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摘要：随着社会的快速发展，能源危机和全球环境问题成为目前全球严重的发展问题，为了维持社会发展的可持续性，太阳能作为清洁可再生能源，就成为目前传统能源日益短缺的社会重要的替代能源，并具有低廉、可持续、环保节能特点，有着巨大的优势；光伏发电也已经成为目前城市电网供电系统不可或缺的补充和替代。据统计，目前光伏发电量在总发电量中的比重正在快速增长，并占据越来越重要的地位。本文就对光伏发电并网关键技术及对策相关方面进行分析和探讨。
关键词：光伏发电并网；关键技术；对策
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。
图1
2光伏并网发电系统中的关键技术
近几年，光伏并网发电系统的应用比较光伏，尤其是光伏建筑的集成化发展，促进了光伏并网发电系统的发展。为了保障光伏并网发电系统的效率，需深化关键技术的应用，体现技术设计的重要性。结合光伏并网发电系统的应用，分析其中涉及到的关键技术，如下：
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。
同时，在这当中，把P-U 特性由多极值变成单极值点特性，采用的主要技术是光伏组件的有源P-U特性校正（Active P-U characteristic Correcion，APVC）。APVC 的基本原理是光伏组件的每个电池单元并联一个有源开关拓扑实现的等效电压源，保持输出的电压之比为当前环境下最大功率点电压之比。
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。分析并网逆变器控制中的重点技术，如：（1）数字控制，其为并网逆变器控制技术中的基础，属于一项热电技术，如：差拍、滑模变等都属于数据化控制的范畴；（2）PID控制，其对并网逆变器的控制比较成熟，利用全量、增量的方式支持逆变器的运行；（3）重复+PI混合控制，此类控制方式在并网逆变器中，具有复合的特性，通过复合的方式控制逆变器的运行，保障逆变器的稳定性。
2.3分布式电源并网技术
分布式并网是指光伏发电电能被直接分配到用电负载，若电力多余或不足，则连接大电网进行调节。整个过程与大电网保持双向交换。分布式光伏发电的构成主要包括：（1）太阳能电池组件；（2）保护装置；（3）电路；（4）逆变器；（5）电网接口。其中太阳能电池组件是光伏系统中的核心部件，其作用是把太阳能转化成电能。逆变器是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池组件产生的电为直流电，而实际应用过程中绝大部分负载都是交流负载，因此需要此装置将直流电转换成交流电以供负载使用，且可并网向国家大电网供电。在分布式系统的并网技术中，发电与用电并存。针对发电，地面电站要将多余电量升压、变频后接入配电网，实现区域就地消纳原则，而不是公共电网。根据配电网中的潮流方向要调整变化，逆潮流导致额外损耗，相关的保护都需要重新整定，变压器分接头需要不断变换。要装配电压和无功调节控制技术以及防止短路技术的设备。需要配电网级的能量管理系统，在较大规模电量接入的情况下进行负载协同管理；对二次转换设备和通讯提供了新的要求，系统较复杂。在分布式光伏系统设计时，其系统要与公共电网衔接很关键。在设计电网接口时，要关注光伏（PV）系统电网接口特性（国家标准GB/T 20046-2006）中的关键指标，使得系统设计规范，并网性能优良。
3光伏发电并网对策
光伏并网发电系统的运行过程中，很容易发生孤岛效应，当电网系统断电时，光伏并网在逆变器的作用下，形成独立的供电系统，引起供电孤岛。为了光伏并网发电系统的安全性，提出防孤岛保护的措施，一旦防孤岛保护检测到潜在的孤岛效应，会在2s 内完成逆变器解列，预防孤岛破坏。防孤岛保护措施中，可以分为主动检测和被动检测两种方法，文章以主动检测为例，分析防孤岛保护在光伏并网发电系统中的应用。防孤岛保护的主动检测中，对逆变器有一定的要求，主动检测逆变器在孤岛效应中的反应时间。
针对光伏并网发电系统内的防孤岛保护，设计频率检测方法，使防孤岛保护主动检测电网内的频率变化，逆变器能够在规定的时间内完成防孤岛保护。防孤岛保护对主动检测方法的应用，可以借助仿真实验，观察电网内的负载数据，预测电网是否潜在断电的可能性，进而控制逆变器，保护光伏并网发电系统。孤岛效应对光伏并网发电系统的危害比较大，不仅影响了系统的供电效益，还能引发安全事故，无法保障工作人员的安全，所以防孤岛保护是光伏并网发电系统中不可缺少的安全保护技术，避免光伏并网发电系统受到电网的影响，维护光伏并网的可靠性。
结语
光伏并网发电系统中的关键技术，是太阳能发电中的核心，促使光伏并网发电系统具有实践的特性，同时辅助模型及系统设计，满足现代电网的基本需求。光伏并网发电系统非常注重关键技术的应用，目的是维护光伏并网发电系统的准确度及稳定性，以免光伏并网发电系统出现运行误差，为电网系统提供高质量的电能资源。
参考文献
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论文作者:李陈龙1,虞超2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/2
标签：并网发电论文; 光伏论文; 系统论文; 逆变器论文; 电网论文; 孤岛论文; 技术论文; 《电力设备》2017年第35期论文;