并网光伏发电的系统介绍

并网光伏发电系统的组成主要包括：光伏阵列、光伏阵列防雷汇流箱（下文简称“防雷汇流箱”）、直流防雷配电柜、并网逆变器（下文简称“逆变器”）、交流配电柜、计算机监控系统等。  

并网光伏发电系统的工作原理：光伏阵列将太阳能转化为电能，转化的电能通过防雷汇流箱、直流防雷配电柜汇流，再通过逆变器将直流电转化为交流电，再由变压器升压至公共电网要求的电压等级，最后输送至公共电网。  

 

图片来源：中国慕课大学《光伏发电工程技术》    

一、光伏阵列  

光伏阵列的主要作用是将太阳能转化为电能。因为单一光伏组件的电压和电流不能满足需求，所以需将若干光伏组件按照先串联后并联的方式构成光伏组件方阵，即光伏阵列。    

二、防雷汇流箱  

一般，为减少光伏阵列与逆变器间的连线数量，方便光伏发电系统维护，提高光伏发电系统可靠性，光伏阵列需通过防雷汇流箱与逆变器连接。当安装人员完成光伏组件串联后，再将串联后的光伏阵列串并联接入光伏阵列防雷汇流箱，之后再将防雷汇流箱与直流防流配电柜或逆变器连接。  

防雷汇流箱内的主要结构包括：光伏专用的直流防雷模块、直流熔断器、断路器（根据网络资料理解：断路器可自动接通和断开电路，具有过载、短路保护功能）等。  

三、直流防雷配电柜  

当防雷汇流箱输出的直流电流需进行二次汇流时，并网光伏发电系统中需安装直流防雷配电柜。直流防雷配电柜两端分别与防雷汇流箱和逆变器连接。  

直流防雷配电柜的主要结构包括：直流输入断路器、防雷器、防反二极管、电压表等。    

四、逆变器  

并网光伏发电系统的逆变器主要作用是将输入的直流电转化为与公共电网同频同相的正弦波交流电，并输出该交流电。  

常用的逆变器包括：集中式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器。集中式逆变器的功率一般处于50kW~630kW之间，主要被应用于日照均匀的大型厂房、大型地面光伏发电系统。

组串式逆变器的功率小于30kW，适用于中小型屋顶光伏发电系统、中小型地面电站。微型逆变器的功率一般约300W，微型逆变器安装于光伏组件的背表面，可将每个光伏组件输出的直流电流转化为交流电流。  

并网光伏发电系统对逆变器的要求如下：

1）具有较高的效率。目前，太阳能电池的价格相对较高，为降低并网光伏发电系统的制造成本，需提高光伏发电效率。因此，需提升逆变器效率。

2）具有较高的可靠性。一般，光伏发电系统处于偏远地区，工作环境相对比较恶劣。因此，逆变器需具有较高的可靠性。

3）直流输入电压具有较宽的适应范围。太阳能电池的端电压随负载和日照强度的变化而变化，因此，逆变器需可以在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压的稳定。

4）在并网光伏发电系统中，为避免对影响公共电网内正弦波交流电的波形，逆变器的输出应为失真度小的正弦波。



图片来源：中国慕课大学《光伏发电工程技术》    

五、交流配电柜

交流配电柜的作用是将逆变器输出交流电接入公共电网，同时可以计量电能值。交流配电柜的主要结构包括：并网侧断路器、防雷器、发电计量表等。    

六、监控系统

监控系统的主要作用是监控光伏发电系统的运行状态，还可将运行状态数据发送至互联网，以便远程监控。   




审核编辑：刘清