光伏發電并網主要技術綜述

王猛 周曉婷 楊豐羽 韋富斌 李海正

摘 ?要：隨著新能源的推廣和環保理念的普及，光伏發電產業作為新能源產業的主要代表逐漸興起，相關的技術也日漸成熟;本文系統地介紹了光伏發電并網的主要技術，向大眾普及了光伏發電的相關知識。

關鍵詞：光伏發電;并網逆變;電網保護

1 前言

并網式光伏發電系統，其發電輸出端與電網相連接，不是直接與負載的系統，即光伏電池經過逆變后在相應控制下，輸出符合并網要求的交流電的光伏發電系統。該系統中逆變器不僅要實現逆變還要實現并網。光伏并網發電技術主要包括最大功率點跟蹤技術、并網逆變器控制技術、光伏并網發電系統中的安全保護技術。

2 最大功率點跟蹤技術

太陽能電池板的最優工作點稱為最大功率點，它主要取決于電池板的工作溫度和當時的光照水平。在不同的溫度和光照強度下太陽能電池板的最大功率點不同，要使太陽電池板盡可能地工作在最大功率點，需要使用光伏最大功率跟蹤（MPPT），MPPT技術實施最重要的是尋找合適的MPPT控制算法，能在快速變化的天氣條件下有效地跟蹤最大功率點，控制電池板盡可能地工作在最大功率點上。MPPT有多種算法，常見的有恒壓跟蹤法、電導增量法和干擾觀測法。

隨著電子技術的發展，當前光伏組件陣列的MPPT控制一般是通過DC/DC變換電路來完成的。其原理框圖如圖2所示。

對于線性電路來說，當負載電阻等于電源的內阻時，電源即有最大功率輸出。雖然光伏電池和DC/DC轉換電路都是非線性的，然而在極短的時間內，可以認為是線性電路。因此，只要調節DC-DC轉換電路的等效電阻使它始終等于光伏電池的內阻，就可以實現光伏電池的最大輸出，也就實現了光伏電池的MPPT。

3并網逆變器控制技術

光伏發電系統中的電能變換裝置是一個核心部件。在光伏并網應用中，通常采用并網逆變器實現光伏電池到電網的電能傳遞。并網逆變器的組成主要包括逆變功率電路、入網濾波器及并網控制器等。

并網逆變器控制技術采用的是PID控制技術。工作時，要求其電流穩定輸出，向，由于其輸出與電網直接相連，故其電壓不可控制。只能控制其電流，通過控制其輸出的電流保證電網與發電系統電流實現同頻率對接。PID在光伏并網發電系統中，采用直接+間接控制的方式，直接控制輔助于間接控制，彌補間接控制的缺陷。并網逆變器控制技術在PID的作用下，分為電流內環和電壓環設計，目的是提升光伏并網發電系統的運行效率。

4 反孤島保護技術

并入公共電網中的發電裝置，在電網斷電的情況下，這個發電裝置卻不能檢測到或根本沒有相應檢測手段，仍然向公共電網饋送電量，這就產生了孤島效應。由于孤島效應的潛在危險性和對設備的損壞性，因此，在光伏并網發電系統的應用中必須防止孤島效應。

孤島效應的檢測和防止一般是通過檢測并網系統輸出端電壓的幅值和頻率實現的。在光伏并網系統中，一般可以通過檢測輸出端電壓的幅值和頻率來判斷是否發生了孤島效應。通常的檢測方法可以分為主動式和被動式兩種。主動式檢測是指系統主動、定時地對電網施加一些干擾信號，然后通過檢測電網的各項指標來判斷是否發生了孤島效應;被動檢測是指主要通過監測電網的運行狀態，如電壓、頻率等參數來判斷電網是否停電。

通常在電網配電開關斷開時，如果分布式光伏并網系統輸出的功率和電網需求功率之間不平衡時，會引起光伏系統輸出電壓的幅值或頻率發生很大改變，這樣通過電網電壓的過（欠）壓保護以及過（欠）頻率保護來檢測電網電壓斷電，從而防止孤島效應。

5結束語

光伏發電與傳統發電技術相比具有更多優勢。太陽能資源十分豐富，輻射到地球表面的能量巨大，對于利用太陽能是十分有利的。因此太陽能光伏發電技術是資源最為豐富的發電技術。太陽能光伏發電更為安全可靠，不會產生污染以及噪聲，并且能夠比較靈活，能夠安全穩定的運行。光伏發電作為新興產業擁有巨大的發展前景，面對傳統能源日益枯竭的未來社會，光伏發電或將成為曙光。

參考文獻

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