1.4 并网光伏发电系统

并网光伏发电系统就是将电池组件或方阵产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型地面光伏电站系统，也有分布式光伏电站系统。大型地面光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。这种电站投资大，建设周期长，占地面积大，需要复杂的控制设备和远距离高压输配电系统，其发电成本要比传统能源发电成本贵1倍以上，目前在我国西部地区得到广泛的开发与建设，一些项目还处在国家政策补贴阶段。而分布式光伏电站，特别是与建筑物相结合的屋顶光伏发电系统、光伏建筑一体化发电系统等，由于投资小，建设快，占地面积小甚至不占用土地，政策支持力度大等优点，是目前和未来并网光伏发电应用的主流。

那么，什么是分布式光伏发电呢？分布式光伏发电主要是指在用户的场地或场地附近建设和并网运行的，不以大规模远距离输送为目的，所生产的电力以用户自用及就近利用为主，多余电量上网，支持现有电网运行，且在配电网系统平衡调节的光伏发电设施。

分布式光伏发电系统一般接入10kV以下电网，单个并网点总装机容量不超过6MW。以220V电压等级接入的系统，单个并网点总装机容量不超过8kW。

国家能源局在《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》（国能综新能〔2014〕406号）文件中，又将分布式光伏发电的定义扩展为：利用建筑屋顶及附属场地建设的分布式光伏发电项目，在项目备案时可选择“自发自用、余电上网”或“全额上网”中的一种模式。在地面或利用农业大棚等无电力消费设施建设、以35kV及以下电压等级接入电网（东北地区66kV及以下）、单个项目容量不超过2万kW（20MW）且所发电量主要在并网点变电台区消纳的光伏电站项目，可纳入分布式光伏发电规模指标管理。

文件指出，国家鼓励开展多种形式的分布式光伏发电应用。充分利用具备条件的建筑屋顶（含附属空闲场地）资源，鼓励屋顶面积大、用电负荷大、电网供电价格高的开发区和大型工商企业率先开展光伏发电应用。鼓励各级地方政府在国家补贴基础上制定配套财政补贴政策，并且对公共机构、保障性住房和农村适当加大支持力度。鼓励在火车站（含高铁站）、高速公路服务区、飞机场航站楼、大型综合交通枢纽建筑、大型体育场馆和停车场等公共设施系统推广光伏发电，在相关建筑等设施的规划和设计中将光伏发电应用作为重要元素，鼓励大型企业集团对下属企业统一组织建设分布式光伏发电工程。因地制宜利用废弃土地、荒山荒坡、农业大棚、滩涂、鱼塘、湖泊等建设就地消纳的分布式光伏电站。鼓励分布式光伏发电与农户扶贫、新农村建设、农业设施相结合，促进农村居民生活改善和农村农业发展。

分布式光伏发电倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。其能源利用率高，建设方式灵活，将成为我国光伏应用的主要方向。目前，应用最为广泛的分布式光伏发电系统是建设在各种建筑物屋顶和农业设施屋顶及家庭住宅屋顶的光伏发电项目。对这些项目应用的要求是必须接入公共电网，或与公共电网一起为附近的用户供电，所发电力一般直接馈入低压配电网或35kV及以下中高压电网中。

常见的并网光伏发电系统一般有下列几种形式。

1.4.1 有逆流并网光伏发电系统

有逆流并网光伏发电系统如图1-19所示。当光伏发电系统发出的电能充裕时，可将剩余电能馈入公共电网，向电网送电（卖电）；当光伏发电系统提供的电力不足时，由电网向负载供电（买电）。由于该系统向电网送电时与由电网供电时的方向相反，所以称为有逆流并网光伏发电系统。

1.4.2 无逆流并网光伏发电系统

无逆流并网光伏发电系统如图1-20所示。无逆流并网光伏发电系统即使发电充裕时也不向公共电网供电，但当光伏系统供电不足时，则由公共电网向负载供电。

1.4.3 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如图1-21所示，就是在上述两种并网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发电系统主动性较强，当电网出现停电、限电及故障时，可独立运行并正常向负载供电。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场所或应急负载的供电系统。同时，带储能系统的并网光伏发电对减少电网冲击，削峰填谷，提高用户光伏电力利用率，建立智能微电网等具有非常重要的意义。光伏+储能也会成为今后扩大光伏发电应用的必由之路。

1.4.4 大型并网光伏发电系统

大型并网光伏发电系统如图1-22所示，由若干个并网光伏发电单元组合构成。每个光伏发电单元将太阳电池方阵发出的直流电经光伏并网逆变器转换成380V交流电，经升压系统变成10kV的交流高压电，再送入35kV变电系统后，并入35kV的交流高压电网。35kV交流高压电经降压系统后变成380～400V交流电作为发电站的备用电源。

1.4.5 分布式智能电网光伏发电系统

分布式智能电网光伏发电系统如图1-23所示。该发电系统利用离网光伏发电系统中的充放电控制技术和电能存储技术，克服单纯并网光伏发电系统受自然环境条件影响使输出电压不稳、对电网冲击严重等弊端，同时能部分增加光伏发电用户的自发自用量和上网卖电量。另外，利用各自系统储能电量和用电量的不同以及时间差异，可以使用户在不同的时间段并入电网，进一步减少对电网的冲击。

该系统中每个单元都是一个带储能装置的并网光伏发电系统，都能实现光伏并网发电和离网发电的自动切换，保证了光伏并网发电和供电的可靠性，缓解了光伏并网发电系统启停运行对公共电网的冲击，增加了用户用电的自发自用量。

分布式智能电网光伏发电系统是今后并网光伏发电应用的趋势和方向，其主要优点有如下几条。

① 减少对电网的冲击，稳定电网电压，抵消高峰时段的用电量。

② 增加用户的自发自用量或卖电量。

③ 在电网发生故障时能独立运行，解决覆盖范围的正常供电。

④ 确保和增加光伏发电在整个能源系统中的占比和地位。