供电公司光伏发电并网工作之我见

【摘 要】本文从光伏发电入手，简要介绍了基本概念、系统分类以及发展现状等。然后针对并网相关的工作技术进行了详细的阐述，即光伏发电并网技术、并网功率变换技术、并网控制技术、最大功率点跟踪技术和孤岛检测与保护。深入的探讨了供电公司光伏发电并网工作，为行业内其他企业提供了一定借鉴。

【关键词】供电公司；光伏发电；并网工作

随着全球经济一体化进程的快速发展，我国的经济建设、人民生活水平也在一定程度上得到了发展和提高。不管是逐渐增大的生活用电，还是产业中需要的工业用电，都对电能的日常供应量提出了较高要求。近年来，国家出台了很多的鼓励政策，也提供了雄厚的经济支持发展光伏发电的并网工作，因为日益广泛的光伏发电并网项目，在很大程度上缓解了供电公司的供电量不足的，促进了我国电能产业的蓬勃发展。

1 光伏发电

前几年的经济发展，大多都是建立在大量消耗能源、资源，毁坏自然环境上进行的。在这一过程中，企业向大气中排放了数万吨的二氧化硫和二氧化碳等有害气体，升高了全球的平均温度，加剧了全球的温室效应，严重的破坏了我们生活其中的生态系统和生活环境。在这种情况下，绿色能源的应用应运而生。绿色能源只要是指，干净、安全、不会对人类的生活环境和人体自身的健康造成一定的威胁和破坏，且在地球上蕴藏量丰富、长时间内度不会枯竭的能源，能够在较长时间内保证人们生活、生产的安全性。比如说：风能、潮汐能、太阳能等。

1.1 简介

光伏发电系统作为太阳能发电中的一种，充分体现了其最独特的地方，还能够节约土地的占用和对项目投入的基本成本。将太阳能电池输出的直流电通过一定的设备进行功率的变换，然后直接给负载供电或者是并入电网中输出相应的功率，这就是所谓的光伏发电系统。系统中主要包含的设备有太阳能电池、功率变换器，其次还有可以根据应用场合的需求而决定是否需要的蓄电池和变压器。

1.2 系统分类

独立型（也可称为离线型）、并网型、可调度型（也可称为混合型）是光伏发电系统根据系统是否与电网直接连接和运行而分类的三种形式。独立型能够在不需要并网电网的情况下，作为一个单独的个体给负载供电的发电系统；并网型的供电系统自身是不带负载的，它能够在不通过任何介质的情况下直接的将太阳能输出的电流逆变成交流电，并送入电网中输出功率；与前两种不同的是，在完整的可调度式光伏发电系统中，太阳能电池在将功率输出在逆变并网的时候，也可以给系统中的负载供电，还可以通过相应的充电电路给蓄电池充电。

价格高昂、体积庞大、维护工作难度较大的电池组是不需要应用在并网式光伏发电系统中的，因为系统本身就像一个独立的小型发电机，可以自组成一个分布式的发电系统。利用这种系统，用户可以向对应的供电公司领取发电费，形成独立的户型发电，形成一种新兴的低成本高效率发电技术。

1.3 发展现状

处在二三十年的经济高速发展阶段中的我国，主要采用的发电方式仍然是传统的火力发电。这种发电模式使得我国目前所面临的能源危机相当严峻，环境问题也越来越严重。因此新能源的应用在国内是相当迫切的，特别是光伏发电，因为我国是世界上太阳能最为丰富的地区之一，非常适合发展太阳能发电，尤其是宁夏、陕西、内蒙古、青藏高原等省份。对此，国家出台了很多鼓励政策，也提供了相应的发展基金，比如说：“光明工程”、“乡乡通工程”、“973”重大项目等。在五年时间内建立起相对较为稳定的投资渠道，对应的销售服务网络和市场机制，以及电能产业所需的人才队伍和培训体系是光明工程的第一期目标。这一目标能够帮助解决我国大概800万无电人口的用电问题，其中涉及到100个无电微博通讯站、100个无电哨所、2000个无电村落。2005年通过的《可再生能源法》也在一定程度上巩固了可再生能源的开发利用地位，将其提升了法律层次，引起每个公民足够的重视。

2 光伏发电并网技术

2.1 并网功率变换技术

电路拓扑在很大程度上关系着电路的工作效率、成本、安全和可靠性，因此选择好电路的拓扑对设计一个高性能的太阳能功率变换器来说是十分重要的。根据有无变压器来分类，常见的电路结构有变压器隔离型和无变压器隔离型；根据功率变换器的技术分类，又可以分为单级式和多级式。

但大部分系统都是由简单的电路结构组合而成的。主仆式也称作多方阵协作式，它拥有众多的处在同一倾斜面的太阳能电池方阵，因为它要求所有的子方阵具有相同的功率，电压的组件串和多个逆变器并联运行。这种情况下可以最大限度的降低逆变器在低负载时的损耗，帮助延长逆变器的使用寿命。

效率作为考察变换器能够维持长期发电的重要性能指标也是不容忽视的。但由于提升最高效率的空间已被缩小，所以现在研究人员更为关注的是怎样才能提高变换器在低功率时的效率。无隔离式的变换器能够在提高效率的同时降低相应成本，但它的安全性不高，因为它会直接连接太阳能电池和电网，使得电池和地面之间形成波动电压，产生一个电磁场，留下一定的触电隐患。

2.2 并网控制技术

一个恒压源和一个电流源的并联就是光伏发电并网的真实、简单写照。控制逆变电路输出的交流电流是稳定的、高质量的正弦波，是光伏发电并网的控制的主要目标。光伏发电并网控制和一般情况下的逆变器控制存在一定的不同之处，比如说：逆变器的输出端是直接连接电网的，而电网是一个扰动量；被控量的并网电流和电网电压之间必须达到同频同组的状态。因此，发电系统必须要根据基准所定来控制相应的并网的电流大小。系统中对于电流环的要求也是非常重要的。

2.3 最大功率点跟踪技术

因为太阳能电池的输出电压和输出电流呈现的是一种非线性的关系，且功率很容易受到环境因素的影响，比如说一天中输出的功率会随着日照和温度的相应变化而发生改变等

所以为了达到最大的功率转换功率，设备自身是必须根据电池所能产生的最大功率来调节相应的输出的。主要的最大功率点跟踪方法是实际测量法、固定电压法、三点比较法、扰动观察法。这些方法能够较为精准的控制参数的灵敏性、扩大限制的使用范围。

2.4 孤岛检测与保护

当供电公司因为一些突发的故障或者是停电维修而中断供电工作时，因为各个用户端的太阳能并网发电系统不能及时的检测出停电从而将自动脱离市电网络，这种情况下会形成一种由太阳能并网发电系统和较近距离内的负载组成的自给供电孤岛，这就是孤岛效应。产生的孤岛效应容易威胁到对输电线路进行维修的人员的安全，还会使得孤岛区域所发生的供电电压和频率不稳定，从而影响到配电系统上的保护开关动作。电压频率检测法、相位跳变检测法、更改阻抗法、频率偏移法都是检测孤岛效应所运用的主要方法。

3 总结

光伏发电并网服务，对整个供电系统而言仍然是一项较为新兴的方式，其牵引的政策较多、社会责任较大，特别是在一个事关国计民生的电力行业中，更是责任重大。在这一阶段，因为极易受到自然条件的影响，它自身也存在一定的问题和不足，使得实际的发电量远小于理论值。所以，相关的研究人员仍需要深入研究这一课题，从而提高供电公司的效益，促进我国电力行业的再发展。

参考文献：

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[3]麦杰涛.从电网企业角度分析佛山地区光伏发电系统并网影响及相关措施[J].电子测试，2014（z1）.