摘要：文中介绍了光伏发电的发展现状，以及光伏发电系统的分类，综述了光伏并网发电系统的工作原理和对电网的影响。
关键词：光伏发电；光伏并网发电系统；电网
1 引言
1990开始，光伏发电得到快速发展，到21世纪初，世界上已经建成近10座兆瓦级光伏发电系统和多个兆瓦级的联网光伏电站。世界各国出台了很多关于光伏发电的优惠政策，德国新可再生能源法规定了优越的光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。
自2013年起，光伏发电连续3年新增装机容量超过1000万千瓦；截至2015年底，光伏发电累计装机容量达到约4300万千瓦，超过德国成为全球第一。此外，光伏产业正发力“走出去”。国家能源局数据显示，2015年光伏电池及组件出口量达到2500万千瓦以上，出口额达到144亿美元。
2 光伏发电系统
2.1 独立光伏发电
独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。
2.2 并网光伏发电
并网光伏发电就是太阳能组件产生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之后直接接入公共电网。并网光伏发电可以区分带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。
带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑；不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。
并网光伏发电有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还没有太大发展。而分散式小型并网光伏，特别是光伏建筑一体化光伏发电，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。
2.3分布式光伏发电
分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。
3光伏发电接入电网
电网企业在收到项目实施单位的并网接入申请，需要在20个工作日内出具并网接入意见，对于集中多点接入的分布式光伏发电项目可延长到30个工作日。
35千伏及以下电压等级接入电网的分布式光伏发电项目，由地市级或县级电网企业按照简化程序办理相关并网手续，并提供并网咨询、电能表安装、并网调试及验收等服务。35千伏以上电压等级接入电网且所发电力在并网点范围内使用的分布式光伏发电项目，电网企业应根据其接入方式、电量使用范围，本着简便和及时高效的原则做好并网管理，提供相关服务。
接入公共电网的分布式光伏发电项目，接入系统工程以及因接入引起的公共电网改造部分由电网企业投资建设。接入用户侧的分布式光伏发电项目，用户侧的配套工程由项目单位投资建设。因项目接入电网引起的公共电网改造部分由电网企业投资建设。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
电网企业应采用先进运行控制技术，提高配电网智能化水平，为接纳分布式光伏发电创造条件。在分布式光伏发电安装规模较大、占电网负荷比重较高的供电区，电网企业应根据发展需要建设分布式光伏发电并网运行监测、功率预测和优化运行相结合的综合技术体系，实现分布式光伏发电高效利用和系统安全运行。
4 光伏并网发电系统
光伏并网发电系统是指由光伏方阵、控制器、并网逆变器组成，将光伏组件发出的直流电经过并网逆变器转换成符合电网要求的交流电后，直接并入公共电网的一种发电系统。
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。并网光伏发电系统中的光伏电池阵列，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，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。
5 光伏并网发电系统对电网的影响
光伏并网发电系统可将所发电能直接馈入电网，但其发电过程稳定性较差，并对电网也会产生一定的影响。
（1）光伏并网发电与负荷特性
光伏发电受环境影响较大，其发电功率会随着光照增强而增大，一般状况下，晴天光照时，其功率峰值一般处于日照最强点，约为10-14点。而当光伏并网发电向大容量发展后，其负荷曲线也将发生变化。如在某光伏发电园区，其负荷峰值出现在9点左右，而在10-14点之间，等效负荷呈现为变小状况。
（2）光伏并网发电与调度
当前光伏发电还不成熟，自动化功能还不完善，进而使得其调度状况难以随着电网电压、频率等变化而变化。在原有的调度下，电网相关数据的变化，将直接导致电网可调度发电容量减少，进而导致电网控制及调度工作越来越难。
（3）光伏并网发电与电压
光伏并网发电向大容量方向发展，光伏发电在电网的馈线末端及终端接入状况越来越多，而电网中存在反向潮流，进而使得光伏并网发电的电流在电网中将受馈线影响，产生压降状况，使得变电站侧的电压降低，而负荷侧电压与变电站侧电压处于不等状态，进而使得负荷侧电压出现越限。此外，根据电压与电流的关系，当光伏并网发电中电流出现变化时，电流势必会随之发生一定变化，而光伏并网发电的发电功率与光照状况存在紧密关联，进而会导致电压波动更大，可能会引起电网中相关无功调节装置出现频繁动作，影响相关调节装置使用寿命，影响电网运行安全。
（4）光伏并网发电与与电网保护
当前我国中低压电网主要分为两种：辐射型供电网络和不接地单侧电源。当前变电站的保护原理主要包括三种：主馈线上的自动重合闸装置、支路中的熔断器及断路器上的三段式电流保护装置。而当前光伏并网发电向大容量发展，使得电网不再是单电源辐射状网络，而转变为双端甚至多端网络，进而引起故障电流相关方向、持续时间、电流大小等均发生变化，上述变化可能会导致断路器出现拒动、误动状况，从而导致熔断器失去原有选择性和保护性能，电网安全运行难以保障。
6 小结
光伏并网发电大容量是未来发电的发展趋势，而当前电力系统难以满足发展需求，还需不断提升电力技术，逐渐减弱其对电网的负面影响，促进电网的安全稳定运行。
参考文献：
[1]刘飞,段善旭,徐鹏威,等. 光伏并网发电系统若干技术问题的研究[J]. 太阳能,2006,(4):34-37.
[2]杨卫东,薛峰,徐泰山,等. 光伏并网发电系统对电网的影响及相关需求分析[J]. 水电自动化与大坝监测,2009,(4):35-39.
[3]王志群,朱守真,周双喜,等. 分布式发电对配电网电压分布的影响[J]. 电力系统自动化,2004,(16):56-60.
论文作者:李鵾
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/17
标签：光伏论文; 电网论文; 并网发电论文; 系统论文; 分布式论文; 电压论文; 逆变器论文; 《电力设备》2018年第26期论文;