分布式光伏发电系统接入配电网相关技术分析

大力推进新能源的开发利用，建设网架坚强、开放互联、高度智能的智能电网是未来电力工业发展的趋势，建设分布式的光伏发电是电网和光伏产业发展的重要方向。本文介绍了分布式光伏发电系统接入配电网所要求的技术条件和要求，系统总体构成及系统实现的硬件和软件技术方案，研究了系统各组成部分的基本原理及实现方法，为分布式光伏发电系统接入配电网的实现提供了理论指导和实际参考经验。

近年来，随着社会和经济的可持续发展，世界各国都非常重视优化能源结构，在新能源开发利用方面大力推动分布式发电的技术应用与创新，而光伏产业是我国新能源产业发展的重要方向，因此大力发展包括光伏发电在内的可再生能源已经成为我国保障能源供应、治理环境污染、推动节能减排、应对气候变化的战略性选择。

分布式光伏发电以分散的方式接入配电网，易于建设且环保效益突出，在一定程度上可缓解区域局部用电紧张状况，并能避免大规模光伏电站对电网的影响及电网在长途输送中的损耗。目前分布式光伏发电在全国处于发展初期，社会各界对分布式光伏发电认知度不高，因此需要在项目管理、系统设计研发、设备安装、并网接入和运行监管等多方面进行不断实践与完善。且随着电网的日益复杂和智能电网的逐步发展，对光伏发电系统并入配电网的技术与要求也提出了新的挑战。

1 分布式光伏发电系统硬件设计

光伏发电系统设计要综合考虑负载性质、使用功率、当地纬度和太阳辐照量、日照时间、温度变化、蓄电池维持天数等各方面因素的影响。系统由太阳能电池方阵、充电控制器、蓄电池组、联网逆变器、主(次)配电箱、公网计量表等组成。

1.1 太阳能电池组

目前广泛应用的太阳电池组件是结晶硅组件，制作太阳能电池最理想的材料高纯硅材料，当光照射到光伏元件上时，在基体硅材料上生成类型相反的掺杂层从而形成大面积的PN结，在PN结附近形成光生电场即光生电压。在太阳能电池P-N结两侧的引出电极上接上负载，即有电流通过，将太阳能转换成电能。

分布式光伏系统总体性能的最关键的问题是使系统能最有效地利用太阳能资源，因此在组件安装时应向阳光最充足的方向安装，安装倾角主要由安装地域的经度、纬度、最佳辐照量决定。

1.2 蓄电池

蓄电池作为系统的储能设备，储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能，当光照或太阳能电池组所发电量不足时释放电能。在分布式光伏发电系统中，对蓄电池的要求主要与使用方式及当地气候有关，要综合考虑蓄电池的额定容量、低温放电和充电性能、充电效率和深放电后的恢复性能、使用寿命、海拔、电池组内各单体电池的一致性，在选择时要保证经济性与可靠性，选择合适的型号和容量。

1.3 充电控制器

分布式光伏发电系统中蓄电池因日照影响会频繁充放电，会出现过充电和过放电的现象，过充(放)电都会缩短蓄电池使用的寿命，光伏发电系统中使用充电控制器来防止过充(放)电对蓄电池造成的损害。充电控制器通过控制太阳能电池组件向蓄电池充电的电流和电压，达到控制电池组件对蓄电池的充电，并控制蓄电池和太阳电池组件对负载的电能输出。选择充电控制器时应注意系统电压、输入(输出)最大电流、蓄电池过充(放)电保护门限等参数。

1.4 逆变器

太阳电池组件在阳光的照射下产生的是直流电，而发出的直流电需要通过逆变、控制、检测、保护等过程才能并入电网，通常通过逆变器来实现。逆变器的控制主板采集来自太阳电池组件产生的直流以及电网侧的电流和电压采样信号，经过分析处理向驱动主电路发出控制指令，输出正弦波电流，从而实现并网发电。

1.5 配电设备和安全装置

配电设备是分布式光伏发电系统必不可少的组成部分，其包括母线和控制设备、保护设备、测量设备等用来接受和分配电能的设备，同时系统必须有防雷和接地设备以防止直击雷。

2 分布式光伏系统软件设计要求

分布式光伏系统的设计要对系统的运行情况进行预测，分析系统的经济效益。统计计算系统负载的用电量和功率大小，计算太阳能电池方阵组的安装倾角和表面辐射量，并对太阳能电池组件和蓄电池的容量进行计算以及对二者之间的优化匹配进行设计。

3 分布式光伏系统接入配电网

分布式光伏发电系统接入配电网要研究两者之间的交互影响，系统应具备抑制电压波动和闪变的能力，配备的保护装置能确保系统安全可靠稳定运行。采用先进技术减少逆变器产生的电流谐波和直流分量，保证光伏发电系统的电能质量。系统具有的孤岛检测技术能在紧急状态下快速切除故障，及时恢复供电。

通过采用新技术参数和控制标准，结合相关的政策和法规解决分布式光伏发电系统接入配电网后对配电网规划和配电网负荷潮流的影响，保证光伏发电系统安全、可靠、高质量运行。

4 总结与展望

本文对分布式光伏发电系统接入配电网的相关技术进行分析，提出了系统接入配电网的条件与考虑因素，为实现系统接入配电网提供了理论指导和实际参考经验。

随着智能电网的发展，未来的分布式光伏发电将通过与智能配电网的衔接，以智能化和网络化的协同在线控制为发展方向，实现高度自愈、网架坚强的智能配电网的发展。而在配合配电网发展与建设的同时，如何最大程度发挥与实现分布式光伏发电系统的优势，还需在实践中不断摸索前进。