分布并网光伏发电关键技术及问题分析

分布并网光伏发电关键技术及问题分析

杨杰

杨杰

（国家电网公司延边供电公司（信息通信公司）133000）

摘要：本文从光伏发展现状、光伏并网发电关键技术，微电网发电系统分析的相关阐述，指出了光伏并网发电面临的主要问题。

关键词：分布光伏现状关键技术存在问题

1光伏发展现状

截至2015年底，我国光伏发电累计装机容量4318万千瓦，成为全球光伏发电装机容量最大的国家。其中，集中型光伏电站37GW，年发电量392亿千瓦时，分布式6GW。2015年新增装机容量15GW，完成了2015年度新增并网装机目标1500万千瓦，占我国光伏电池组件年产量的三分之一，占全球新增装机的四分之一以上，为我国光伏制造业提供了有效的市场支撑。

当前，我国光伏存在的三大问题困扰着光伏产业的发展。一是贸易壁垒。欧美针对我国的“双反”调查愈演愈烈。对我国光伏企业带来重挫，直接导致我国光伏出口额下滑。二是补贴拖欠。三是土地税。地方乱征光伏土地税，造成负担过重。

2分布试光伏发电特点

输出功率相对较小，一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在几千瓦以内，与集中式的电站不同，光伏电站的大小对发电效率的影响微乎其微，因此对经济的影响也很小，小型光伏系统的投资收益并不会比大型的低；污染小，环保效益突出，分布式光伏发电项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气、水等环境造成污染；能够在一定程度上缓解局部地区的用电紧张状况。但是，分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平米分布式光伏发电系统的功率仅仅有100瓦，再加上受屋顶面积限制，不能从根本上解决用电问题。

可以发电用电并存。大型地面电站发电是升压接入输电网，仅作为发电电站而运行，而分布式光伏发电是接入配电网，发电用电并存，且要求尽可能的就地消纳。

3并网光伏发电系统分析

当日光光照充足时，光伏发电系统产生的电能过足时，多余电能将会传送给电网；而阴雨天或夜间光伏发电系统产生电能不能满足家庭所需时，电网会自动向负载补充电能。

3.1可调节式并网光伏发电系统

可调节式并网光伏发电系统即带有蓄电池的并网光伏发电系统（如图1所示），该系统中，逆变器配有重要负载开关和主开关，系统可以提供不间断电源，对于重要的负载能够提供可靠的能源保障；该系统可以作为功率调节器使用，将无用的高次谐波分量抵消、能够稳定电网电压，从而达到提高电网电能质量的作用。

3.2不可调节式并网光伏发电系统

不可调节式并网光伏发电系统即不带蓄电池的并网光伏发电系统（如图2所示），当系统运行时，太阳能电池板产生的直流电能会通过逆变器转化为和电网电压同相、同频的交流电能，但当主电网断路时，系统也会停止提供电能。

4分布式光伏发电中的关键技术

4.1最大功率点跟踪技术

辅助分布式光伏并网发电系统达到最大的功率状态。这项技术中，采用了两种模式，实现最大功率跟踪。

4.1.1扰动观察法

在光伏并网发电系统内，插入小扰动，对比观察波动的情况，结合扰动变化的方式，对光伏并网发电系统进行主动调节的工作方式。例如：光伏并网发电系统内，设定△D扰动，依据P=DI公式，计算出光伏并网的功率，比对△D扰动前后的功率P1、P2，如果P1＞P2，则△D降低了并网功率，相反，如果P1＜P2，表明△D增加了并网内的功率，通过扰动观察调节光伏并网发电系统，调节功率朝向最大化的状态进行。

4.1.2电导增量法

根据光伏并网发电系统的运行状态，通过分析电导的变化率、变化量，得出瞬时电导的量，找到最大功率在系统中的节点。

4.2分布式光伏并网技术

光伏并网发电系统采用分布式电源并网技术，可以切实提高供电的可靠性，保障微电网启停操作的灵活性。均衡光伏并网中的传输负荷，降低电能传送过程中的损耗，实现以就近供应和就近输送为主题，解决了远距离、电能输送的问题。

4.3光伏并网控制技术

光伏并网发电系统中的并网逆变器控制技术，一般采用控制器PID，控制电流的输送，确保微电网发电系统与大电网保持同频的电流。PID控制技术，可以提高光伏并网发电系统的实时性，其可按照相应的指令，控制电流的传送，使分布式光伏并网发电系统迅速达到最佳功率的状态，同时保证光伏并网系统自身的电压稳定，控制器PID在微电网发电系统中，采用间接+直接控制的方式，直接控制辅助间接控制，弥补间接控制的不足。

5光伏并网存在问题

5.1光伏发电对整个电力系统影响

光伏发电是通过微电网并入大电网中的，微电网的运行状态多种多样，当光伏发电系统以分布式进行并网运行时，它的功率是可以实现双向流动的，如果大电网出现故障，可以通过相关装置动作，实现微电网和大电网的独立运行，通过微电网对重要负荷进行供电，但光伏发电接入点较多，多个微电网与大电网的相互作用是非常复杂的，可能会降低电网的安全系数。电网难以进行断面交换功率的控制，在光伏发电系统中，常规的电压及无功补偿方法都难以试用削弱电网的控制能力，为整个电网带来新的隐患和安全风险。

5.2配电网规划面临新的问题

由于分布式光伏发电接入后，配电网整体角色会发生变化，由原来的分配角色变成电能收集和分配的双重角色，整张配电网，会形成电能分配、采集、传输的新型电能交换系统，光伏的接入可能会给电网造成电压闪变，谐波及污染等问题，如果不对光伏利用有效的合理利用可能会导致接入配电网的母线电流、电压和电网潮流，对整个配电网的供电可靠性安全性造成严重威胁。

6结语

光伏发电技术与传统发电相比具有非常鲜明的特点，但给大电网的安全稳定运行、调度控制带来了一些新的问题，因此应从光伏发电的并网方式、配网方式入手，对所产生的问题进行有效的深入的分析了解研究，健全分布式光伏发电的技术标准，确保分布式光伏与大电网协调稳定运行，同时为节能减排、环境保护共享一份力量。

参考文献

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[5]刘万明.数字式太阳能阵列模拟器的研究[D].成都：电子科技大学，2009.

杨杰（吉林省延边朝鲜民族自治州，吉林延吉）单位：国家电网公司延边供电公司（信息通信公司）