并网型光伏系统结构及工作原理

并网光伏发电系统，顾名思义，该系统通过并网的方式将光伏电池产生的直流电转化为交流电，以满足电网的需求。这一过程主要依赖于并网逆变器的工作。

并网逆变器是一种可将直流电转换为交流电的装置，其核心元件是电力电子变换器。电力电子变换器主要由半导体开关器件构成，通过控制开关器件的通断，将直流电转换为交流电。

并网光伏发电系统主要由分布式电源、负载、储能系统和控制装置构成。其中，分布式电源是系统的核心，包括光伏并网逆变器、风力并网逆变器等。光伏并网逆变器将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，风力并网逆变器则将风力发电机产生的电能进行转换。同时，系统中还包括储能系统，如蓄电池等，用于储存电能以供负载使用。

并网型光伏系统结构：图1所示为并网型光伏系统的结构。并网型光伏系统包括两大主要部分：

1）其一，太阳能电池组件。将太阳传送到地球上的光能转化成直流电能;

2）其二，太阳能控制逆变器及并网成套设备，负责将电池板输出直流电能转为电网可接受的交流能量。

3）根据功率的不同太阳能逆变器的输出形式可为单相或者三相;可带隔离变压器，也可不配隔离变压器。

并网型光伏系统的原理主要基于光电效应和逆变技术。

首先，光伏板中的太阳能电池通过光电效应将太阳光转化为直流电能。当太阳光照射在光伏板的半导体材料上时，光子与材料中的原子相互作用，激发出电子，形成电流。这些直流电能随后被收集并传输到系统中。

然而，大多数电力系统使用交流电（AC），而太阳能电池板产生的是直流电（DC）。因此，在并网型光伏系统中，需要使用逆变器这一关键设备。逆变器的主要作用是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，以便与电网进行连接和匹配。

接下来，转换后的交流电通过并网接口与电网相连。并网接口确保光伏系统与电网之间的安全、可靠连接，并实现电能的双向流动。在光照充足时，光伏系统产生的电能通过并网接口输送到电网中，供给用户使用；在光照不足或夜间，光伏系统无法产生足够的电能时，电网则向用户提供所需的电能。

此外，并网型光伏系统通常还配备有监控和保护设备，用于实时监测系统的运行状态、确保系统的安全稳定运行，并在出现故障或异常情况时及时采取措施进行保护。

并网型光伏系统的优缺点

并网型光伏系统具有一系列显著的优点和缺点。

优点：

环保节能：并网光伏系统是一种无噪音、无污染、无二氧化碳排放的清洁能源发电系统。它不仅可以减轻环境污染，还可以大幅减少能源资源的消耗，符合经济社会可持续发展战略。

降低能源成本：与传统的能源来源相比，并网光伏系统中的能源是从太阳中获得的免费能源。用户可以通过安装并网光伏系统，将发电的能源直接用于自己的日常用电，从而节省能源成本。

发电效率高：由于省去了蓄电池，并网光伏系统的建设投资可减少35%~45%，使得发电成本大为降低。同时，没有蓄电池的系统也可以提高平均无故障时间，减少蓄电池的二次污染。

分布式建设：并网光伏系统采用分布式建设，可以就近就地分散发供电，使得进入和退出电网更加灵活。这种特性有助于增强电力系统抵御战争和灾害的能力，改善电力系统的负荷平衡，降低线路损耗。

缺点：

建设成本较高：尽管长期来看，并网光伏系统的能源成本较低，但其初始建设成本相对较高，可能包括光伏电池板、逆变器、支架、安装费用等。

受天气因素影响大：光伏发电能力受到天气条件的直接影响。在阴天、雨天或夜晚，光伏系统的发电能力会显著下降，甚至无法发电。

系统对电网的影响：由于并网光伏系统的发电能力与电网直接相连，其大规模的接入可能会对电网的稳定性和安全性产生一定的影响，需要考虑电网的安全问题。

审核编辑：黄飞