太阳能发电并网系统

一、系统概述

       太阳能发电并网系统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。光伏并网发电系统有集中式大型并网电站和分散式小型并网发电系统。集中式大型并网电站，一般都是***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；分散式小型并网发电系统，是光伏建筑一体化发电系统，目前是并网发电的主流。

二、系统组成

       太阳能发电并网系统通过光伏数组将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。            

1. 太阳能电池组件

      一个太阳能电池只能产生大约0.5V的电压，远低于实际使用所需电压。为了满足实际应用的需要，需要把太阳能电池连接成组件。太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池，这些太阳能电池通过导线连接。如一个组件上，太阳能电池的数量是36片，这意味着一个太阳能组件大约能产生17V的电压。

      通过导线连接的太阳能电池被密封成的物理单元被称为太阳能电池组件，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力，广泛应用于各个领域和系统。当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。

2. 直流/交流逆变器

      将直流电变换成交流电的设备。由于太阳能电池发出的是直流电，而一般的负载是交流负载，所以逆变器是不可缺少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统将发出的电能馈入电网。逆变器按输出波形又可分为方波逆变器和正弦波逆变器。

3. 配电室设计

      如果太阳能发电并网系统没有采用蓄电池及太阳能充放电控制器及交直流配电系统，因此，条件允许的话可以将并网发电系统逆变器放在并网点的低压配电室内，否则只要单独建一座4~6m2的低压配电室就可以了。 

4. 防雷设计

      为了保证系统在雷雨等恶劣天气下能够安全运行，要对太阳能发电并网系统采取防雷措施。主要有以下几个方面：

    （1）地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设的同时，选择附近土层较厚、潮湿的地点，挖一2m深地线坑，采用40扁钢，添加降阻剂并引出地线，接地电阻应小于4Ω。

    （2）在配电室附近建一避雷针，高15m，并单独做一地线，方法同上。

    （3）并网逆变器交流输出线采用防雷箱一级保护（并网逆变器内有交流输出防雷器）。

三、太阳能发电并网系统的优势

      1. 利用清洁干净、可再生的自然能源太阳能发电，不耗用不可再生的、资源有限的含碳化石能源，使用中无温室气体和污染物排放，与生态环境和谐，符合经济社会可持续发展战略。

      2. 所发电能馈入电网，以电网为储能装置，省掉蓄电池，比独立太阳能光伏系统的建设投资可减少达35%一45%，从而使发电成本大为降低。省掉蓄电池避免了蓄电池的二次污染，并可提高系统的平均无故障时间。

      3. 光伏电池组件与建筑物完美结合，既可发电又能作为建筑材料和装饰材料，使物质资源充分利用发挥多种功能，不但有利于降低建设费用，并且还使建筑物科技含量提高，增加"卖点"。

      4. 分布式建设，就近就地分散发供电，进入和退出电网灵活，既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力，又有利于改善电力系统的负荷平衡，并可降低线路损耗。

      5. 可起调峰作用。联网太阳能光伏系统是世界各发达国家在光伏应用领域竞相发展的热点和重点，是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势，市场巨大，前景广阔。

四、太阳能发电并网系统分类

1.有逆流并网光伏发电系统

      有逆流并网光伏发电系统：当太阳能发电并网系统发出的电能充裕时，可将剩余电能馈入公共电网，向电网供电(卖电)；当太阳能光伏系统提供的电力不足时，由电能向负载供电(买电)。由于向电网供电时与电网供电的方向相反，所以称为有逆流光伏发电系统。

2.无逆流并网光伏发电系统

      无逆流并网光伏发电系统：太阳能发电并网系统即使发电充裕也不向公共电网供电，但当太阳能光伏系统供电不足时，则由公共电网向负载供电。

3.切换型并网光伏发电系统

      所谓切换型并网光伏发电系统，实际上是具有自动运行双向切换的功能。一是当光伏发电系统因多云、阴雨天及自身故障等导致发电量不足时，切换器能自动切换到电网供电一侧，由电网向负载供电；二是当电网因为某种原因实然停电时，光伏系统可以自动切换使电网与光伏系统分离，成为独立光伏发电系统工作状态。有些切换型光伏发电系统，还可以在需要时断开为一般负载的供电，接通对应急负载的供电。一般切换型并网发电系统都带有储能装置。