统中的应用，能够提高供电的可靠性，保障光伏发电启停操作的灵活性。我国光伏并网发电系统中，引入分布式电源并网技术，用于平衡并网中的传输负荷，降低传输过程中的负荷损失，实现电力的就近输送和就近供应，解决了长距离电网供电的问题。分布式电源并网技术，可实现光伏并网发电系统的间歇性，检测光伏并网发电系统的高峰期与低谷期，利用分布式电源，实现储能和调用。例如：分布式电源在光伏并网发电的高峰期，提供定量的存储电能，而且分布式电源能够在光伏并网中，允许电压变化范围中的最小负荷位置，给与储能补充，实现高效率的缓冲应用。分布式电源并网技术的优势虽然多，但是很容易在光伏并网发电系统中引起安全问题，如：继电保护风险、过电压等，因此，分布式电源并网技术应用时，还要注重技术安全的控制。电力企业在光伏并网发电系统中采用分布式电源并网技术时，以《分布式功能系统工程技术规程》为标准，先解决分布式电源并网规范上的问题，全而预防规格、参数风险，再进行技术缺陷的改进，支持光伏并网发电系统的应用与发展，保障光伏并网发电的安全性、可靠性，推进智能电网的建设。
3.4孤岛效应检测技术
孤岛效应就是当供电系统因故障事故或停电维修等原因停止工作时，在各个用户端的光伏并网发电系统未能及时检测出停电状态而不能迅速将自身切离市电网络中进行安装，而形成的一个利用光伏并网发电系统同时向周围负载供电的一种电力系统无法进行掌控的自给供电孤岛现象。孤岛效应检测可分为两类，分别是被动式和主动式检测技术。被动式检测法主要包括电压谐波以及电压频率和相位跳变检测法等。被动检测法很容易实现，然而在非检测区内能够被动检测将其失效。主动式检测法通常分为功率扰动法、电压扰动法和频率扰动法等。王飞提出了一种基于相位超前的孤岛效应检测方法。该检测方法在电网断电时，改变电流与电压之间的相位，则系统输出频率将会随之改变，这有助于缩短检测时间，可采用不同的参数来实现逆变器并联检测。
四、结语
随着经济的发展，各行各业对能源的需求量逐渐增大，导致当今市场能源供给量远不能满足市场需求。针对这一实际情况，光伏发电技术应运而生，使用光伏技术进行发电，对于缓解紧张的电能应用情况具有重要作用，而且随着此项技术的不断发展和成熟，必然能够实现发电系统更加高效和经济的运行，从而为社会发展提供更多的能源资源，满足社会的持续发展需求，并进一步实现对能源资源的节约。
参考文献
[1]郭佳佳，呼和，郭继旺.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技风，2016，（02）：88.
[2]陈炯亮.太阳能光伏发电并网技术的应用现状与对策[J].黑龙江科技信息，2015，（25）：95.
论文作者:陈鸿亮
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：并网发电论文; 光伏论文; 系统论文; 电网论文; 技术论文; 逆变器论文; 分布式论文; 《电力设备》2019年第4期论文;