卢秀清
国网山西技培中心大同分部 山西 大同 037039
摘要： 近年，分布式光伏发电发展迅速，在城市中早已率先应用。该文首先介绍了光伏电池的数学模型，重点针对某写字楼房顶进行了并网光伏发电系统设计。该系统设计先确定了光伏系统的运行方式，并分析其用电负荷;另外，从阵列方式、组建选型、逆变器选择、组串设计等方面开展设计，确定了针对该写字楼的分布式光伏发电系统。该文对城市光伏发电系统的设计具有借鉴意义。
关键词： 分布式; 光伏发电; 并网技术;
导言：光伏发电是应用最广泛的新能源发电之一。光伏发电系统基于光电效应原理。在光伏发电系统中，光伏组件将太阳能转化为电能，通过逆变器进行整流和逆变，然后接入负载或电网。在光伏发电系统中，太阳能电池板是整个系统的能源来源，控制器是整个系统的核心部件之一。电池用于储存电能，并在无光情况下向负载供电，逆变器用于将直流电转换为交流电。
光伏板的输出是非线性的，有时表现为恒压源特性，有时表现为恒流源特性。例如，当光伏电池的输出电压很小时，输出电流随电压的变化很小，光伏电池可以表现为恒流源；当光伏电池的输出电压超过某一临界值时，光伏电池的输出电流急剧下降，并且光伏电池看起来是一个恒压源。因此，光伏电池的特性受太阳光强度和电池温度的影响，在一定的电池温度和太阳光强度下，存在一个独特的最大输出功率点。
1 光伏发电概述
随着我国能源开发及节耗工作顺利开展，电能作为当下重要的清洁能源能源。对人们正常的工作学习、生活生产发挥着极为重要的作用。伴随科学技术不断创新，“光伏发电”应运而生。光伏发电不是单一片面的简单流程，而是需要对其进行更为科学、合理的系统布局。光伏发电主要是指通过光电效应，将太阳能转变为电能的系统过程。在该转换过程中主要是通过光伏组件完成，其后通过逆变器进行整流逆变，最后介入其电网、负荷当中。其中，太阳能电池陈列在其作用发挥与功能体现方面较为明显，也是该系统的主要能源核心元件之一。高效的逆变器将光伏电池组件产生的直流电转换为符合电网及电气设备要求的交流电，MBBT的跟踪应用实现了综合转化效率的最大化。控制器主要负责对整体系统进行有效控制、调度等。蓄电池主要负责对电能进行及时存储，根据实际情况进行负载供电。因此，从光伏发电的原理及层面角度来看，各系统配置及组件间具有较好的协同及控制关系。通过分析后发现，光伏电池组件的输出方式主要为非线性模式，具有一定的恒压源特征。
2光伏发电与并网技术分析
2.1太阳能电池技术
光伏发电技术的核心和关键是光伏电池。光伏电池经历了几代人的变革和创新。第一代光伏电池的主要原材料是硅。在应用技术的不断完善和应用范围的不断提高的共同作用下，第一代光伏电池的原材料成本并没有明显降低。第二代光伏电池的主要原材料是在衬底上铺设非硅材料，主要目的是降低功耗。这样，光伏电池原材料成本得到了明显控制和降低。之后，光伏电池的原材料是二次晶硅和薄膜电池。随着设计理念和科学技术的进步，光伏电池的转换效率得到了极大的提高。
2.2光伏阵列最大功率跟踪技术
该技术的功率输出主要基于非线性传导模式，与周围光照、自然环境和负载有不同程度的关系。
2.3太阳能聚光光伏技术
当太阳照射地球表面时，会有大量的能量损失。在聚光光伏技术的作用下，可以有效地降低太阳辐射过程中的能量损失，从而提高太阳能资源的利用率。该技术的主要目的是将太阳光聚焦在聚光电池上，从而保证太阳辐射强度能够得到有效的提高，最终达到降低生产成本的根本目的。聚光光伏技术的主要设备是集中器，它能充分加热太阳能。当它达到一定的温度标准后，就可以转化为光能和热能，然后发射到太阳能电池中，实现光能和电能的科学转换。
2.4孤岛检测技术
孤岛效应，主要是指当电网系统发生故障时，电源会中断，但光伏并网发电系统正在运行，且电源处于负载电压模式，从而形成自给自足的孤岛模式。
如果不加强对孤岛效应的监测，供电系统中的电压和频率就无法控制，直接损坏用户的相关设备，威胁工作人员的安全。
2.5太阳能光伏发电并网电流控制技术
逆变器在并网技术中主要起控制作用。在逆变器的作用下，将直流电源科学地转化为交流电源。设置逆变器的根本目的是科学地降低电力谐波，从而保证供电效率的显著提高，从而保证电流输入输出环节的科学性和稳定性。光伏发电并网电流控制技术的主要应用目标是科学控制并有效降低总谐波畸变率，而电流控制策略的优劣直接影响到变流器控制系统的实际运行。
2.6光伏发电与并网施工技术
首先，准备工作，主要是开展定位放线工作，对支架的基础构建进行科学的焊接，同时，安装电池板的支架以及太阳能电池板等设备，再安装电器工程并进行调试并网操作等。其次，在开展全面施工前要对光伏屋面进行彻底的清理，保障施工现场用电的安全性，同时，按照安装图纸的要求进行安装操作，确保施工的安全性与规范性。另外，安装太阳能电池板之前要对其进行严格的检验，确定太阳能电池板无质量问题，并准确测量开路电压。进行汇流箱安装时，安装操作前要进行严格的检查。在安装过程中，要充分保障安装的稳定性与电缆之间距离的安全性。在桥架安装方面，要先对桥架的外形进行检查，保障其符合设计要求，并且用螺栓进行连接固定。最后，调试并网操作，要先对系统的性能进行检测和调整，确保各个设备都能正常启动与运转，并且光伏发电系统的各项参数都能得到监控软件的全面监控，待调试运行合格后，才能进行并网操作。
3 光伏发电与并网技术的应用要点及发展趋势
3.1 关于谐波及电压波动的要点分析
就目前光伏发电系统的实际应用而言，在电网和并网的共同作用下，发电系统会产生一定的谐波。当谐波积累到一定程度时，会带来有害的谐波污染。同时，受环境条件、照明条件、设备问题等各种客观因素的影响，光伏系统的输出功率会呈现不稳定状态，给用户的使用带来一定的负面影响。针对上述两类问题，有关单位应积极采取对策，准确把握光伏发电和并网技术的应用要点，妥善解决光伏系统存在的问题。首先，有关单位要在正式并网开通前做好谐波电流的检测和控制工作，通过安装滤波设备避免谐波污染的发生；其次，在并网系统正式运行期间，做好电压波动的计算和记录，结合实际波动及时补偿电压波动。
3.2光伏发电及并网技术发展趋势分析
随着科学技术的不断进步，未来光伏发电和并网技术的应用将更加广泛。同时，未来光伏电价将逐步下行，相关产业将出现激烈的市场竞争，这将进一步导致相关技术工作内容的调整和变化，使光伏产业更加适应市场发展需要。具体来说，未来光伏发电和并网技术的发展将主要集中在提高电网适应性、与数字化技术有机结合、不断提高系统功率和效率、充分降低成本和损耗等方面。未来，光伏高压直流并网技术的应用优势将逐步显现，这也将为我国偏远地区提供更加稳定可靠的供电系统。
结束语
综上所述，通过对光伏发电和并网技术的分析，主要包括：光伏发电概述、分布式发电系统的具体设计方案，包括光伏系统的运行方式设计、电力负荷分析、以某办公楼为实例的设计以及光伏模块的选择等，从多个角度和角度阐明光伏发电和并网技术，为下一步的工作打下坚实的基础。
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