光伏发电，满足什么条件才能并网发电

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光伏发电系统与电网的连接方式，可分为独立光伏系统和并网光伏系统两大类。经过多年的发展，光伏发电目前是一种较为成熟、可靠的技术，并已经逐渐从过去的独立系统，朝大规模并网方向发展。但目前光伏发电最显著的缺点是成本高，目前每千瓦时电能生产成本约为煤电的20倍、风电的10倍左右。根据美国、日本、欧洲的发展路线图，预计随着技术进步、转换效率的提高以及市场规模的扩大，到2030年前后，光伏发电的成本有可能接近现在的风电成本。总之，太阳能光伏发电目前成本较高，但产业化基础好，在2030年前后具备成为战略能源的技术、成本和环境优势，2050年前后可成为重要的能源供应来源。

要求：电压偏差：为了使当地交流负载正常工作，光伏系统中逆变器的输出电压应与电网相匹配。正常运行时，光伏系统和电网接口处的电压允许偏差应符合GB/T12325的规定。三相电压的允许偏差为额定电压的±7%，单相电压的允许偏差为额定电压的+7%、-10%。频率：光伏系统并网时应与电网同步运行。电网额定频率为50Hz，光伏系统并网后的频率允许偏差应符合GB/T15945的规定，即偏差值允许±0.5Hz。

谐波和波形畸变低的电流和电压的谐波水平是所希望的；较高的谐波增加了对所连接的设备产生有害影响的可能性。谐波电压和电流的允许水平取决于配电系统的特性、供电类型、所连接的负载／设备，以及电网的现行规定。光伏系统的输出应有较低的电流畸变，以确保对连接到电网的其他设备不造成不利影响。总谐波电流应小于逆变器额定输出的5%。各次谐波应限制在表1、表2所列的百分比之内。

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光伏并网电站的安全性

1）孤岛现象“孤岛效应”指在电网失电情况下，发电设备仍作为孤立电源对负载供电这一现象。“孤岛效应”对设备和人员的安全存在重大隐患，体现在以下两方面：一方面是当检修人员停止电网的供电，并对电力线路和电力设备进行检修时，若并网太阳能电站的逆变器仍继续供电，会造成检修人员伤亡事故；另一方面，当因电网故障造成停电时，若并网逆变器仍继续供电，一旦电网恢复供电，电网电压和并网逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异，会在这一瞬间产生很大的冲击电流，从而损坏设备。

2）防孤岛保护光伏并网逆变器一般均采用了两种“孤岛效应”检测方法，包括被动式和主动式两种检测方法。被动式检测方法指实时检测电网电压的幅值、频率和相位，当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位等参数上产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否失电；主动式检测方法指对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否失电，其中一种方法就是通过测量逆变器输出的谐波电流在并网点所产生的谐波电压值，从而得到电网阻抗来进行判断，当电网失电时，会在电网阻抗参数上发生较大变化，从而判断是否出现了电网失电情况。

3、光伏并网电站的电能质量光伏并网的相关国家标准和国际标准对并网电站输出的电能质量有明确的规定。对电压、波形、频率、相位、谐波等都有明确的要求。

1) 电压偏差应符合GB/T12325的规定，三相电压允许的偏差为额定电压的±7%。

2) 频率偏差应符合GB/T15945的规定，频率的偏差值为±0.5Hz。

3) 谐波和波形畸变总谐波电流应小于逆变器额定输出的5%，偶次谐波应小于低的奇次谐波限值的25%。

4) 功率因数当光伏系统逆变器输出功率大于额定功率的50%，功率因数应不小于0.9。

5) 电压不平衡度应符合GB/T15543的规定的数值，允许值为2%，短时不得超过4%。

6) 直流分量电站运行时，逆变器向电网馈送的直流电量分量不超过交流额定值的1%。

新能源并网的基本要求和约束条件如下：

【基本要求】

风能、太阳能等新能源发电具有间歇性、波动性等特点，接入电网后需要进行协调配合，保证安全稳定运行。

一方面新能源大规模并网要求电网不断提高适应性和安全稳定控制能力，主要体现在：电网调度需要统筹全网各类发电资源，使全网的功率供给与需求达到实时动态平衡，并满足安全运行标准；电网规划需要进行网架优化工作，输电环节需要采用高压交／直流送出技术，提升电网的输送能力，降低输送功率损耗。

另一方面为了降低风能、太阳能并网带来的安全稳定风险，需要新能源发电具备基本的接入与控制要求。智能电网对风电场和光伏电站在按入电网之后的有功功率控制、功率预测、无功功率、电压调节、低电压穿越、运行频率、电能质量、模型和参数、通信与信号和接入电网测试等方面均作出了具体的规定，用以解决风能、太阳能等新能源发电标准化接入、间歇式电源发电功率精确预测以及运行控制技术等问题，以实现大规模新能源的科学合理利用。

【约束条件】

目前，随着近年来电力市场结构和体制的不断深化，跨区交易已成为各地提升新能源消纳的重要方式。虽然新能源参与跨区交易已经具备相应的电量交易机制和调控原则，但是联络线计划仍作为刚性的约束，各级电网调控中心只能利用所辖电网的资源进行调峰，在很多情况下面临调峰困难的问题，往往导致被迫弃风、弃光，不利于新能源消纳水平的提升。

随着新能源的迅速发展，电力市场体制的建设在不断深入，针对的临时现货电量申请，专利“计及中长期交易和临时现货交易约束的有功实时控制方法”申请号(201810245441.6)提出通过实时统计各个发电厂的交易电量执行指标，并根据交易电量执行指标实时控制各个发电厂的并网有功，然后对各个发电厂进行公平的指标分配，来最大限度地完成交易计划电量。但是该专利没有考虑联络线计划松弛后释放的新能源消纳空间，未能充分利用跨区电网一体化调控的优势。

光伏发电并网：太阳产生的直流电转换成交流电之后接入公共电网。

原理：

光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属原子内部的库仑力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。

硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，电流便从P型一边流向N型一边，形成电流。

光电效应就是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。

太阳能光伏发电并网原理

太阳能光伏发电并网原理，光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。下面看看太阳能光伏发电并网原理。

太阳能光伏发电并网原理1

光伏发电并网原理:依靠太阳能电池组件,利用半导体材料的电子学特性,当太阳光照射在半导体PN结上,产生了较强的内建静电场,在内建静电场的作用下,将光能转化成电能。

其工作原理是：太阳电池组件产生的直流电经并网逆变器转换成符合电网要求的交流电之后，直接进入公共电网，光伏电池方阵所产生的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电能不能满足负载需求时，就由电网供电。

由于太阳能发电直接供入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，减少了能量的损耗，并降低了系统的成本。但是，系统需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网对电压、频率等指标的要求。因为逆变器效率的问题，会有部分能量损失。

太阳能光伏发电并网原理2

光伏发电的基本原理

独立光伏发电系统由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器组件、控制器和负载（直流负载和交流负载）组成。因为太阳能电池产生的电能为直流，但是由于光照强度实时变化，太阳能电池输出的电压也不稳定，这时也需要蓄电池来起到一个滤波的作用，将太阳能电池产生的电压稳定在蓄电池的电压值上，

在另外一种意义上，用蓄电池也有储能的作用，可以将过剩的电能储存起来供在光照强度较低的时候使用。如果是直流负载就可以直接接在蓄电池上工作，如果是交流负载，那么需要经过逆变器的DC-AC 变换，将直流电变成交流电，供给交流负载。

并网光伏发电的基本原理

独立光伏发电系统由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器组件、控制器和负载组成。因为需要将光伏发出来的电回馈给电网，这就需要将直流电转换为电网要求的220V、50HZ 的交流电，并且在相同相位的情况下并网，像电网供电。

无论是独立光伏发电系统还是并网光伏发电系统，逆变系统对于交流负载和并网发电都是必不可少的，接下来我们主要就光伏分布发电中的逆变系统的相关设计进行研究。

光伏发电逆变系统的组成

光伏发电系统主要由太阳能电池、主回路、控制电路和负载组成。主回路主要包括DC/DC 电路、DC/AC 电路、滤波器组件。下面主要对于主回路部分的设计做介绍，其中包括主回路的拓扑结构进行分析，介绍一下全桥逆变电路的工作原理以及逆变器模块的选型，以及相关保护的设计。

光伏发电逆变系统的拓扑结构

通常单相电压型逆变器主要分为推挽式、半桥和全桥逆变电路三种。这三种方式根据其不同的特点应用于不同的场合。

推挽式逆变电路的电路结构比较简单，如图3-1 所示。其上电路只需要两个晶闸管，基极驱动电路不需要隔离，驱动电路比较简单，但是晶闸管需要承受2 倍的线路峰值电压，所以适合于低输入电压的场合应用。

同时变压器存在偏磁现象，初级绕组有中心抽头，流过的电流有效值和铜耗较大，初级绕阻两部分应紧密藕合，绕制工艺复杂。因为推挽式逆变电路对于晶闸管的耐压要求比较高，不适合作为光伏发电的.逆变系统主回路。

相比于推挽式逆变电路，单相半桥式逆变电路中所使用的晶闸管的耐压要求就相对较低，不会有线电压峰值2 倍这么多，绝对不会超过线电压峰值。其逆变出来的波形也相对推挽式比较接近于正弦波，所以滤波的要求也相对较低。由于晶闸管的饱和压降减小到了最小，所以不是最重要的影响因素之一。

但是由于半桥式逆变电路的结构决定其集电极电流在晶闸管导通时会增加一倍，使得在晶闸管选型的过程中，要考虑大电流、承受高压的情况，就难免会因为其价格昂贵，所以不适合作为光伏发电的逆变系统主回路。

太阳能光伏发电并网原理3

太阳能发电主要分为两种，一种是并网型发电，一种是独立光伏系统。二者的区别主要在于一个需要并网，可以不适用蓄电池，一个是自给自足，需要蓄电池，其他基本一致。

基本组成如下： 光伏阵列将太阳能转变成直流电能，经逆变器的直流和交流逆变后，根据光伏电站接入电网技术规定光伏电站容量确定光伏电站接入电网的电压等级，由变压器升压后，接入中压或高压电网。

原理如下： 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

目前市面上太阳能光伏发电站的“并网模式”通常有三种：自发自用余电上网模式、全额上网模式、全部自用模式。

首先，在这三种并网模式中选择其中一种，那么就需要根据自身的实际情况来进行选择了：比如说像普通家庭住户，大多数的人都选择自发自用余电上网的模式，这也是现在分布式光伏发电站中所用比例占最高的一种选择方式。

这种模式的好处，是光伏电站发出来的电优先给自己家里面供电使用，然后用不掉多余的电直接自动并入到电网里面，这样的话就避免了浪费，还能赚钱。这种模式是比较适合普通家庭用户选择的，也是非常经济实惠，因为不用额外花钱买电池来储存电量。

除了家庭用电以外，比如说工业用电、厂房屋顶、工商业楼房屋顶这些地方就是商业用电，也是比较适合自发自用余电上网模式的。

为什么这么说呢？因为商业用电的费用比民用电费更高，如果工商业以及厂房屋顶安装光伏电站的话，那么经济效益会大大地增高，回本时间也会更短，这种选择方式是非常有利的，用不掉的电直接并网到电网上面。

太阳能并网的流程是：

1、拨打95598提出申请

2、递交《分布式光伏发电项目并网申请表》和《项目系统设计和实施方案》的申请材料，国家电网将正式受理。受理后地方供电局将对项目所在地进行实地考察

3、制定接入方案。国家电网根据业主项目情况，出具项目并网接入方案

4、确认接入系统方案。申请并网业主审查并确认接入系统方案

5、出具接网意见函

申请并网业主得到电网出具的接网意见函

6、项目核准和工程建设

业主完成光伏板铺设等项目建设工作

7、提出并网验收和调试申请

业主填写《分布式光伏发电项目验收和调试申请表》

8、受理并网验收和调试

国家电网将上门为业主项目进行验收，更换电表，与业主签订购电协。

只要个人的屋顶有明晰的所有权，独立电表，都可以申请，农村自然环境最好，国家也在大力鼓励农村方面扩大这方面的太阳能发电，同时也能促进农民增收。如果是在城市地区，首先要考虑城建部门的是不是有限制要求，有些城市会涉及到是否违建的问题，最好还是找光伏公司来经手，他们一方面熟悉，另一方面同政府部门经常交涉，更容易解决问题。

光伏发电并网 

太阳能发电是传统发电的有益补充，鉴于其对环保与经济发展的重要性，各发达国家无不全力推动太阳能发电工作，目前中小规模的太阳能发电已形成了产业。太阳能发电有光伏发电和太阳能热发电 2 种方式，其中光伏发电具有维护简单、功率可大可小等突出优点，作为中、小型并网电源得到较广泛应用。

特点

在微网中运行，通过中低压配电网接入互联特/超高压大电网，是光伏发电系统并网的重要特点。

基本必要条件

光伏发电系统并网的基本必要条件是，逆变器输出之正弦波电流的频率和相位与电网电压的频率和相位相同。

系统分类

1、有逆流并网光伏发电系统

有逆流并网光伏发电系统:当太阳能光伏系统发出的电能充裕时，可将剩余电能馈入公共电网，向电网供电(卖电)当太阳能光伏系统提供的电力不足时，由电能向负载供电(买电)。由于向电网供电时与电网供电的方向相反，所以称为有逆流光伏发电系统。

2、无逆流并网光伏发电系统

无逆流并网光伏发电系统:太阳能光伏发电系统即使发电充裕也不向公共电网供电，但当太阳能光伏系统供电不足时，则由公共电网向负载供电。

3、切换型并网光伏发电系统

所谓切换型并网光伏发电系统，实际上是具有自动运行双向切换的功能。一是当光伏发电系统因多云、阴雨天及自身故障等导致发电量不足时，切换器能自动切换到电网供电一侧，由电网向负载供电二是当电网因为某种原因实然停电时，光伏系统可以自动切换使电网与光伏系统分离，成为独立光伏发电系统工作状态。有些切换型光伏发电系统，还可以在需要时断开为一般负载的供电，接通对应急负载的供电。一般切换型并网发电系统都带有储能装置。

4、有储能装置的并网光伏发电系统

有储能装置的并网光伏发电系统:就是在上述几类光伏发电系统中根据需要配置储能装置。带有储能装置的光伏系统主动性较强，当电网出现停电、限电及故障时，可独立运行，正常向负载供电。因此带有储能装置的并网光伏发电系统可以作为紧急通信电源、医疗设备、加油站、避难场所指示及照明等重要或应急负载的供电系统。

形式

光伏发电系统并网有 2 种形式:集中式并网和分散式并网。

集中式并网:特点是所发电能被直接输送到大电网，由大电网统一调配向用户供电，与大电网之间的电力交换是单向的。适于大型光伏电站并网，通常离负荷点比较远，荒漠光伏电站采用这种方式并网。

分散式并网:又称为分布式光伏发电并网，特点是所发出的电能直接分配到用电负载上，多余或者不足的电力通过联结大电网来调节，与大电网之间的电力交换可能是双向的。适于小规模光伏发电系统，通常城区光伏发电系统采用这种方式，特别是于建筑结合的光伏系统。

国家相关政策

国家能源局最新发布《光伏发电运营监管暂行办法》

参考资料

光伏发电运营监管暂行办法 ：https://baike.so.com/doc/24357830-25171742.html

当前， 随着化石能源消耗的不断增长和地球生态环境的日益恶化,世界各国都在积极寻找一种可持续发展且对生态环境无污染的新能源。太阳能作为一种高效无污染的新能源,已成为了当今能源结构中一个重要的组成部分。光伏并网发电技术已成为太阳能光电应用的主流。本文以光伏并网发电系统为研究对象,对其进行了详细的分析和研究。首先,本文介绍了课题的研究背景、研究意义、光伏发电的现状与发展情况。并提出了保证光伏并网发电系统正常运行所需的关键技术问题。其次,根据太阳能电池的工作原理分析其工作特性并建立数学模型。逐章对光伏并网发电系统的各种关键技术问题进行了详细的分析与研究,提出具有针对性的解决方案。介绍了最大功率点跟踪原理以及目前常用的几种跟踪方法,通过对这几种常用控制方法的研究对比找出其运行中存在的优缺点,提出了基于模糊／pid双模态的mppt跟踪方法。对光伏并网发电系统的孤岛检测问题进行了较为深入的理论分析和研究,提出基于周期性双向扰动正反馈有源频率漂移法的孤岛主动检测方法,以提高电力终端电网的安全性和供电的可靠性