王长贵一并网光伏系统优越性和国外发展概况并网光伏系统就是光伏发电系统与常规电网相联,万屋顶计划”,自年月开始实施。计划提出,,年建设套,,年建设年建设套年共同承担供电任务,。。光伏发电进入大规模商业,建设套套套,,,年建设万套。化应用的必由之路就是将光伏系统接入常规电网并网发电世界光伏电池年产量的以上,套,年建设累计,光目前并网光伏系统的年安装容量已占到伏组件总装机容量年代初开始实施电力规模应用计划建造了,现已全部完成。,发展迅猛,。美国是最早进行并网光伏发电的国家计划。世纪并网光伏发电系统具有许多优越性以下几点、可概括为即光伏发电公共以上的大型并网利用清洁干净可再生的太阳能发电不耗用化石能源,,光伏电站座最大的为,年在能源部的一,使用中无温室气体和污染物排放,,与支持下又开始了一项”,“光伏建筑物计划。生态环境和谐符合经济社会可持续发展战略,。共投资达”。亿美元年月在联“所发电能馈入电网以电网为储能装置省掉蓄电池,,,合国环境与发展大会上又宣布了一个宏伟的太阳能屋顶计划该计划的目标是百万比独立光伏系统的建设投资减少。一到年累从而使发电成本大为降低。省掉蓄电池还可计安装,万套太阳能住宅包括并网屋顶光伏系,提高系统的平均无故障时间及避免蓄电池的二次污染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用发挥多种功能,,,统和太阳能供热系统,光伏组件的总装机容量为,届时系统的建设成本可降到美元阿美分认币,电价可降到吨,年可减排。万使物质资源充分利,总计可增加就业。巧万人该计划现已由加州”,不但有利于降低建设费还使建,施实筑物科技含量提高退出电网灵活力,,增加,“卖点”。日本年月开始实施朝日七年计划万套并网屋顶光伏系统。,,“到分布式建设就近就地分散发供电进入和既有利于增强电力系统抗风险的能,年安装总安装容量屋顶计划装容量为”,光伏组件“年又再次宣布实施,万又有利于改善电力系统的负荷平衡。并可降低。每套容量扩大为光伏组件总安到,线路损耗帐。据日本经产省的数据。并网光伏系统还可起到调峰作用域竞相发展的热点和重点发展趋势,,年底标是,日本国内已建设光伏系统万套光伏组件并网光伏系统是世界各发达国家在光伏应用领是世界光伏发电的主流。总装机容量达到,日本政府提出的发展目到年光伏组件的总装机容量达到一市场巨大,前景广阔各国并网光伏系统发展情况如下德国于“瑞士提出从年首先开始实施由政府投资支持“、年的。年间为”,个村庄的居民安装光伏屋顶系统意大利“被电力公司承认的屋顶计划”。屋顶计划”,后扩展为年开始实施太阳能屋顶计划亿里拉约合亿美元。到,年,已成功建成一,多总计安“年共投人,到年光个并网住宅光伏屋顶系统装光伏组件每套,伏组件总安装容量达到帐。紧接着又于年提出澳大利亚提出了一个光伏组件总安装容量为【的并网光伏屋顶计划,目前正在积极推行。时间不相匹配而设计的。住宅系统由于输出的电量,年悉尼奥运会时装了,,太阳能公司在运动员村安,受天气和季节的制约,,而用电又有时间的区分。为套屋顶光伏系统每套光伏组件功率印度于年年在全印度将推广,。保证电力平衡一般均设计成为逆流系统无逆流系月也宣布了一项光伏屋顶计统,则是指光伏系统的发电量始终小于或等于负荷,,划提出到。万套光伏屋的用电量电量不够时由电网提供即光伏系统与电网形成并联向负载供电这种系统即使当光伏系统。,顶系统紧跟国际光伏应用市场的主流至近年来我国也。由于某种特殊原因产生剩余电能手段加以处理或放弃网输电的情况,。,也只能通过某种。积极开展了并网光伏发电试验示范工程的建设年月,截由于不会出现光伏系统向电月,全国已建和在建的并网光伏发电,所以称为无逆流系统图工程共有多个总装机容量达左右。年标目,国务院发布的《可再生能源中长期发展规划》更对并网光伏发电建设提出了明确的发展目到年,全国建成个屋顶光伏发电项总容量为年,万,到年,全国建成万,万。个屋顶光伏发电项目为万万。总容量达到,到全国建成多处大型并网光伏电站到总容量年全国光伏电站总容量达到二并网光伏系统类型工作原理和设备构成并网光伏系统可分为集中式大型并网光伏系统以下简称大型并网光伏电站和分散式小型并网光、伏系统以下简称住宅并网光伏系统两大类型到电网上,。大型并网光伏电站的主要特点是所发电能被直接输送由电网统一调配向用户供电,。建设这种,住宅系统又有家庭系统和小区系统之分系统电,,。家庭装机。大型并网光伏电站投资巨大,、建设期长需要复同时其。装机容量较小,,,一般为一,一。,为自家供杂的控制和配电设备,并要占用大片土地,,由自家管理独立计量电量小区系统发电成本目前要比市电贵数倍住宅并网光伏系统并网光伏系统家倍受青睐,,因而发展不快,而容量较大些一般为栋建筑物供电,,为一个小区或一特别是与建筑结合的住宅屋顶、统一管理。集中分表计量电量,由于建设容易投资不大,许多国下面重根据光伏系统是否配置蓄电池又分为可调度,,家又相继出台了一系列激励政策因而在各发达国。型系统和不可调度型系统配置少量蓄电池的系统发展迅速,成为主流。因此,称为可调度型系统图为不可调型系统图。。不配置蓄电池的系统称,。点介绍住宅并网光伏系统可调度型系统主动性较强当住宅并网光伏系统的主要特点是直接分配到住宅用户的用电负载上的电力通过联接电网来调节。,,所发的电能多余或不足出现电网限电、掉电、停电等情况时仍可正常供电住宅系统可分为有逆,流和无逆流两种形式,。有逆流系统是在光伏系统产生剩余电力时将该电能送入电网供电方向相反够时,,由于与电网的,所以称为逆流。当光伏系统电力不则由电网供电图这种系统一般是为光伏系统的发电能力大于负载或发电时间同负荷用电匕八国口画圈住宅并网光伏系统通常是白天光伏系统发电量大而负载耗电量小电量大。,建筑与光伏系统相结合作为光伏与建筑相结合的第一步,,晚上光伏系统不发电而负载耗,是将现成的,将光伏系统与电网相联“就可将光伏系统,平板式光伏组件安装在建筑物的屋顶等处经过逆变和控制装置与电网连接,引出端,白天所发的多余电力随时取用,储存”到电网中。待用电时太由光伏系统和电省掉了储能蓄电池其工作原理是,网并联向住宅用户供电多余电力向电网反馈不阳电池方阵在太阳光辐照下发出直流电经逆变器足电力向电网取用。转换为交流电相联,,供用电器使用系统同时又与电网建筑与光伏组件相结合光伏与建筑相结合的进一步目标,白天将太阳电池方阵发出的多余电量经并网,是将光伏器逆变器逆变为符合所接电网电能质量要求的交流电馈入电网件与建筑材料集成化料、。建筑物的外墙一般都采用涂,在晚上或阴雨天发电量不足时。,由电网,马赛克等材料。,为了美观有的甚至采用价格遮阳板,、向住宅用户供电住宅并网系统所带负载的电压在我国一般为单相网为低压商用电网。昂贵的玻璃幕墙等作用,,其功能是起保护内部及装饰的向阳外墙,,、和三相,所接人的电如果把屋顶、窗户等材料用光伏器件来代替料又能发电,,既能作为建筑材料和装饰材一举两得一物多用。使光伏系统的造价降低了更高、发电成本下降,、这就对光伏器件提出、更新的要求应具有建筑材料所要求的隔防水防潮、、热保温雪、、电气绝缘、防火阻燃抗风耐、重量较轻,、具有一定强度和刚度且不易破裂等安全可靠美观应能。性能大方还应具有寿命与建材同步便于施工等特点如果作为窗户材料,并网粼搜篇器瓢箕篡霸薰薰〕骂签的在试验示范,翟并且还在进一步研究更新的品种,。目前已研发出的品种亮双层玻璃大尺寸光伏幕墙,透明和半透明光伏组件光伏屋面瓦,隔热隔音外墙光伏构件、,大尺寸、、无边框、双玻璃屋面光伏构,件,面积达左右代替屋顶蒙皮的光伏构件不同形状。光屋伏电池不同颜色不同排列的构件,面和墙体柔性光伏构件等光伏建筑一体化系统的关键技术问题之一是太阳电池方阵目前工程上应用的太阳电池方阵多为由一定数设计良好的冷却通风明,,这是因为光伏组件的发电效。率随其表面工作温度的上升而下降在光伏组件屋面设计通风通道左右,理论和试验证可使组件的电℃左右。量的晶体硅太阳电池组件按照并网逆变器输人电压,的要求串并联组成、。住宅并网系统的光伏方阵一,力输出提高表面温度降低巧般都用支架安装在建筑物的屋顶上如能在住宅或建筑建设时就考虑方阵的安装朝向和倾斜角度等要求并预选埋好地脚螺栓等固定元件则光伏方阵安装将更为方便和快捷是与建筑相结合,。并网逆变器并网逆变器功能并网逆变器是并网光伏系统的核心部件和技术关键。,,并网逆变器与独立逆变器不同之处是、,它不,、住宅并网光伏系统光伏器件的突出特点和优点目前主要有如下两种形式仅可将太阳电池方阵发出的直流电转换为交流电并且还可对频率电压、电流、相位、有功与无功满局同步、咽崔粗电能品质电压波动、高次谐波等进行控制,①电网频率变压器绝缘方式。采用脉宽调制,具有如下功能①自动开关。逆变器产生电网频率的交流根据从日出到日落的日照条件,,并采用电网频,率变压器进行绝缘和变压消除尖波的性能因而较为笨重。。。它具有良好的抗雷击和尽量发挥太阳电池方阵输出功率的潜力在此范围但由于采用了电网频率变压器。、内实现自动开始和停止②最大功率点跟踪。控制对跟随太阳电量轻,,。②高频变压器绝缘方式其优点是体积小、质池方阵表面温度变化和太阳辐照度变化而产生的输但回路较为复杂③无变压器方式。,。出电压与电流的变化进行跟踪控制,。使方阵经常保。特点是体积小质量轻。、成持在最大输出的工作状态以获得最大的功率输出③防止单独孤岛运行系统所在地发生停电,本低、可靠性能高但与电网之间没有绝缘。,后两种方式均具有检测直流电流输出的功能进一步提高了安全性无变压器方式图、、,当负荷电力与逆变器输出电力相同时出电压不会发生变化。,逆变器的输因而有通过由于在成,难以察觉停电,,,本尺寸重量及效率等方面具有优势因而目前系统向所在地供电的可能这种情况叫做单独孤,应用广泛。岛运转在这种情况下本应停了电的配电线中又有了电,这对于安全检查人员是危险的。。因此要设置防止单独运行功能④自动电压调整在剩余电力逆流入电网时,,,因电力逆向输送而导致送电点电压上升有可能超,过商用电网的运行范围为保持系统的电压正常。。运转过程中要能够自动防止电压上升⑤异常情况排解与停止运行当系统所在地电图无变压器方式联网逆变器回路构成网或逆变器发生故障时,并网逆变器的保护功能应。最大功率点跟踪池方阵表面温度而变动阵的工作点并进行控制,技术因此需要跟踪太阳电池方,控制逆变器停止运转,以便及时排查太阳电池方阵的输出随太阳辐射照度和太阳电。并网逆变器构成并网逆变器主要由逆变器和并网保护器两大部分构成,以获取最大的功率输出。如图所示。技术就是起这种作用图并网逆变器构成绝缘变压器方式并网保护器是一种安全装置下波动、主要用于频率上,过欠电压和电网停电等的监测,一般装设每隔一定时间让并网逆变器的直流工作电压变动一次测定此时太阳电池方阵输出功率并同上次进行比较。在逆变器中也有单独设置的。,,并网逆变器回路方式已进人实用的主要有电网频率变压器绝缘方,使并网逆变器的直流电压始终沿。功率变大的方向变化图图为控制原理示意式、高频变压器绝缘方式和无变压器方式三种。待续