并网型光伏发电系统结构及原理图

光伏并网发电系统是指发电输出端与电网相连接，不是直接与负载的系统，即光伏电池经过逆变后在相应控制下，输出符合并网要求的交流电的光伏发电系统。该系统中逆变器与独立式光伏发电系统的功能不用，其不仅要实现逆变还是实现并网。

此外，根据光伏系统拓扑结构的不同，并网光伏发电系统可以分为单级式、双级式和多级式光伏并网发电系统，其中最常见的是单级式、双级式光伏并网发电系统。

单级式并网系统结构如图所示，只有一级功率变换装置，此时功率变换器需要实现并网逆变控制、最大功率点追踪等控制功能，控制系统相对复杂，但电路简单、器件少、系统损耗小，常用于大功率光伏并网发电系统。

双级式并网系统结构包括两级功率变换器，其中第一级DC/DC环节实现最大功率追踪控制和直流电压变换，第二级DC/AC环节实现逆变控制和并网控制等控制功能。该系统使实现控制功能分配到两个环节上，从而使控制方法相对简单，但增加了效率损耗，常用于中小功率等级的并网发电系统中。

并网型光伏发电系统原理图

并网型光伏发电系统可以分为哪几类

并网型光伏发电系统可以根据不同的应用需求和技术特点进行分类。以下是几种主要的分类方式：

根据系统类型分类：

有逆流并网光伏发电系统：当发电充裕时，负载系统可以向电网卖电；当发电量不够时，负载系统可以向电网买电。

无逆流并网光伏发电系统：当发电充裕时，负载系统不向电网卖电；当发电量不够时，负载系统需要向电网买电。

切换型并网光伏发电系统：带有储能装置（蓄电池）。当光伏系统无法正常发电时，它会自动切换到向电网买电的状态；而当电网无法正常供电时，它会自动分离电网与光伏系统，由光伏系统供电。

有储能装置的并网光伏发电系统：前三种带有蓄电池的系统，可以独立运行，常用于通信、医疗、避难所等作为紧急电源使用。

根据应用场景分类：

光伏并网系统：主要由太阳能组件、并网逆变器、负载和电网组成。太阳能电池板发出的直流电经逆变器转换成交流电送入电网。这种系统主要应用于大型地面电站、中型工商业电站和小型家用电站等。

光伏并网储能系统：除了太阳能组件、并网逆变器、负载和电网外，还包括电池和并网储能逆变器。当太阳能功率大于负载功率时，多余的电能会储存至蓄电池内；当太阳能功率不能满足负载需要时，逆变器会将储存在蓄电池的电能转换供应负载，保证系统工作的连续性和稳定性。

光伏离网储能系统：不依赖电网而独立运行，通常应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等。

并离网储能系统：结合了并网和离网的特点，适用于多种复杂的应用场景。

并网型光伏发电系统有哪些优缺点

并网型光伏发电系统具有一系列的优点，但同时也存在一些缺点。以下是对其优缺点的详细分析：

优点：

清洁能源与资源可持续：光伏系统利用可持续可再生的自然太阳光能转化为电能，过程清洁无污染，不产生温室气体和污染物，与我国的“双碳”目标相符，有助于生态环境的和谐，实现社会经济的可持续发展。

安全高效与储能保障：光伏并网发电系统可以将电能流入电网，利用电网作为储能装置。当电力负荷较大时，可以从电网购买电能；当电力负荷较小、电力余量充足时，可以将多余的电力出售给电网。这种设计无需设置蓄电池，降低了成本，提高了系统的灵活性和无故障时间。

操作简便与施工安装灵活：光伏并网供电系统安装简便，只需要将光伏电池安装在户外，能够接收太阳辐射所产生的电能。此外，系统可以拆卸和移动，适用于各种规模的电力系统，从小型房屋供电到大型电力系统并网都能实现。

自力更生与降低负荷：光伏并网系统是自力更生的体现，可以节约社会资源，减少因运输和维修造成的费用。同时，它还能在发电中抑制系统负荷，有助于分散大负荷，降低系统负荷峰值，实现电力系统的平衡运行。

缺点：

蓄电池相关问题：作为储能环节的蓄电池寿命相对较短，一般为5年，而光伏系统的平均寿命可达20年。因此，定期更换蓄电池会增加系统成本和维护工作。此外，蓄电池的占用空间较大，安装与调试不便，且存在电解液泄露的风险。

电能质量问题：光伏系统并网后可能会引发一系列电能质量问题。例如，电网中的潮流方向会发生变化，导致线路损耗增加和继电保护需要重新整定。光伏发电的随机性和波动性还可能引起电网电压波动，而系统中使用的大量电力电子器件则可能产生谐波污染。

光伏阵列相关问题：光伏系统可能因工作环境复杂，如组件表面尘土积累、遮挡等因素，导致光伏阵列的输出电压和功率降低，甚至发生热斑效应，降低组件的使用寿命。此外，不同型号的光伏组件组合或老化等原因可能导致输出特性呈现多峰值特征，降低发电效率。

审核编辑：黄飞