并網型光伏發電系統結構及原理圖

光伏并網發電系統是指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。該系統中逆變器與獨立式光伏發電系統的功能不用，其不僅要實現逆變還是實現并網。

此外，根據光伏系統拓撲結構的不同，并網光伏發電系統可以分為單級式、雙級式和多級式光伏并網發電系統，其中最常見的是單級式、雙級式光伏并網發電系統。

單級式并網系統結構如圖所示，只有一級功率變換裝置，此時功率變換器需要實現并網逆變控制、最大功率點追蹤等控制功能，控制系統相對復雜，但電路簡單、器件少、系統損耗小，常用于大功率光伏并網發電系統。

雙級式并網系統結構包括兩級功率變換器，其中第一級DC/DC環節實現最大功率追蹤控制和直流電壓變換，第二級DC/AC環節實現逆變控制和并網控制等控制功能。該系統使實現控制功能分配到兩個環節上，從而使控制方法相對簡單，但增加了效率損耗，常用于中小功率等級的并網發電系統中。

并網型光伏發電系統原理圖

并網型光伏發電系統可以分為哪幾類

并網型光伏發電系統可以根據不同的應用需求和技術特點進行分類。以下是幾種主要的分類方式：

根據系統類型分類：

有逆流并網光伏發電系統：當發電充裕時，負載系統可以向電網賣電；當發電量不夠時，負載系統可以向電網買電。

無逆流并網光伏發電系統：當發電充裕時，負載系統不向電網賣電；當發電量不夠時，負載系統需要向電網買電。

切換型并網光伏發電系統：帶有儲能裝置（蓄電池）。當光伏系統無法正常發電時，它會自動切換到向電網買電的狀態；而當電網無法正常供電時，它會自動分離電網與光伏系統，由光伏系統供電。

有儲能裝置的并網光伏發電系統：前三種帶有蓄電池的系統，可以獨立運行，常用于通信、醫療、避難所等作為緊急電源使用。

根據應用場景分類：

光伏并網系統：主要由太陽能組件、并網逆變器、負載和電網組成。太陽能電池板發出的直流電經逆變器轉換成交流電送入電網。這種系統主要應用于大型地面電站、中型工商業電站和小型家用電站等。

光伏并網儲能系統：除了太陽能組件、并網逆變器、負載和電網外，還包括電池和并網儲能逆變器。當太陽能功率大于負載功率時，多余的電能會儲存至蓄電池內；當太陽能功率不能滿足負載需要時，逆變器會將儲存在蓄電池的電能轉換供應負載，保證系統工作的連續性和穩定性。

光伏離網儲能系統：不依賴電網而獨立運行，通常應用于偏僻山區、無電區、海島、通訊基站和路燈等。

并離網儲能系統：結合了并網和離網的特點，適用于多種復雜的應用場景。

并網型光伏發電系統有哪些優缺點

并網型光伏發電系統具有一系列的優點，但同時也存在一些缺點。以下是對其優缺點的詳細分析：

優點：

清潔能源與資源可持續：光伏系統利用可持續可再生的自然太陽光能轉化為電能，過程清潔無污染，不產生溫室氣體和污染物，與我國的“雙碳”目標相符，有助于生態環境的和諧，實現社會經濟的可持續發展。

安全高效與儲能保障：光伏并網發電系統可以將電能流入電網，利用電網作為儲能裝置。當電力負荷較大時，可以從電網購買電能；當電力負荷較小、電力余量充足時，可以將多余的電力出售給電網。這種設計無需設置蓄電池，降低了成本，提高了系統的靈活性和無故障時間。

操作簡便與施工安裝靈活：光伏并網供電系統安裝簡便，只需要將光伏電池安裝在戶外，能夠接收太陽輻射所產生的電能。此外，系統可以拆卸和移動，適用于各種規模的電力系統，從小型房屋供電到大型電力系統并網都能實現。

自力更生與降低負荷：光伏并網系統是自力更生的體現，可以節約社會資源，減少因運輸和維修造成的費用。同時，它還能在發電中抑制系統負荷，有助于分散大負荷，降低系統負荷峰值，實現電力系統的平衡運行。

缺點：

蓄電池相關問題：作為儲能環節的蓄電池壽命相對較短，一般為5年，而光伏系統的平均壽命可達20年。因此，定期更換蓄電池會增加系統成本和維護工作。此外，蓄電池的占用空間較大，安裝與調試不便，且存在電解液泄露的風險。

電能質量問題：光伏系統并網后可能會引發一系列電能質量問題。例如，電網中的潮流方向會發生變化，導致線路損耗增加和繼電保護需要重新整定。光伏發電的隨機性和波動性還可能引起電網電壓波動，而系統中使用的大量電力電子器件則可能產生諧波污染。

光伏陣列相關問題：光伏系統可能因工作環境復雜，如組件表面塵土積累、遮擋等因素，導致光伏陣列的輸出電壓和功率降低，甚至發生熱斑效應，降低組件的使用壽命。此外，不同型號的光伏組件組合或老化等原因可能導致輸出特性呈現多峰值特征，降低發電效率。

審核編輯：黃飛