毕业设计
专业：光伏发电技术及应用
班级学号：光伏1302班-1313207 学生姓名：陈旭恩
指导教师：侯文东助教
二〇一六年三月
甘肃有色冶金职业技术学院毕业设计
太阳能光伏发电并网技术的研究Research on solar photovoltaic power generation and
network technology
专业班级：光伏1302班
学生姓名：陈旭恩
指导教师：侯文东助教
系别：冶金与材料工程系
20 16年03月
摘要
光伏发电作为最有发展前景的一种可再生绿色能源，已经成为当今能源发电领域的研究热点，介绍了中国光伏发电并网技术的研究现状、发展趋势及关键技术，重点对光伏发电的逆变器最大功率点跟踪技术、孤岛检测技术以及光伏电站并网控制技术进行了讨论，并且预测了光伏发电技术的发展趋势。首先介绍了太阳能光伏发电并网分类及特点等，分析了国内外光伏发电产业的现状。接着对光伏发电并网面临的困难及相关技术解决方案进行分析，同时对中国光伏发电产业存在的问题提出了相关的对策和建议，最后预测了太阳能光伏发电产业的未来前景。
关键词：太阳能光伏发电系统；可再生能源；光电效应；MPPT最大功率点跟踪；并网光伏电站
abstract
Photovoltaic power generation as the most promising renewable green energy，It has become the hot topic in the field of energy generation，It introduces the status quo of Chinese photovoltaic power generation and network technology、Islanding detection technology and photovoltaic power plants and network control technology is discussed，And forecasts the development trend of photovoltaic technology。First introduced the solar photovoltaic power generation and network classification and characteristics，It analyzes the present situation of the PV industry。Next photovoltaic power generation and network facing difficulties and related technology solutions for analysis，At the same time Chinese PV industry the problems put forward relevant countermeasures and suggestions，Finally predicted future prospects of solar photovoltaic industry。
Key words：Photovoltaic Power Generating System；Renewable Energy；Photoelectric effect；Maximum Power Point Tracking，MPPT；Grid-connected PV power plant
目录
一. 光伏发电系统背景 (6)
1.1介绍 (6)
1.2人口与能源需求 (7)
1.3能量单位 (8)
1.4当前世界能源使用模式 (8)
1.5净能、英热单位经济和可持续性试验 (9)
1.6光伏实现的阳光向电力直接转换 (10)
1.7 太阳能的利弊 (11)
二. 国内外发展现状 (11)
2.1中国光伏发电产业状况与技术前景 (12)
2.1.1中国光伏发电的市场发展 (12)
2.1.2我国光伏发电市场已涉及区域 (14)
2.1.3中国光伏发电技术前景 (15)
2.2国外光伏发电发展现状及前景 (16)
三. 太阳能光伏发电系统概要 (20)
3.1 太阳能光伏发电系统的构成 (20)
3.2 PV系统的种类 (21)
四. 太阳能光伏电池及其特性 (22)
4.1太阳能电池的原理 (22)
4.2太阳能电池的种类 (23)
4.3太阳能电池伏安特性及影响因素 (25)
五. 无电流传感器型MPPT控制策略 (28)
5.1 MPPT原理 (28)
5.2 系统组成与整体控制策略 (28)
5.2.1 双级式光伏并网发电系统组成 (28)
5.2.2 无电流传感器的MPPT整体控制策略 (29)
六结论 (31)
七参考文献 (32)
八.致谢 (33)
引言
太阳能一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位并且得到广泛的应用。
据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。
一.光伏发电系统背景
1.1介绍
工业革命以来，能源逐渐成为人类生存和现代社会发展的最重要基石。石油、煤炭是目前人类使用最广泛的能源，而其均为不可再生资源，它们在燃烧的过程中产生了大量二氧化碳、二氧化硫等污染气体，导致全球气温升高，温室效应愈来愈显著，冰川溶解加速。而硫化物引起的酸雨问题亦更加突出，森林遭到破坏。而且，石油与煤炭随着开采量的加大，能源枯竭只会提前到来。一系列世界性的环境气候问题和能源短缺给人类文明带来了前所未有的危机。因此，要解决社会可持续发展与能源、环境的矛盾，人类必须加快清洁、安全的新能源和可再生能源开发的步伐，以逐步替代传统能源。在众多新型能源中，太阳能无疑是极具魅力的。它的能量来源堪称无限，太阳每秒向外放射的能量高达3.865×1026J，其中到达地球的也有1.765×1017J之多，相当于6×106吨标准煤。太阳能转换形式多样，主要包括下列三种利用方式：
(1)光热转化。将辐射能搜集起来，与其他物质作用转化为热能加以利用。
(2)光电转化。有两种光电转化方式。一种是先将光辐射能转化为热能，对水加
热产生蒸汽，再利用高压蒸汽推动汽轮机，带动发电机发电。能量转化过程为，先是光热转换，再是热电转换。另外一种是直接的光电转换。利用光生伏打效应，太阳能
电池接收光能直接输出电能。
(3)生物质转化。利用植物的光合作用，将太阳能转化为生物质。目前应用最为广泛的太阳能开发方式是光伏太阳能技术。太阳能电池接收光照，在内部直接产生电势差，对外输出电流，将光能转变为电能。太阳能有诸多的优点。相对于传统化石燃料，太阳能电池工作时几乎不产生二氧化碳、硫化物、氮氧化物等污染物。不会导致温室效应与酸雨。太阳能的来源广泛，只要有阳光的地方就能够进行太阳能的开采与利用。太阳能属于可再生资源，太阳的存在时间对于人类几乎是永久的，因此可以认为太阳能永不枯竭。
1997年6月26日，美国在纽约联合国环境与发展问题特别会议上公布了美国百万太阳能屋顶计划（MSRI）。其宣告：“现在我们将与企业和社区共同努力，到2010年在美国超过100万个屋顶上安装太阳能电池板，通过利用太阳能，减少对化石燃料的依赖。捕获太阳的热能，帮助我们降低地球温度。”
1997年，公共部门还很少关注能源问题，有关全球变暖问题的讨论甚至更少。在12年后本章即将出版的今天，这两个议题都得到了极大的关注。到2007年底，估计美国各地已安装超过60万套太阳能系统，美国加利福尼亚州还退出了自己的百万太阳能屋顶计划。这60万套系统包裹光伏发电、太阳能热水、太阳能游泳池加热系统。但是太阳能的安装利用不仅限于美国，德国在太阳能和风能系统安装方面世界领先，日本、西班牙和许多其他国家也在积极实施可再生能源项目。
如今越来越多的国家采用了可再生能源组合标准（RPS），即设定到某一特定日期可再生能源店里在电能供应结构中的比例目标。这些目标需要工程师们去实现，并要求工程师们理解光伏系统做出明智的系统设计方案。可再生能源组合标准与精心设计的激励方案相互配合，在推动太阳能技术部署方面的时序效果将延续到2010年以后。事实上，MSRI有可能扩大到1亿太阳能屋顶计划，从而满足后代的可持续能源需求。
1.2人口与能源需求
地球人口目前已超过67亿，这些居民都需要能源来维持其生活所需。究竟多少能源、什么能源才能满足这些需求呢？这正是当代人以及后代人必须解决的问题。然而，可以肯定发展中国家将试图显著提高人均能源消耗。例如，1997年中国平均每周建设300MW发电厂。这些发电厂曾洁采用相对便宜的、陈旧的、效率较低的燃煤发电技术，并且供电终端以利用效率较低的用户为主。持续增加化石燃料的使用，其潜在后果是十分深远的。在开始学习光伏发电系统这一极具前景的未来能源的细节之前，了解当前的能源技术与经济格局是有益的，这使读者能够更好地评估工程师在地球迈向未来可持续能源供给的过程中所要做的贡献。
1.3能量单位
能量度量有多种方式，包括卡（cal ）、英热单位（Btu ）、夸德（quad ）、英尺·磅（ft ·lb ）和千瓦时（kW ·h ）。
以下为基于地球系统大约27℃条件下的这些量的定义：
1卡（cal ）是将1mL 水的温度升高1℃所需要的热量。
1英热单位（Btu ）是将1lb 水的温度升高1℉所需要的热量。
1夸德（quad ）是1000万亿（1510）Btu 。
1英尺·磅（ft ·lb ）是将1lb 物体升高1ft 所需要的能量。
1千瓦时（kW ·h ）是1kW 功率运行1h 所需要的能量。
根据这些定义，可得出以下换算公式：
1Btu=252cal
1kW ·h=3413Btu=2655000ft ·lb
1ft ·lb=0.001285Btu
1quad=1510Btu=2.930×1110kW ·h
1.4当前世界能源使用模式
全球一次能源年消费量为397.40quad 。发达国家耗能约为75％，而发展中国家还有近20亿人口没有电力，这些国家大多数在热带地区。2005年，全球一次能源消费量增长到462quad ，仍有20亿人口没有电力。
市场作用力和市场反应之间存在时间延迟。注意，1973年石油禁运以后，石油产量持续上升，此后20世纪70年代和80年代初石油价格明显上涨。在这段时期，高昂的石油价格推动了能源效率的立法，例如美国国家能源储备和政策法案、建筑施工能源效率规程和增加车辆行驶里程的要求。消费者也通过减少恒温器、安装保温层以及采取其他能量储存措施予以响应，降低能源使用量。其结果是在20世纪80年代中期，由于需求量减少，石油产量也随之降低。在同一时期，由于用电效率提高，取消了核电厂的建设，使核电增长速度明显放缓。
由于发展中国家正在争取与发达国家平等的能源权益，世界面临着巨大的能源需求挑战。请注意，能源权益是实现较高生活标准的一个条件。然而实现较高的生活标准需要付出代价，这不仅仅包括货币债务，如果以最廉价、成本第一的方式追逐能源权益，则存在着环境明显退化的潜在影响。遗憾的是，这种情景极有可能出现，东欧和亚洲等地区已经按着这种方式发展。事实上，采用最低成本的能源方式，更可能导致较高的人均能耗，单挺尸产生不宜呼吸的空气和不宜饮用的水，反而有可能使生活水平下降。
北美人口略超过世界人口的5％，消耗了世界能源的26%;而中国和印度几乎占世
界人口的1/3，只消耗了世界能源的18%。
人均国民生产总值与人均千瓦数比值最高的国家与低值国家相比，已经发展成为更高能源效率的经济体。一些国家已经从制造业为主的经济体转变为信息产业为主的经济体，用于制造业的能源仅占较小比例。处于低端的国家往往去想使用更多手工劳动力的农业，或使用底薪工人和低成本能源的制造业。
由于发展中国家利用廉价担但有污染的当地能源来提高其制造能力，这有可能迫使发达国家放松污染控制标准，从而保持对发展中国的产品竞争力。在自由贸易协定的反对意见中，有一部分是基于环境问的担忧，因为该协与禁止任何国家队实时地环境标准的国家生产的货物征收进口关税。因此，发达国家面临想发展中国家输出能源效率的挑战。事实上，当初美国拒绝签署关于温室气体减排的京都协定书的观点之一就是，它没有要求发展中国家采取同等的温室气体排放限制。
光伏能源非常清洁，但是在大多数情况下，与化石能源发电的初装机直接成本相比，当前光伏的使用成本还没有竞争力。这意味着消费者必须熟悉全生命周期成本，工程是必须能够创造最有成本一一效益优势的光伏解决方案。这也意味着为了确保持续降低光伏发电价格，还必须完成大量的研究和开发工作。它还意味着必须努力为能源引起的环境退化也贴上价格标签，从而使这项代价能够计入任何能源社会的总成本当中。
最后，由于对石油价格控制和禁运的担忧，火力发电的原料从石油转换为煤炭和天然气。其中“可再生能源”包括水电、风能、生物质能、地热和光伏等能源。
1.5净能、英热单位经济和可持续性试验
简而言之，一种能源的净能是指从该资源所获取能量和获取并转换它所需能量两者之间的差值。例如，为了能够燃烧一桶石油，需要勘探、开采、输送、精炼，以及建设燃烧设施。然后，必须将成品油输送到燃烧
地点，而且在石油燃烧后，还需要修复开采、输送、精炼和燃烧所造成的一切环境损害。所有这些步骤都需要能量。最后，如果为了获得并转换一桶石油，消耗能量超过了一桶石油等值的能量，那么人们就应该认真思考是否首先选择燃烧石油。
某些情况下，消耗能量去获得某种资源是有意义的。举例而言，假如发现了石油的另一用途，譬如为癌症治疗提供一种主要化学物质。那么消耗一定能量去获得该资源而不是石油，即使所耗能量可能超过石油自身的能量，但为了比石油更重要的通途也是有意义的。另一种情况是使用低等级或低品质的能源形势去生成更高等级或更高品质的能源形势。有时候，这种做法能够使能源利用更有价值。
例如，燃煤发电需要3单位煤炭能产生1单位电能。然而，在发明直接用煤炭驱动电视机的技术以前，这种低效率的煤炭转化为电能的过程很可能会继续下去，尽管燃
煤的环境问题尽人皆知。
“净能”概念是1976年由奥德姆引入的。他们将净能的概念纳入一种经济学的新标准，认为这比金本位制更有意义，并称其为英热单位标准。英热单位标准认为任何事物都有能量内涵。亨德森撰写了大量关于英热单位经济概念的书籍。这里鼓励读者在学期中间阅读奥德姆和亨德森的文献，并进行启发性的讨论，如何实现经济系统向能源本位的转变。
对一种能源可持续性的测试包括两个因素:第一个因素是资源是否有限。有限资源一般称为不可再生，而无线资源称为可再生。第二个因素是资源是否具有正净能。也就是说，如果消耗能量去生产该资源，该资源能够发出比生产能耗更多的能量吗？
一种资源能够产生比生成该资源更多的能量，这个想法可能看似不符合热力学第二定律。然而，如果我们使用一个非常巨大的储能库里的能源，用作待转化的能量来源，那么能源就变得几乎无限。太阳估计还将存在40亿年，这种情况下我们就拥有了一个这样的储能库。因此，举例而言，如果光伏电池在生命周期内所产生的电能多于再生产、应用及销毁过程中所耗能量，包括环境能量成本，那么可以认为光伏电池具有正净能。
1.6光伏实现的阳光向电力直接转换
1839年，贝克勒尔在观测照片电流效应时首次发现太阳光能够直接转换成电力。然后，1876年亚当斯和Day发现硒具有光伏特性。1900年，普朗克提出了光的量子特性，这为其他科学家建立该理论打开一扇大门。1930年，威尔逊提出了固体量子理论，在光子和固体属性之间建立了理论联系。10年后莫特和肖特基发展出固定二极管理论，1949年巴丁、布拉坦和肖克利发明了双极型晶体管。理所当然，这项发明彻底改变了固态器件世界。然后，1954年查平、富勒和皮尔逊开发出第一块太阳电池，效率6%。仅仅四年后，第一块太阳电池用在先锋者1号轨道卫星上。
有人可能会奇怪，为什么经过这么长时间才开发出光伏电池。答案在于难度，为了获得合理水平的电池效率，需要制作出足够忖度的材料。在双极晶体管出现以及空间项目来临之前，没有什么原动力让人们关注高纯度半导体材料的制备。煤炭和石油满足了世界对电力的需求，真空管也满足了电子工业的需要，然而，由于在空间应用中真空管和常规能源是不切实际的，固态技术才获得了立足之地。
光伏电池有半导体材料制成，36狂电池或更多电池装配成一块组件，在过去50
年里，产业已经从双极型晶体管发展到包含数百万晶体管的集成电路，同时也促进了光伏电池的开发，这种观点十分重要。初始成本的减少很大程度上是由于光伏电池制造方面的持续改进。目前，制约因素是光伏电池能量成本以及世界范围内的精炼硅短缺。因此，未来挑战将是降低太阳电池生产过程的能量，同时保持或提高太阳电池性
能、效率和可靠性。
另一项重要发现是，1995年世界光伏组件的45%由美国制造，然后2002年欧洲、日本和世界其他国家的产量达到世界光伏组件的80%，2007年达到93%。正如美国允许消费类电子制造业向其他国家转移，光伏产业似乎也出现了同样的现象。继续观察未来的趋势将耐人寻味。
作为本书开篇的测试，确定光伏电池相关的净能是否为正数，这是非常有用的。事实上，目前光伏电池与投入生产的能量相比，其产生的回报高于10：1，随着未来在生产及利用技术方面的提高，可能使回报值达到45:1。如此看来这确实是一项值得深入学习的技术。
1.7 太阳能的利弊
1.优点：
(1)普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。
(2)无害性：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。
(3)巨大性：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。
(4)长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。
2.缺点：
(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。
(2)不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。
(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。
二. 国内外发展现状
光伏太阳能发电从1980年起进入到一个较高发展速度的时期。全球范围内各国都在竞相开发太阳能发电新技术，各种发电新材料与光电技术不断问世。尤其是仅十
年以来，石油价格大幅攀升，环境日益恶劣，温室效应日趋严重，光伏太阳能发电得到越来越广泛的应用。从1975年至1999年，美国和日本不断降低光伏太阳能发电的成本，从最初的每瓦55美元降低至每瓦6美元，不过和传统的火力发电相比，价格上还处于劣势，还需进一步降低发电成本。美国是太阳能发电技术的佼佼者。美国在死海旁建立了一个面积超过7500平米的太阳池，其搜集到的热能可以为一台150kW 的发电机供能。另外美国计划利用盐湖上8000平米的面积为一个600MW的发电机供能。俄罗斯也拥有先进的太阳能利用技术。俄罗斯一家太阳能技术研究机构巧妙利用导热管道，结合热泵技术，使房屋的地热与太阳能相结合，使得太阳能发电的成本降低。这项新技术不但能持续提供电力，还可以在冬季供暖。因此在高加索地区，太阳能发电能够与传统的火力发电相互角逐市场。
光伏太阳能发电技术已经步入发展的快车道。到2011年，全球并网光伏装机的总容量己达到69．6GW，其中当年新增29．6GW。据预测，新增总容量在2016年将达到75GW，累计达到300GW。我国的光伏产业亦有迅猛的发展势头。我国2008年并网光伏装机量为45MW，而2011年为2200MW。预计将在本世纪中叶光伏太阳能发电将成为世界能源组成结构中的重要部分。因此提高太阳能电池发电效率具有非常重要的意义。
从全球光伏产业的发展进程来看，政府扶持一直是产业发展模式的根本原动力，政府企图通过政策扶持、财政投入来带动民间资本投入，发挥产业规模效益。然而，政府的“投入——产出”效益不明显，重复性生产导致产能过剩、产品价格不断下跌，金融危机“雪上加霜”，增加了各国政府的财政压力，主要的光伏产业国家不得不纷纷削弱扶持力度，让自由市场规划提早介入产业发展。
2.1中国光伏发电产业状况与技术前景
2.1.1中国光伏发电的市场发展
太阳能光伏发电的核心器件是太阳能电池(光伏电池)。
1839年法国学者贝克勒尔发现光伏效应，1954年美国贝尔实验室的三位科学家首次制成实用的单晶硅太阳电池。进入21世纪前后，太阳能光伏产业迅速发展，对社会、经济和人们生活产生深刻影响。已有众多专家学者对这一现象进行研究探讨．在本文中，我也尝试对我国太阳能光伏产业进行简单回顾与展望。
我国于1958年开始研究太阳能电池，于1971年首次成功地应用于我国发射的东方红二号卫星上。于1973年开始将太阳能电池用于地面设施(天津港航标灯)。我国的光伏工业在80年代以前尚处于雏形，太阳能电池的年产量一直徘徊在10kWp以下，价格也很昂贵。由于受到价格和产量的限制，市场的发展很缓慢，除了作为卫星电源，在地面上太阳能电池仅用于小功率电源系统。如航标灯、铁路信号系统、高山气象站
的仪器用电、电围栏、黑光灯、直流目光灯等，功率一般在几瓦到几十瓦之间。在“六五”(1981—1985)和“七五” (1986—1990)期间，国家开始对光伏工业和光伏市场的发展给以支持，中央和地方政府在光伏领域投入了一定资金，使太阳能电池工业得到了发展．并在许多应用领域得到应用，如微波中继站、部队通信系统、水闸和石油管道的阴极保护系统、农村载波电话系统、小型户用系统和村庄供电系统等。同时，在“七五”期间，国内先后从国外引进了多条太阳能电池生产线，使得我国太阳能电池的生产能力猛增到4．5MWp/年(实际年销售量达到0．5MWp)，售价也由“七五”初期的80元/Wp下降到40元/Wp左右，这对于光伏市场的开拓起到了积极的推动作用。太阳能电池已不再仅仅用于小功率电源系统，而开始广泛用于通信、交通、石油、农村电气化、民用产品等各个领域，光伏发电不但列入到国家的攻关计划，而且列入到国家的电力建设计划，同时也在一些重大工程项目中得到采用
2002年，原国家计委启动了“西部省区无电乡通电计划”，即“送电到乡”工程．通过光伏和小型风力发电的方式，最终解决了西部七省区(西藏、新疆、青海、甘肃、内蒙、陕西和四川)近800个无电乡的用电问题，光伏组件用量达到19．3MWp，风力发电机840kWp。这一项目的启动大大刺激了光伏工业的发展，国内建起了几条太阳能电池的封装线。使我国太阳能电池组件的年生产能力迅速达到100MWp(组件封装能力)，2002年当年销售量为20MWp。生产得到大发展的同时，太阳能电池应用也取得进展。截止到2003年底，我国太阳能电池的累计装机已经达到55MWp 目前，中国已经成为世界太阳能产业大国。但是，由于太阳能发电上网存在成本和技术障碍，而且太阳能光伏电池生产成本也远远高于常规发电成本，因此国内难以真正形成良好的太阳能光电市场，太阳能电池95%以上以国外市场为主，需要出口到国外市场来消化。与此同时，太阳能光伏电池生产线的核心设备（全自动丝网印刷机和自动测试分捡机等高端关键技术设备）以及部分关键配套材料（晶体硅产品原材料90％以上产自国外），仍然依靠从发达国家进口。“原料、关键技术设备、市场需求”三头在外的对国外市场的依赖性现象，已成为我国光伏产业的严峻现实。
浙江已初步形成包括多晶硅原料、硅片、电池、组件、原辅材料生产以及系统开发应用的较为完备的产业链。但从产业链结构来看，却呈现出“两头小、中间大”的分布格局，大部分企业集中在切片、电池片以及辅材配套等领域，技术含量和利润率相对较低。据统计，浙江省光伏原料的40%需要进口，30%需要外省供给。这不仅使企业易受到外部市场波动、贸易壁垒增多和恶性价格竞争的影响，还制约了企业向上游拓展的能力。在浙江省光伏企业拥有的1220多件专利中，硅片、硅锭的制造专利占比为17%左右，高纯硅领域的专利仅占1.2%左右，相比于欧美和日本等发达国家一半以上的光伏专利集中在光伏材料领域，其自主研发能力相对落后。
2.1.2我国光伏发电市场已涉及区域
1.在太空应用
光伏电池最早应用领域是在太空，作为人造星的电源。我国神州五号载人飞船所用电能正是由太阳能电池提供。
2.太阳能灯
太阳能灯是一种利用太阳辐射作为能源的灯只要阳光充足就可以就地安装，不受供电线路影响，不用开沟埋线，不用消耗常规电能，是绿色环保产品。2008年北京奥运村道路两旁90％的照明将用这种对周围有极好点缀和装饰效果的太阳能灯。
3.太阳能车和游艇
太阳能车和游艇是通过光伏发电装置为直接驱动动力或以蓄电池储存电能再驱动的车辆和船只。由于不污染水质、大气、不排放二氧化碳，不需其他能源。随着电池和控制技术提高，已经得到了飞速发展。
4.在交通设施上应用
在高速公路上远离城市电网的服务区中建设光伏电站、紧急电话系统、视频监视器、可变情报、报警示灯等。目前我国沿海从南到北基本实现航标太阳能光伏电池化，公路上的警示灯、信号灯、标志灯等均得到很大发展。
5.在通信方面应用
通讯/通信领域是太阳能光伏电源系统应用强项已广泛应用于微波中继站、光缆维护站、电力/广播/通讯/寻呼电源系统，农村载波电话光伏系统、通信机、士兵GPS 供电。
6.在家电中应用
特别适用于无电地区，如我国深圳的太阳能手提电源，已为成千上万农牧民解决用电困难。便携式家电有太阳能计算器、钟表、电脑、收音机、照相机、电视、手机克电器等。绿色家电的应用，有利环保。
7.其他地面应用
如光伏水泵、畜牧围栏、植物保护、森林防火、太阳能玩具、石油、化工、运输等行业、钢铁结构、钢铁管道的阳极保护等。
今后几十年间，是人类阔步迈向太阳能时代的历史时期，也是我国人民奋发进取，建设社会主义现代化强国的历史时期。太阳能源时代的行将来临，对我国现代化的努力是千载难逢的机遇。
面对石化资源的枯竭、生态环境的破坏都显示出传统发展之路路障遍布．已无法通行．采用新的能源是唯一可行之路。我国从20世纪80年代就进行太阳能光伏电池的开发生产，国家也在西部无电地区大力推广离网光伏系统的应用，其中光明工程和乡
乡通等工程的实施，为我国光伏产业的发展和光伏技术提高起到积极作用，国家在973和863等重大项目中也将太阳能电池的发展放到重要位置，北京2008绿色奥运的筹办也为太阳能电池的发展产生巨大推动。
2.1.3中国光伏发电技术前景
在今后十余年中，太阳能电池的市场走向将会发生很大改变。在2010年前我国太阳能电池多数用于独立光伏发电系统，而从2011年到2020年我国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和建筑屋面发电系统。2010年、2020年和2050年太阳能电池的市场份额预测如下图。
图2-1太阳能电池市场份额
许多国家的发展历史证明：政府的支持和扶助，是太阳能光伏产业发展必不可少的条件。美国、欧盟各国、印度、日本都以各种方式提供资金针对持、财政补贴和优惠政策。由于采取政府统一收购政策(每千瓦电价0.5欧元)德国一些农民已在田地上铺光伏电池，改种“太阳能电池”。我国上海，已经耗资150亿元，开发10万屋顶的光伏发电系统，每年发电4.3亿千瓦时。
我国的可再生能源法的颁布，将有力促进我国太阳能工业的发展。太阳能光伏工业更乘风破浪，令人瞩目。2003年我国太阳能电池产量仅为印度52％，在2004年，我国太阳能电池产量超过印度，为印度152％，年产达到50MWp以上，在2007年左右，我国在太阳能电池研发、生产和应用产品开发将在东部沿海地区形成一个世界级的产业基地，太阳能电池总产量进入世界前四名，排在日本、德国和美国之后，而到2010年，我国有望名列世界第二。中国将崛起世界一流的光伏产业；而到2020年中国光伏电池发展规模将达1000～8000MWp生产大国，在世界太阳能产业中占据重要地位。
太阳能光伏发电，可以节约宝贵土地资源，我国人均耕地面积仅及世界平均水平一半，这些耕地大多集中在东部地区。正随工业化和城市化的发展而迅速减少，高山、沙漠、丘陵等难以利用的土地占据我国国土面积的30.68%，这些土地大多分布在西部、北部。而幅原广大的西部、北部又是气候干燥、雨量稀少、阳光普照的地区，是
太阳能、风能极为丰富的地区。在青藏高原，每年平均日照时间在3000小时以上，在世界上名列前列。在西部、部重点发展以太阳能为代表的绿色能源，既有助西部人口就业，有利于东部、西部的协调发展，缩小东西部的差距，又避免东部发展过程中的环境污染，占用耕地，大量居民搬迁弊病。
作为清洁、可再生能源、太阳能光伏能源从开始时就是能源新秀，又是环保宠儿。太阳能电池有效减少了环境污染、利于维护、改良生态。按照估计我国到2010年太阳能光伏发电的累计用量将达到600MWp，预计其中20％是并网发电，80%是独立发电系统，则相当在我国减排135万吨二氧化碳，到2020年太阳能光伏发电累计安装30GWp，则相当于减排6750万吨二氧化碳。
这个简单计算没有包括使用煤炭发电产生的大量工业废渣、废水，没有统计太阳能光伏电站对周围荒漠、高原的有利影响。
太阳能光伏发电可以提供大量就业机会、稳定社会。我们正在开展的数倍反射聚光光伏发电技术研发项目，当规模化生产线达2MWp时，就可解决800人左右的就业，当产能达到10MWp时，即可解决4000人左右就业。随着我国太阳能电池产业的突飞猛进，成千上万的生产人员、科技人员、销售人员、管理人员涌人这个欣欣向荣、日益扩大的产业，预计到2020年，太阳能光伏发电能为我国提供两千万以上的就业机会，太阳能光伏发电将会将为我们能源支柱产业之一。同时带动相关产业(如电子、交通、机械、电器、服务)的迅猛发展。
到2020年，随着综合国力的显著增强和光伏产业的兴起，我国将会兴建超大规模的太阳能热电站和太阳能光电站。其中10MWp以上的太阳能光伏电站包括沙漠电站、大规模光电制氢、大规模的海水淡化、大规模太阳能光伏一体化建筑、大型光伏电站、光伏发电电动汽车、和宇宙发电。届时光伏发电将会成为我国主体能源的重要组成之一。
2.2国外光伏发电发展现状及前景
自1839年发现“光生伏打效应”和1954年第一块实用的光伏电池问世以来，太阳能光伏发电取得了长远的进步，但是它的发展仍然比计算机和光纤通讯要慢得多。
光生伏打效应是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象，是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
光生伏打效应主要是应用在半导体的PN结上，把辐射能转换成电能。大量研究集中在太阳能的转换效率上。理论预期的效率为24％。由于半导体PN结器件在阳光下的光电转换效率最高，所以通常把这类光伏器件称为太阳能电池，也称光电池或太阳电池。
1973年的石油危机和20世纪90年代的环境污染问题大大促进了太阳能光伏发
电的发展。随着人们对能源和环境问题认识的不断提高，光伏发电越来越受到各国政府的重视，科研投入不断加大，鼓励和支持光伏产业发展的政策也不断出台。以1997年美国总统克林顿的“百万太阳能光伏屋顶计划”为标志，日本还有欧洲的德国、丹麦、意大利、英国、西班牙等国也纷纷开始制定本国的可再生能源法案，刺激了光伏产业的高速发展。2000年以来，全球光伏产业连续6年以30%~~60%以上的速度增长，2002年全球光伏电池产量为560MW/a，到2003年已高达750MW/a,增长了34%。2004年开始，德国对可再生能源法进行了修订，新的补贴法案促成了德国光伏市场随后的爆发，随之而来的是发达国家间新一轮的政策热潮和全球光伏市场的更高速膨胀。2004年世界光伏电池年产量达到1256MW，年增长率高达68%，2005年产量达1818MW，增长率仍有45%（图3-1），2006年，美国加州州长施瓦辛格提出了要在加州实施“百万个太阳能屋顶计划”，在未来10年内建设3000MW光伏发电系统的提案，这象征着美国光伏政策的新纪元的到来。正是由于欧洲、日本和美国强有力的政策推动，全球太阳能光伏发电系统市场才呈现出今天欣欣向荣的景象，太阳能光伏发电的前景无限光明（见图3-2~图3-5）。
由于前5年发达国家光伏补助相当多，国外光伏发电迅猛，为了调节（降低）光伏发电装机，从今年开始德国、英国、美国等发达国家正在降低光伏发电的补助，因此这些国家的光伏装机明显下降。
当前，全球光伏市场主要还是欧洲． 2009年全球光伏装机容量中欧洲占80%，而欧洲的70%来自德国，所以德国仍然是目前光伏市场的主体。2010年起意大利和德国成为全球安装量最大的国家，约占全球市场的六成。
图3-1世界太阳电池历年产量
图3-2世界光伏组件生产成本下降趋势
图3-3美国光伏发展线图路
目前全球太阳能光伏需求领先的国家包括：亚太地区五个主要国家(中国、日本、
印度、泰国和澳大利亚)，四个欧洲国家(德国、英国、意大利和法国)和北美(美国和加拿大)。未来五年中，这些国家终端市场的光伏需求量将占全球的80%以上，准备建设的商业及公共事业电站项目有4300个，其中近半数是规模在250kW到5MW的项目。
图3-4日本光伏发展线路图
图3-5欧洲光伏发展线路图
三. 太阳能光伏发电系统概要
3.1太阳能光伏发电系统的构成
太阳能光伏发电系统（Photovoltaic Power Generating System，简称PV系统）有很多类型。
太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：
1.太阳能电池板
太阳能电池板(图4-1所示)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
2.太阳能控制器
太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
3.蓄电池
一般为铅酸电池，一般有12V和24V这两种，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
4.逆变器
在很多场合，都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。
住宅用PV系统由屋顶等位置安装的太阳能电池阵列（包括太阳能电池组件、支架等）、在室内（或室外）安装的功率调节器（包括逆变器和并网保护装置等）以及连接这些设备的布线及接线盒、安装在交流侧的电表等构成。
这种方式称为并网型PV系统。太阳能电池产生直流电，直流电通过功率调节器转换为交流电后并入电网，可以与电力公司提供的交流电一起使用。
产业用PV系统的基本结构与住宅用PV系统相同，不过住宅用PV系统多与电力公司的单相三线的200V低压相连，而产业用PV系统在厂区内有受变电设备的场合，多与三相三线的6600V的高压相连（但功率调节器与三相三线的200V低压相连）。此
5kWp光伏太阳能并网发电系统 设 计 方 案 设计人：申小波（Mellon） 单位：个人 电话： 日期： 2013年10月27日
目录 一、光伏太阳能并网发电系统简介 (2) 二、项目地点及气候辐照状况 (2) 三、相关规范和标准 (5) 四、系统结构与组成 (5) 五、设计过程 (6) 1、方案简介 (6) 2、设计依据 (6) 3、组件设计选型 (7) 4、直流防雷汇流箱设计选型 (9) 5、交直流断路器 (11) 6、并网逆变器设计选型 (13) 7、电缆设计选型 (14) 8、方阵支架 (15) 9、配电室设计 (15) 10、接地及防雷 (15) 11、数据采集检测系统 (16) 六、仿真软件模拟设计 (17) 七、接入电网方案 (22)
八、设备配置清单及详细参数 (22) 九、系统建设及施工 (22) 十、系统安装及调试 (23) 十一、运行及维护注意事项 (26) 十二、设计图纸 (28) 十三、工程预算投资分析报告 (32)
5kWp光伏太阳能并网发电系统配置方案 一、光伏太阳能并网发电系统简介 并网系统（Utility Grid Connected）最大的特点：太阳电池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，并网系统中光伏方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚，太阳电池组件没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。 因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用光伏方阵所发的电力，从而减小了能量的损耗，并降低了系统的成本。但是系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压、频率等电性能指标的要求。因为逆变器效率的问题，还是会有部分的能量损失。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能太阳电池组件阵列作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺电率，而且并网系统可以对公用电网起到调峰作用。但并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统，对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响，如谐波污染，孤岛效应等。 二、项目地点及气候辐照状况 图片来自Google地球 1、项目地点为：江苏省泰州市XX区XX镇； 2、纬度：32°22’，经度：120°12’； 3、平均海拔高度：7m；
CGC 北京鉴衡认证中心认证技术规范 CGC/GF001：2009 （CNCA/CTS 0004-2009） 400V以下低压并网光伏发电专用逆变器 技术要求和试验方法 Technical Specification and Test Method of Grid-connected PV inverter below 400V 2009-8-3发布 2009-8-3实施 北京鉴衡认证中心发布
目 次 目 次..............................................................................I 前 言............................................................................III 并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法. (1) 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (2) 4 产品分类 (3) 4.1 产品型式 (3) 4.2 输出功率型谱 (3) 5 技术要求 (4) 5.1 使用条件 (4) 5.2 机体和结构质量 (4) 5.3 性能指标 (4) 5.4 电磁兼容性 (6) 5.5 保护功能 (6) 5.6 通讯 (7) 5.7 自动开/关机 (7) 5.8 软启动 (7) 5.9 绝缘耐压性 (7) 5.10 外壳防护等级 (8) 6 试验方法 (8) 6.1 试验环境条件 (8) 6.2 机体和结构质量检查 (8) 6.3 性能指标试验 (8) 6.4 电磁兼容试验 (9) 6.5 保护功能试验 (9) 6.6 通讯接口试验 (12) 6.7 自动开/关机试验 (12) 6.8 软启动试验 (12) 6.9 绝缘耐压试验 (12) 6.10 环境试验 (12) 7 检验规则 (12) 7.1 检验分类 (12) 7.2 出厂检验 (13) 7.3 型式检验 (13) 8 标志、包装、运输、贮存 (14) 8.1 标志 (14) 8.2 包装 (14) 8.3 运输 (14)
太阳能并网10KW发电系统 太阳能电池板发电系统是利用光生伏打效应原理，它是将太阳辐射能量直接转换成电能的发电系统。太阳能并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，把满足负载需要后多余的电量或在没有负载情况下把产生的电量，通过并网逆变器送上电网。 系统安装施工 施工安装人员应采取以下防触电措施： 1 应穿绝缘鞋，带低压绝缘手套，使用绝缘工具； 2 施工场所应有醒目、清晰、易懂的电气安全标识； 3 在雨、雪、大风天气情况下不得进行室外施工作业； 4 在建筑工地安装光伏系统时，安装场所上空的架空电线应有隔离措施；
5 使用手持式电动工具应符合《手持式电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程》GB3787的要求。 安装施工光伏系统时还应采取以下安全措施： 1 光伏系统各部件在存放、搬运、吊装等过程中不得碰撞受损。光伏组件吊装时，其底部要衬垫木，背面不得受到任何碰撞和重压； 2 光伏组件在安装时表面应铺有效遮光物，防止电击危险； 3 光伏组件的输出电缆不得发生短路； 4 连接无断弧功能的开关时，不得在有负荷或能够形成低阻回路的情况下接通正、负极或断开； 5 连接完成或部分完成的光伏系统，遇有光伏组件破裂的情况应及时设置限制接近的措施，并由专业人员处置； 6 接通光伏组件电路后应注意热斑效应的影响，不得局部遮挡光伏组件； 7 在坡度大于10°的坡屋面上安装施工，应设置专用踏脚板； 8 施工人员进行高空作业时，应佩带安全防护用品，并设置醒目、清晰、易懂的安全标识。 项目的施工包括：太阳能电池板组件支架制作安装、太阳能电池板组件方阵的安装、电气设备的安装调试、系统的并网运行调试。 施工顺序：基础施工－太阳能电池板组件支架制作安装－太阳能电池板组件方阵安装 调试—电气仪表设备安装调试－并网运行调试－系统试运行—竣工验收。 施工准备 主要材料需用量计划 序号材料名称数量单位 1 太阳电池板40 块 2 组件支架 2 套 3 防雷汇流箱 1 套 5 交流逆变器 1 台 6 三相并行电表 1 台 7 电缆线50红、50黑米 主要测量仪器及用途
100kW光伏并网发电系统典型案例解 100kW光伏并网发电系统典型案例解析 1、项目地点分析 本项目采用光伏并网发电系统设计方案，应用类别为村级光伏电站项目。项目安装地为江西，江西位于位于中国的东南部,长江中下游南岸。地处北纬24°29′-30°04′，东经113°34′-118°28′之间。项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′。根据查询到的经纬度在NASA上查询当地的峰值日照时间如下： (以下数据来源于美国太空总署
根据项目所在地理位置坐标，项目所在地坐标为项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′，光伏组件安装最佳倾角为20°如下图所示： 2.3组件阵列间距及项目安装面积 采用260Wp的组件，组件尺寸为1650*990*35mm，共用400块太阳能电池板， 总功率104kWp。根据下表公式可以计算出组件的前后排阵列间距为2.4m，单 块组件及其间距所占用面积为2.39㎡。
104kWp光伏组件组成的光伏并网发电系统占地面积为2.39*400=956㎡,考虑到安装间隙、周围围墙等可能的占地面积，大约需要1000㎡。 3、光伏支架 本项目为水平地面安装，采用自重式支架安装方式。自重式解决方案适用于平屋顶及地面系统。利用水泥块压住支架底部的铝制托盘，起到固定系统的作用。
. 光伏并网发电防逆流 自动控制技术方案和实施方案 保定特创电力科技有限公司
1工程概况 光伏电源并网供电系统，与其公众电网配电系统（380V低压侧供电）一起并网供电。鉴于对于负荷变化控制有特殊要求，一方面需要供电部门保证用户的供电质量和可靠性，同时使光伏电源能正常工作，充分发挥光伏能源经济效益和试验与示范作用。另一方面，光伏电源的运行不应影响配电系统的安全，不允许光伏电源通过低压配电380V 网络向电力系统倒送电，同时最科学合理使用光伏电源供电，减少用户用电成本。因此，需要对光伏电源进行安全控制。 本装置的任务是对配电变压器的低压侧380V侧进行实时监测；对光伏电源进行必要的控制。采用专门为其设计的微机装置和控制电路，这样可以保证保护动作快速性和控制的准确性。 2 工程配置原则 1、可靠性：提供成熟技术和可靠方案，保证电网运行安全。 2、先进性：工程施工不影响正常供电。 3、拓展性：工程方案易于拓展，有利于将来的升级改造。 4、智能性：先进的逻辑分析和控制手段，合理有效地提供清洁能源。 3 方案概述 光伏电源工程供电系统的运行方式： 光伏电源并网供电由光伏逆变器经过主变低压380V侧后，并网于供电局主进线线路。图纸见附图。 根据以上运行方式，这时的逆功率监控装置控制要求如下： 电流测量点为变压器的低压侧(或系统主进线)380V电力局总入口电流：IA,IB,IC。（由CT来） 电压测量点为变压器的低压侧380V并网电压：UAB、UBC。（电压直接采集来）
1、两个CT互感器的倍率为 A/5A；根据现场配置，精度0.5级 2、电压回路接线,为直接采集式.直接接在并网380V侧即可. 3、每个并网点需要控制的逆变器为3-6台，15KW. 20KW. 4、控制逆变器的方式为通过交流接触器分,合闸逆变器的交流侧方式。 3.1解决方案 基于以上分析，我们提出以下解决方案： 在每个并网点的低压侧电力局公网入口处安装一台TC-3065逆功率监控装置。实时监测380V低压线路的电流电压和功率方向、幅值，同时TC-3065逆功率监控装置控制多路接触器,控制逆变器的交流输出，TC-3065逆功率监控装置的外围设备（如电流互感器、空开、通讯线缆），用户需根据图纸设计自行安装在现场的低压交流配电柜或者低压侧计量柜内，户内柜体嵌入式安装方式。 3.2 系统自动控制过程与功能设置 光伏电源工程供电系统的正常运行方式：一台10kV/400V的配电变压器正常供电，同时清洁电源并网供电，此时的控制要求如下： （1）若测量点出现电压过高、或者电压过低、电流过高（通过设置参数整定），则TC-3065逆功率监控装置在液晶显示上发报警信息，可通过通讯把报 警信息上传。 （2）检测交流电网（AC380V，50Hz）供电回路三相电压、电流（测量点），判断功率流向和功率大小。如果电网供电回路出现逆功率现象，防逆流装 置立即逐级断开清洁电源并网系统中4个模组，直到逆功率现象消失。 防逆流装置控制清洁电源并网系统中4个模组断开逐级累加时间为不大 于600S（可设置）。 （3）逆功率恢复的控制：当防逆流装置检测到逆功率，切断清洁电源供电回路后，若测量点逆功率消失，并且检测到负荷功率（测量点的正向功率）大 于某一门槛值（可设定，单位W二次功率值）时，经过不大于600S延 时（可设置）后，防逆流装置把清洁电源并网系统中接入点合上（控制点）。
未来太阳能光伏并网发电对电网的影响 尽管寻找新能源的工作已经有相当的历史了，但是世界性的环境污染和能源短缺已经迫使人们更加努力的寻找和开发新能源。在寻找和开发新能源的过程中，人们很自然的把目光投向了各种可再生的替代能源。光伏发电就是其中之一。虽然光伏发电的实际应用存在着种种的局限，但是随着光伏发电成本的降低和矿物发电成本的提高以及矿物能源的减少，总有一天光伏发电的成本将会与传统发电成本相当。到时侯，光伏发电将逐步进入商业化阶段。光伏并网发电形成规模后会对电网形成什么样的影响是本文想要探讨的问题。 一、光伏发电的基本原理 1 太阳能光伏发电系统的组成 太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏电池组，光伏系统电池控制器，蓄电池和交直流逆变器是其主要部件。其中的核心元件是光伏电池组和控制器。各部件在系统中的作用是： 光伏电池：光电转换。 控制器：作用于整个系统的过程控制。光伏发电系统中使用的控制器类型很多，如2点式控制器，多路顺序控制器、智能控制器、大功率跟踪充电控制器等，我国目前使用的大都是简单设计的控制器，智能型控制器仅用于通信系统和较大型的光伏电站。 蓄电池：蓄电池是光伏发电系统中的关键部件，用于存储从光伏电池转换来的电力。目前我国还没有用于光伏系统的专用蓄电池，而是使用常规的铅酸蓄电池。 交直流逆变器：由于它的功能是交直流转换，因此这个部件最重要的指标是可靠性和转换效率。并网逆变器采用最大功率跟踪技术，最大限度地把光伏电池转换的电能送入电网。 2 太阳能光伏电池板： 太阳能电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的P-N结。工作原理和二极管类似。只不过在二极管中，推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场，而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热（*）。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换的效率，大约是光伏电池效率大约是单晶硅13％－15％，多晶硅11％－13％。目前最新的技术还包括光伏薄膜电池。（参考资料12）1839年，法国物理学家A．E．Becquerel在实验室中发现液体的光生伏特效应（由光照射在液体蓄电池的金属电极板上使得蓄电池电路中的伏特表产生微弱变化）至今，在所有能找到的材料中，由单晶硅做成的P-N结光伏电池是光电转换效率最高的材料。 3 太阳能光伏发电系统的分类： 目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类，离网光伏蓄电系统，光伏并网发电系统及前两者混合系统。 A）离网光伏蓄电系统。这是一种常见的太阳能应用方式。在国内外应用已有若干年。系统比较简单，而且适应性广。只因其一系列种类蓄电池的体积偏大和维护困难而限制了使用范围。 B）光伏并网发电系统，当用电负荷较大时，太阳能电力不足就向市电购电。而负荷较小时，或用不完电力时，就可将多余的电力卖给市电。在背靠电网的前提下，该系统省掉了蓄电池，从而扩张了使用的范围和灵活性，并降低了造价。 C）A, B两者混合系统，这是介于上述两个方之间的系统。该方案有较强的适应性，例如可以根据电网的峰谷电价来调整自身的发电策略。但是其造价和运行成本较上述两种方案高。 二、光伏发电的优点 进入70年代后，由于2次石油危机的影响，光伏发电在世界范围内受到高度重视，发展非常迅速。从远期看，光伏发电将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源。不论从近期和从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充，在解决特殊应用领域，如通信、信号电源，和边远无电地区民用生活用电需求方面，从环境保护及能源战略上都具有重大的意义。光伏发电的优点充分体现在以下几个方面： 1，充分的清洁性。（如果采用蓄电池方案，要考虑对废旧蓄电池的处理） 2，绝对的安全性。（并网电压一般在220V以下） 3，相对的广泛性。 4，确实的长寿命和免维护性。
国家电网光伏电站并网技术标准解读 标准Standard编辑/孑L令欣 国家电网光伏电站并网技术 标准解读……………………………………………………………………………………………………………………………………… > ◎文/张军军秦筱迪 光伏系统接入电网作为光伏发 电的重要环节,直接关系到光伏发 电对公用电网的影响.未来光伏 并网多应用于110kV以下的输电线 路,电网运行环境极为复杂,并 网技术难点亦将倍增,光伏发电功 率的波动性,随机性,高渗透率给 中国电网的安全稳定运行带来了新 的挑战.为此,中国国家电网公司 于2011年颁布了Q/GDw617—2011 光伏电站接入电网技术规定和 Q/GDW618-2011((光伏电站接入 电网测试规程两项企业标准,对 不同电压等级,不同容量和不同并 网方式的光伏电站,在技术指标, 并网前应接受测试的项目和方法进 行规范.本刊就两项标准的相关要 求进行解读,以便企业参照执行.
一 , 一 般原则 这两项标准适用于接入380V 及以上电压等级的并网型光伏发电站,不适用于离网型光伏发电站. 我国太阳能资源分布和电能消 费的格局决定了在中国进行光伏发电时应采用集中开发,高压输送和分布接入,就地消纳两种形式. 这两种形式的光伏电站并网特性不同,其并网要求也有区别.标 准中按不同的接入电压等级对光伏发电站进行了分类:通过380V 电压等级接入电网的光伏电站为小型光伏发电站,通过10kV～35kV 电压等级接入电网的光伏电站为中型光伏发电站,通过66kV及以上电压等级接入电网的光伏电站为大型光伏发电站.按不同的并网连接方式,又将光伏发电站区分为: 专线接入公用电网,T接于公用电网以及通过用户内部电网接入公用电网.为避免小型光伏发电站在用电低谷时向公用电网倒送电,小型光伏发电站总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%,这样还能允许小型光伏
光伏电站技术方案 1.系统概况 1.1项目背景及意义 系统由室外太阳电池组件阵列系统、室外太阳能电池组件汇流系统、室内控制储能系统、逆变配电装置与布线系统、室内光伏发电综合测试系统组成。用于研究不同材料电池组件的光伏阵列，采取跟踪模式和固定模式时发电的情况，以及5种相同功率不同方式的太阳能电发电的对比。本系统建成后可以作为学校光伏科研方向的重点实验室，为学校学科建设、科技创新、人才培养发挥重要作用。 1.2光伏发电系统的要求 系统是一个教学实习兼科研项目，根据要求设计一个5kWp的小型光伏电站系统，包含3kWp的并网光伏系统，2kWp的离网光伏系统，共计平均每天发电约9.5kWh,可供一个1kW的负载工作9小时左右。 2.项目概况 2.1光伏系统方案的确定 根据现场资源和环境条件，系统设计采用独立型离网光伏系统和离散型并网光伏系统方案。 太阳能光伏并网发电系统主要组成如下： （1）太阳能电池组件及其专用固定支架； （2）光伏阵列汇流箱； （3）光伏并网逆变器； （4）系统的通讯监控装置；
（5）系统的防雷及接地装置； （6）土建、配电房等基础设施； （7）系统的连接电缆及防护材料； 太阳能光伏离网发电系统主要组成如下： （1）太阳能电池组件及其双轴跟踪逐日支架； （2）光伏阵列汇流箱； （3）光伏控制器； （4）光伏离网逆变器； （5）系统的通讯监控装置； （6）系统的防雷及接地装置； （7）土建、配电房等基础设施； （8）系统的连接电缆及防护材料； 3.设计方案 3.1方案介绍 将系统分成并网和离网两个部份。并网和离网系统中用到的太阳能电池组件有3种，一是175Wp单晶硅太阳能电池板，其工作电压为35.9V,开路电压为43.6V，经过计算，6块此类电池板串联，构成1个1KW的光伏阵列。二是175Wp多晶硅太阳能电池板，其工作电压为33.7V,开路电压为42.5V, 经过计算，6块此类电池板串
太阳能光伏并网发电系统 摘要：随着经济的发展、社会的进步，电能的消耗越来越大，传统的火电需要燃烧煤、石油等化石燃料，一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。另一方面燃烧燃料将排出二氧化碳和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。针对上述问题人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的亲睐，在人们生活、工作中有广泛的作用，其中之一就是将太阳能转换为电能。本文将对太阳能光伏并网发电系统这个新产品进行体系的构建和市场分析，运用产品开发与管理的知识对新产品进行可行性分析，材料分析以及工艺性分析。 关键词：太阳能发电系统产品体系构建市场分析可行性分析 一、产品体系的构建产品体系由战略层面的文化以及策略层面的价格、包装等一系列要素构成，是企业从操作性角度对产品的审视[1]。 1、产品与文化文化是产品的一个重要组成部分，属于产品附加利益这一层次。产 品文化，是以企业生产的产品为载体，反应物质及精神追求的各种文化要素的总和，是产品价值和文化价值的统一。随着知识经济时代的到来，企业生产的产品决不仅仅是为了满足人们的某种物质生活需要，而是越来越多地考虑人们的精神生活需要，越来越重视产品文化附加值的开发，努力为顾客提供实用的、情感的、心理 的等多方面的享受，努力把使用价值和审美价值融为一体，突出产品中的人性化因素 [1] 。 结合自身的产品，不仅要发掘尽可能多的使用价值，更多的是体现太阳能光伏并网发电系统的文化价值。本产品推崇的太阳不仅仅给世界带来了温暖和光照，即太阳能光伏并网系统结合自身的特点所体现出的文化价值。在当前能源短缺的大环境下，太阳能蕴藏丰富不会枯竭，是理想的清洁能源。由于其安全、干净，不会威胁人类和破坏环境，比传统的煤燃料更环保，所以太阳能更值得推广。 对于顾客的情感方面，近阶段，国家电网的供电大多是采用火力发电，势必造成 能源的短缺和环境的破坏，顾客使用本产品能有效节约能源，保护坏境，充分体 现了顾客对环境保护的高度责任感，也能把这份责任感传递给更多。 2、产品与定位 产品的定位是体系构建中重要的一个环节，产品定位指企业针对同种产品市场进入者的情况，根据消费者对该产品的某一属性或特征的重视程度，为该产品设计
第一章光伏发电系统习题 一、填空题 1. 太阳能利用的基本方式可以分为、、、。 2. 光伏并网发电主要用于和。 3. 光伏与建筑相结合光伏发电系统主要分为、。 4. 住宅用离网光伏发电系统主要用太阳能作为供电能量。白天太阳能离网发电系统对蓄电池进行；晚间，太阳能离网发电系统对蓄电池所存储的电能进行。 5. 独立光伏发电系统按照供电类型可分为、和，其主要区别是系统中是否有。 6. 太阳能户用电源系统一般由太阳能电池板、和构成。 7. 为能向AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用。 8.太阳能光伏电站按照运行方式可分为和。未与公共电网相联接独立供电的太阳能光伏电站称为。 二、选择题 1．与常规发电技术相比，光伏发电系统有很多优点。下面那一项不是光伏发电系统的优点( )。 A. 清洁环保，不产生公害 B. 取之不尽、用之不竭 C. 不存在机械磨损、无噪声 D. 维护成本高、管理繁琐 2．与并网光伏发电系统相比（）是独立光伏发电系统不可缺少的一部分。 A. 太阳能电池板 B.控制器 C. 蓄电池组 D.逆变器
3. 关于光伏建筑一体化的应用叙述不对的是（）。 A. 造价低、成本小、稳定性好 B.采用并网光伏系统，不需要配备蓄电池 C.绿色能源，不会污染环境。 D.起到建筑节能作用 4．（）是整个独立光伏发电系统的核心部件。 A、充放电控制器 B、蓄电池组 C、太阳能电池方阵 D、储能元件 5．独立光伏发电系统较并网光伏发电系统建设成本、维护成本（）A、无法预算B、偏低C、一致D、偏高 6．目前国外普遍采用的并网光伏发电系统是（） A、有逆流型并网系统 B、无逆流型并网系统 C、切换型并网系统 D、直、交流型并网系统 三、简答题 1.简述太阳能发电原理。 2.什么是光伏效应？ 3.简述光伏系统的组成。 4. BAPV和BIPV有什么区别？ 5．目前光伏发电产品主要用于哪些方面。 6．简述太阳能光伏发电系统的种类。 7．简述光伏发电与其他常规发电相比具有的主要特点。 8．根据自己的理解来简述太阳能光伏发电技术在生活中的应用。
光伏并网发电系统设计 摘要：最大功率点跟踪是光伏并网发电系统中经常遇见的问题。系统设计采用电流型控制芯片UC3845实现最大功率点跟踪（MPPT），由单片机STC12C5408AD产生SPWM信号，实现频率相位跟踪功能、输入欠压保护功能、输出过流保护功能。结果表明，该设计不但电路设计简单，软硬件结合，控制方法灵活，而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。 关键词：STC12C5408AD DC-AC转换电路 MPPT 太阳能作为绿色能源,具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点,越来越受到人们的关注。光伏电池的输出是一个随光照、温度等因素变化的复杂量，且输出电压和输出电流存在非线性关系。光伏系统的主要缺点是初期投资大、太阳能电池的光电转换效率低。为充分利用太阳能必须控制电池阵列始终工作在最大功率点上，最大功率点跟踪(MPPT, Maximum Power Point Tracker)是太阳能并网发电中的一项重要的关键技术。 1 设计任务 为研究方便设计一光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S和电阻R S模拟光伏电池，U S=60V，R S=30Ω~36Ω；u REF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率f REF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将u F作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L=30Ω~36Ω。要求系统具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，频率、相位跟踪功能，输入欠压保护和输出过流保护功能。另外要求系统效率高、失真度低。 U R L
图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案 光伏并网系统主要由前级的DC-DC变换器和后级的DC-AC逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST结构,主要完成系统的MPPT控制;DC-AC部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz交流电。设计采用单片机SPWM调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示： 图2 系统总体硬件框图 3 MPPT原理及电路设计 MPPT原理 由于光伏阵列的最大功率点是一个时变量，可以采用搜索算法进行最大功率点跟踪。其搜索算法可分为自寻优和非自寻优两种类别。所谓自寻优算法即不直接检测外界环境因素的变化,而是通过直接测量得到的电信号,判断最大功率点的位置。典型的追踪方法有扰动观测法和增量导纳法等。增量导纳法算法的精确度最高,但是,由于增量导纳法算法复杂,对实现该算法的硬件质量要求较高、运算时间变长，会增加不必要的功率损耗,所以实际工程应用中,通常采用扰动观测法算法]1[。 扰动观测法原理:每隔一定的时间增加或者减少电压,并通过观测其后功率变化的方向,
光伏发电并网及其相关技术发展现状和展望 发表时间：2018-07-02T11:31:49.047Z 来源：《电力设备》2018年第7期作者：史锐秘鹏刘晓星[导读] 摘要：能源问题始终都是国际上密切关注的问题。新时代的今天，科学界以及产业界在研发与应用新能源技术中投入了很大的财力、物力以及人力资源。（国网山东省电力公司阳信县供电公司山东滨州 251800）摘要：能源问题始终都是国际上密切关注的问题。新时代的今天，科学界以及产业界在研发与应用新能源技术中投入了很大的财力、物力以及人力资源。太阳能作为一种高效的、清洁的能源，一直都是人们心中理想的能源类型。在各大理论研究体系日益完善下，光伏技术得以越发完健全。在太阳能转化成为电能中，光伏发电网并网技术发挥的力量不可磨灭。而对于光伏发电并网技术而言，其多样化的结 构对光伏企业运营工作有着新的要求。光伏发电并网作为电能输送中关键一部分，可以说其扮演着重要的角色，其是否可以安全运作影响着整个供电系统稳定运作。关键词：光伏发电；并网；相关技术；发展现状；展望引言近年来，随着社会的迅速发展，国家对电力的需求量也在逐年增加，对以化石为能源的发电类企业的环境监管离地日益增高，这使得太阳能、风能等清洁、绿色能源受到了广泛的认可与关注。当前，太阳能光伏发电技术已日趋成熟，能够实现经济与高效运行目标，有利于推动国家经济的迅速发展，并且还能够满足社会能源消耗需求，这使得光伏发电并网及其相关技术的发展成为人们高度关注的对象。 1 光伏并网发电系统的设计光伏并网发电系统是光伏发电系统中的一个重要组成部分，其运行的原理是通过逆变器来发挥作用，向着全社会供应电能。对光伏电池进行陈列，对太阳能实现收集，其设置的位置可以在建筑顶部还可以是荒漠、隔壁等环境中，从而保证太阳能充足的条件下实现光伏电池阵列。DC/DC，为功率跟踪器，此设备能够保证光伏并网发现系统中的功率保持在一定的状态中，通过蓄电池作用的发挥，保证光伏发电项目能够实现调度，最终将电能储存起来，当然同时这对于DC/AC的工作负担也相应的增加。DC/AC是指电网系统与光伏发电系统相互进行连接中所采用的逆变器，通过系统的应用实现了稳定性连接，通过大量的光伏发电项目接入其中，保证了电网实现智能化的过程，也对全社会推广太阳能资源进行提升，对传统电能面临的压力是很大程度上进行了缓解。 2 并网光伏发电系统的优势 ①能够利用清洁干净的、可再生的自然能源太阳能发电，不会耗用不可再生的且资源有限的含碳化石能源。在实际使用过程中，也不会产生温室气体与污染物，能够较好的保护生态环境，满足经济社会持续、和谐发展需求。②所发电能馈入电网，以电能为储能装置，节省了蓄电池，相比于独立的太阳能光伏系统，可节省大约35～45%的建设投资，大大降低了发电成本。同时，由于其省去了蓄电池，还可提升系统的平均无故障时间与蓄电池的二次污染。③分布式安装，就近就地分散供电，灵活的进入、退出电网，可有效增强电力系统抵御灾害的能力，改善电力系统自身的负荷平衡状况，降低线路损耗。④可发挥调峰效用。就目前情况来看，联网太阳能是世界上个发达国家在光伏应用领域中竞争发展的关键，是世界太阳能光伏发电的主要发展趋势，市场较大，发展前景十分可观。 3 光伏并网发电系统中的关键技术 3.1 并网逆变器控制技术并网逆变器可确保光伏并网发电系统的灵活性，进而使得工程的多样化需求得以满足，为太阳能始终处于最佳的转换状态提供保障。同时，逆变器还可控制光伏并网发电系统的工作模式，为电流提供直接或间接控制的方法。近年来，随着科学的迅速发展，间接与直接控制不断融合发展，较好的发挥了间接、直接电流的控制效果，弥补了双方的缺陷，融合之后的并网逆变器控制能够实时跟踪电流变化情况，以保证电流的稳定性。并网逆变器控制重点技术主要包括：①数字控制技术，该技术是并网逆变器控制技术的重要基础，是一种热电技术。②PID控制技术，其主要是采用全量、增量的方法支持逆变器的运行，此类技术相对成熟。③重复+PI混合控制技术，此类技术具有复合的特征，能够以复合的方式控制逆变器的运行，从而确保逆变器的稳定性。 3.2 最大功率点跟踪技术最大功率点跟踪技术是将光伏并网发电系统所处的环境进行确定，根据气候中的温度、湿度以及光照等因素实现对并网的调节，并根据发电系统的自身曲线特征绘制相应的过程图，根据曲线图片中显示的变化，对并网发电项目中的功率点实现跟踪的目的。最大功率点跟踪技术是否能够高效率运行与光伏并网发电项目的运行效果有很大关系，在应用中主要采用下面两种方法：（1）扰动观察法，此种方法通过扰动状态前后光伏发电系统产生的变化进行显示，将最大功率点的位置确定处理，通过扰动中电压的控制，形成电压差，最终实现对发电的扰动，确定出跟踪功率的整体状态。（2）电导增量法，这种方法通过变化量以及瞬间电导数据之间的变化情况，将光伏列阵中的一些曲线变化情况确定出来，将峰值找出，确定是否此时段处于最大值，查看电导增量检查中需要确定一个特定的阈值 E，当最大功率处于 ±E 的范围内时，即可找出并网发电的最大功率点。 3.3 并网发电功率预测并网发电功率预测，此项技术能够通过预测作用，在光伏并网发电系统运行中对可能遇到的各种干扰情况进行预测并采取相应的措施降低影响，光伏并网发电系统的整体水平通过此技术的应用能够有效得到维护。在预测并网发电功率的过程中通过间接以及直接两种方式形成，将其中可能存在的影响因素找出来，提升系统之间的转化效率，对并网发电的功率全面实现预测功能，另外将功能预测中的各项数据严格处理，实现系统的功率预测功能全面开展。 4 光伏发电并网系统发展前景近年来，随着科学技术的迅速发展，我国在光伏发电并网系统方面已经研发出了一些新型技术，在光伏发电并网系统的控制与切换方面依旧需要继续、深入研究分析。为了提升光伏发电并网系统的工作效率，必须全面掌握光伏发电并网系统的控制，并且还需妥善解决并网光伏发电系统的切换问题，以确保光伏发电并网系统能够大规模的运用于普通用户。光伏发电并网系统是太阳能发电的应用系统，具有太阳能发电系统的所有优势，但其还具备价格贵、投资高、发电量受气候变化影响等方面的缺陷，是现阶段并网光伏发电系统运行存在的主要问题，但随着日后科技的不断进步，并网光伏发电系统必将成为全民的发电系统。结束语
10KW太阳能并网发电系统设计 1.太阳能并网发电系统简介 太阳能并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网。与离网光伏发电系统相比，并网发电系统具有以下优点：（1）所发电能馈入电网，以电网为储能装置，省掉蓄电池，比离网光伏发电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。省掉蓄电池并可提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染。（2）分布式建设，就近就地分散供电，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。（3）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。 系统特点：能量转换过程简单，系统转化率高操作、维护简单‘运行稳定可靠工作性能稳定，使用寿命长无噪声，无污染结构简单，体积小，重量轻，便于运输和安装 2.并网发电系统的原理及组成 2.1 系统原理 太阳能电池发电系统是利用光生伏打效应原理制成的，它是将太阳辐射能量直接转换成电能的发电系统。它主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。如下图1所示:白天有日照时，太阳能电池方阵发出的电经过并网逆变器将电能直接输送到交流电网上，或将太阳能所发出的电经过并网逆变器直接为交流负载供电。
图1 并网发电原理图 2.2 光伏并网发电系统主要组成 设备清单： （1）光伏组件：20 片 250KWp 单（多）晶硅，根据客户需要定 （2）安装材料费（包含支架、线缆、PVC 管、以及各种小部件） （3）逆变器（把电池板产生的直流电变成适合家用电器的交流电，还有防短路、防雷、孤岛保护以及通信功能） （4）防雷箱，内有直流高压熔断丝，防雷装置 3.10KW太阳能并网发电系统设计 3.1设计总则 （1）太阳能并网发电系统在原有的线路基础上增加，采取尽量不改造原有回路的原则。因此，将光伏系统的并网点选择在并网点的低压配电柜上。 （2）考虑到并网系统在安装及使用过程中的安全及可靠性，在并网逆变器直流 输入加装直流配电接线箱。
Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准 光伏发电并网技术标准 Technical standard for photovoltaic power system connected to power grid 中国南方电网有限责任公司发布
目录 前言 (1) 1范围 (2) 2规范性引用文件 (2) 3术语与定义 (3) 4总体要求 (3) 5含光伏发电的区域电源与电网适应性规划设计 (4) 5.1区域光伏发电出力特性分析 (4) 5.2区域电网光伏发电消纳能力分析 (4) 5.3区域电网适应性改造分析 (6) 6并网一次部分 (7) 6.1电力电量平衡 (7) 6.2接入电网方案 (8) 6.3潮流计算 (9) 6.4稳定分析 (9) 6.5短路电流计算 (9) 6.6无功补偿 (9) 6.7并网线路一次设备配置 (10) 7并网二次部分 (10) 7.1继电保护与安全自动装置 (10) 7.2监测与计量 (10) 7.3功率预测 (11) 7.4功率控制 (12) 7.5无功控制 (12) 7.6运行适用性 (13) 7.7调度自动化 (14) 7.8通信 (14) 附录A (16) 附录B (18) 附录C (20)
前言 为贯彻落实将南方电网公司建设成经营型、服务型、一体化、现代化的企业，指导和规范接入公司所属各分省公司、地（市、州）级供电企业的光伏发电并网规划设计、建设和运行，特制定本标准。 本标准以国家及行业的有关法律、法规、标准、导则为基础，结合公司各级供电企业的光伏发电并网现状、运行管理及发展需求而提出，公司及所属各分省公司、地（市、州）级供电企业，以及在公司范围内规划建设光伏发电的企业应遵照本标准。 本标准由南方电网公司计划发展部归口。 本标准起草单位：南方电网公司计划发展部，系统运行部，设备部，南网科研院，广东、广西、云南、贵州、海南电网公司。 本标准起草人：吴争荣、申展、卢斯煜、马溪原、王彤、雷金勇、许爱东、周保荣、郭晓斌、陈旭、彭波、刘利平、张雪莹、刘宝林、李小伟、郑伟、余幼璋、陈明帆、程军照。
太阳能屋顶并网发电方案 (3kW)
目录 一、前言 (3) 二、太阳能环境分析 (5) 三、太阳能发电系统技术 (6) （一）太阳能发电技术简介 (6) （二）标准型太阳能发电系统 (7) （三）离网型太阳能发电系统架构 (9) 四、小型并网太阳能发电系统设计 (11) （一）、小型并网太阳能发电系统的构成 (11) 1、客户对系统的要求 (11) 2、系统方案 (11) （二）太阳能电池板与太阳能电池模组的选择 (12) 1、太阳能电池板串联 (13) 2、采用3kW并网型逆变器构成3kW系统 (14) （三）分布式直流配电箱设计 (15) （四）并网型光伏逆变器设计与选用 (15) （五）交流配电箱设计 (17) （六）、防雷设计 (18) （七）、工程用材料 (18) （八）、设备总表 (18) 1、3kWp太阳能系统前端设备总表 (18) 五、屋顶并网太阳能发电系统发电量估算 (20) 六、实际工程案例 (22)
一、前言 全球问题是气候问题，但对中国来说，常规的污染是主要问题。从美国能源部对全世界各国能源消耗及污染物排放统计，截至2006年，中国发电总装机容量及总电耗已经达到世界第二，GDP总量为世界第三，大气污染物排放已经接近第一的美国水平，单位GDP排放水平在世界前十大GDP国家中居首位，比法国、日本和美国分别高出10.2、5.5和3.5倍。 随着中国加入京都协议签约，中国将于2012年开始承担排放对世界环境污染的义务。中国的GDP快速增长，能源消耗也不断快速增长，由于火力发电等煤燃烧，排放物对大气的污染越来越严重，可能在近两年内成为世界第一大污染排放国，从最近的世界经济大国首脑峰会都会邀请中国参加，而且每次必谈环境问题来看，世界对中国的节能减排的压力不断增大，中国政府也不断出台节能减排的支持措施，甚至采取强制措施。最近出台对太阳能发电的财政补贴，太阳能与风能上网电价补贴政策，正在制定中的能源消费税政策等，都体现了对高污染能源的限制，对清洁能源开发利用的支持。 中国政府为了支持和鼓励企业和民间大力发展新能源，出台了一系列政策。 2005年，世行明确大于500瓦的光伏系统也可得到REDP项目补贴；在2005年9月的例行审查中，澄清了系统的补贴范围（详见《REDP项目光伏系统销售赠款合格标准”的通知》项目办光伏（2005）第006号）。根据世行对REDP项目的要求以及在过去一年对大系统补贴方面专家提出的意见，项目办对《500瓦以上光伏系统的补贴规定（试行）》进行了修改 2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》正式实施 2006年1月5日国家发改委发布《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》、《可再生能源发电有关管理规定》 2006年4月20日国务院能源领导小组审议《可再生能源中长期发展规划》 2006年5月30日财政部下发《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》 2006年11月13日国家发改委、财政部联合下发《促进风电产业发展实施意见》 2009年，财政部将启动“金太阳示范工程”，用中央财政补贴光伏发电。资金来自“可再生能源专项资金”，支持光伏发电技术在各类领域的示范应用及关键技术产业化，并形成规模化。按照财政部经济建设司的规划，预计在2-3
光伏并网发电系统设 计
光伏并网发电系统设计 摘要：最大功率点跟踪是光伏并网发电系统中经常遇见的问题。系统设计采用电流型控制芯片UC3845实现最大功率点跟踪（MPPT），由单片机STC12C5408AD产生SPWM信号，实现频率相位跟踪功能、输入欠压保护功能、输出过流保护功能。结果表明，该设计不但电路设计简单，软硬件结合，控制方法灵活，而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。 关键词：STC12C5408AD DC-AC转换电路 MPPT 太阳能作为绿色能源,具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点,越来越受到人们的关注。光伏电池的输出是一个随光照、温度等因素变化的复杂量，且输出电压和输出电流存在非线性关系。光伏系统的主要缺点是初期投资大、太阳能电池的光电转换效率低。为充分利用太阳能必须控制电池阵列始终工作在最大功率点上，最大功率点跟踪(MPPT, Maximum Power Point Tracker)是太阳能并网发电中的一项重要的关键技术。 1 设计任务 为研究方便设计一光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S和电阻R S模拟光伏电池，U S=60V，R S=30Ω~36Ω；u REF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率f REF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将u F作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L=30Ω~36Ω。要求系统具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，频率、相位跟踪功能，输入欠压保护和输出过流保护功能。另外要求系统效率高、失真度低。
R L U 图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案 光伏并网系统主要由前级的DC-DC 变换器和后级的DC-AC 逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST 结构,主要完成系统的MPPT 控制;DC-AC 部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz 交流电。设计采用单片机SPWM 调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示： 图2 系统总体硬件框图 3 MPPT 原理及电路设计 3.1 MPPT 原理