大力推進新能源的開發(fā)利用，建設網架堅強、開放互聯、高度智能的智能電網是未來電力工業(yè)發(fā)展的趨勢，建設分布式的光伏發(fā)電是電網和光伏產業(yè)發(fā)展的重要方向。本文介紹了分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網所要求的技術條件和要求，系統(tǒng)總體構成及系統(tǒng)實現的硬件和軟件技術方案，研究了系統(tǒng)各組成部分的基本原理及實現方法，為分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網的實現提供了理論指導和實際參考經驗。

近年來，隨著社會和經濟的可持續(xù)發(fā)展，世界各國都非常重視優(yōu)化能源結構，在新能源開發(fā)利用方面大力推動分布式發(fā)電的技術應用與創(chuàng)新，而光伏產業(yè)是我國新能源產業(yè)發(fā)展的重要方向，因此大力發(fā)展包括光伏發(fā)電在內的可再生能源已經成為我國保障能源供應、治理環(huán)境污染、推動節(jié)能減排、應對氣候變化的戰(zhàn)略性選擇。

分布式光伏發(fā)電以分散的方式接入配電網，易于建設且環(huán)保效益突出，在一定程度上可緩解區(qū)域局部用電緊張狀況，并能避免大規(guī)模光伏電站對電網的影響及電網在長途輸送中的損耗。目前分布式光伏發(fā)電在全國處于發(fā)展初期，社會各界對分布式光伏發(fā)電認知度不高，因此需要在項目管理、系統(tǒng)設計研發(fā)、設備安裝、并網接入和運行監(jiān)管等多方面進行不斷實踐與完善。且隨著電網的日益復雜和智能電網的逐步發(fā)展，對光伏發(fā)電系統(tǒng)并入配電網的技術與要求也提出了新的挑戰(zhàn)。

1 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)硬件設計

光伏發(fā)電系統(tǒng)設計要綜合考慮負載性質、使用功率、當地緯度和太陽輻照量、日照時間、溫度變化、蓄電池維持天數等各方面因素的影響。系統(tǒng)由太陽能電池方陣、充電控制器、蓄電池組、聯網逆變器、主(次)配電箱、公網計量表等組成。

1.1 太陽能電池組

目前廣泛應用的太陽電池組件是結晶硅組件，制作太陽能電池最理想的材料高純硅材料，當光照射到光伏元件上時，在基體硅材料上生成類型相反的摻雜層從而形成大面積的PN結，在PN結附近形成光生電場即光生電壓。在太陽能電池P-N結兩側的引出電極上接上負載，即有電流通過，將太陽能轉換成電能。

分布式光伏系統(tǒng)總體性能的最關鍵的問題是使系統(tǒng)能最有效地利用太陽能資源，因此在組件安裝時應向陽光最充足的方向安裝，安裝傾角主要由安裝地域的經度、緯度、最佳輻照量決定。

1.2 蓄電池

蓄電池作為系統(tǒng)的儲能設備，儲存太陽能電池方陣受光照時所發(fā)出的電能，當光照或太陽能電池組所發(fā)電量不足時釋放電能。在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，對蓄電池的要求主要與使用方式及當地氣候有關，要綜合考慮蓄電池的額定容量、低溫放電和充電性能、充電效率和深放電后的恢復性能、使用壽命、海拔、電池組內各單體電池的一致性，在選擇時要保證經濟性與可靠性，選擇合適的型號和容量。

1.3 充電控制器

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池因日照影響會頻繁充放電，會出現過充電和過放電的現象，過充(放)電都會縮短蓄電池使用的壽命，光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用充電控制器來防止過充(放)電對蓄電池造成的損害。充電控制器通過控制太陽能電池組件向蓄電池充電的電流和電壓，達到控制電池組件對蓄電池的充電，并控制蓄電池和太陽電池組件對負載的電能輸出。選擇充電控制器時應注意系統(tǒng)電壓、輸入(輸出)最大電流、蓄電池過充(放)電保護門限等參數。

1.4 逆變器

太陽電池組件在陽光的照射下產生的是直流電，而發(fā)出的直流電需要通過逆變、控制、檢測、保護等過程才能并入電網，通常通過逆變器來實現。逆變器的控制主板采集來自太陽電池組件產生的直流以及電網側的電流和電壓采樣信號，經過分析處理向驅動主電路發(fā)出控制指令，輸出正弦波電流，從而實現并網發(fā)電。

1.5 配電設備和安全裝置

配電設備是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)必不可少的組成部分，其包括母線和控制設備、保護設備、測量設備等用來接受和分配電能的設備，同時系統(tǒng)必須有防雷和接地設備以防止直擊雷。

2 分布式光伏系統(tǒng)軟件設計要求

分布式光伏系統(tǒng)的設計要對系統(tǒng)的運行情況進行預測，分析系統(tǒng)的經濟效益。統(tǒng)計計算系統(tǒng)負載的用電量和功率大小，計算太陽能電池方陣組的安裝傾角和表面輻射量，并對太陽能電池組件和蓄電池的容量進行計算以及對二者之間的優(yōu)化匹配進行設計。

3 分布式光伏系統(tǒng)接入配電網

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網要研究兩者之間的交互影響，系統(tǒng)應具備抑制電壓波動和閃變的能力，配備的保護裝置能確保系統(tǒng)安全可靠穩(wěn)定運行。采用先進技術減少逆變器產生的電流諧波和直流分量，保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質量。系統(tǒng)具有的孤島檢測技術能在緊急狀態(tài)下快速切除故障，及時恢復供電。

通過采用新技術參數和控制標準，結合相關的政策和法規(guī)解決分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網后對配電網規(guī)劃和配電網負荷潮流的影響，保證光伏發(fā)電系統(tǒng)安全、可靠、高質量運行。

4 總結與展望

本文對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網的相關技術進行分析，提出了系統(tǒng)接入配電網的條件與考慮因素，為實現系統(tǒng)接入配電網提供了理論指導和實際參考經驗。

隨著智能電網的發(fā)展，未來的分布式光伏發(fā)電將通過與智能配電網的銜接，以智能化和網絡化的協(xié)同在線控制為發(fā)展方向，實現高度自愈、網架堅強的智能配電網的發(fā)展。而在配合配電網發(fā)展與建設的同時，如何最大程度發(fā)揮與實現分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢，還需在實踐中不斷摸索前進。