光伏运维模式精选(九篇)

第1篇：光伏运维模式范文

关键词 光伏电站；太阳能；建设；运营管理

中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）01-0132-01

随着全球能源形势日趋紧张，对环境造成的破坏日益凸显，太阳能以其取之不尽、用之不竭、无污染等特有优势成为新能源中的宠儿，因而太阳能光伏发电作为一种可持续的能源代替方式，在近几年得到迅速发展。

光伏电站是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统，主要由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备组成，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。其产品主要分为三个方面：一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中继电源、通讯电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。

1 光伏电站建设发展现状及前景

光伏电站建设发电具有明显的优势：首先，太阳能取之不尽，用之不竭，不用担心太阳能枯竭不足问题，同时太阳能的安全性和可靠性有保证，属于干净无公害的清洁能源，没有噪声污染或污染物排放等，有利于环境保护和可持续发展；其次，光伏电站建设不受资源分布等的地域限制，可与屋顶相结合，既节省空间又有效利用屋顶、墙面等本来闲置浪费的空间，同时在生产过程中无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；最后，光伏电站发电能源质量高，建设周期短，获取能源花费的时间短，使用者从感情上容易接受。

我国地域辽阔，太阳能资源丰富，具有发展光伏电站的巨大优势，同时，国家一系列扶持政策和补贴办法的出台，使国内光伏市场开始启动，各发电企业开始大规模建设规划光伏并网电站项目。根据专家预测，太阳能光伏发电在今后的世界能源消费中所占的比重将越来越大，伴随着部分常规能源的枯竭，太阳能光伏发电将成为21世纪世界能源供应的主体，到21世纪末期，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，其中太阳能发电将占到60%以上。由此可见太阳能光伏产业有着广阔光明的发展前景，必将在今后的能源领域中占据重要地位。

2 加强光伏电站建设及运营管理探讨

2.1 加强光伏电站建设过程管理

首先，在项目策划与决策阶段，要对光伏电站项目投资的必要性、可行性进行科学论证和多方案比较，编制项目申请报告及选址规划，获得政府相关支持性文件，对选址进行测量和初步勘察，并进行当地气象资料、电力系统、经济发展情况、相关取费规定及当地光伏政策等的资料收集，编制可行性研究报告并进行严格审批；其次，在光伏电站建设项目准备阶段，应招标选定设计单位进行项目初步设计，完成EPC总承包招标、评标、定标、合同签订等工作；再次，在光伏电站建设施工阶段，应通过对勘察设计进行重点管理，提高项目的技术水平、可靠性和经济效益，通过采购管理提高项目质量、塑造自身核心竞争力，通过施工管理进行进度控制、费用控制、质量控制和安全管理，保证光伏电站的质量和经济效益；最后，在光伏电站工程项目竣工验收阶段，对项目的相关档案资料、质量和造价等进行管理，使其顺利投产运行，为日后维护管理和产生经济效益打下坚实基础。

2.2 选择适合的光伏电站运营模式

光伏电站运营管理模式主要有三种：第一种是承包商建设电站，项目业主管理电站模式，业主在电站建设初期投入工作，在电站全部竣工验收前完成庞大的人员培训计划和维护网络建设计划，管理成本大，需要政府在资金和政策方面给予大力支持；第二种是总承包商成为业主并经营管理电站模式，总承包商在项目建设的同时利用项目建设资金完成的机手的培训和运程监控管理系统，待项目竣工验收合格后，使机手成为高素质专业维护管理人员，使运行维修网络系统正常运转，实现远程监控管理；第三种是由当地政府管理电站模式，由业主选择承建商，并组织工程竣工验收，验收合格后产权全部移交业主，业主与政府签订管理合同，由政府进行用电管理。

2.3 加强对光伏电站的维护

光伏电站运行与维护的安全适用、技术先进、经济合理，能够保证光伏电站的正常运作和延长光伏电站使用寿命，提高经济效益。首先，应保持光伏组件的清洁，对其进行定期检查，发现问题及时调整更换，使光伏建材和光伏构件符合生产需要，防止意外事故发生；其次，对直流汇流箱、直流配电柜进行维护，防止其出现变形、锈蚀、漏水、积灰等现象，使其性能稳定可靠；最后，对控制器、逆变器，交流配电柜及线路等进行维护，对其进行常规保养，对蓄电池进行均衡充电，使其保持正常运作，每年至少一次对数据传输系统中输入数据的传感器灵敏度进行校验，对系统的A/D变换器的精度进行检验。同时，要提高光伏电站维护人员的专业技能和安全意识水平，要求他们在工作之前做好安全准备，断开应断开开关，确保电容、电感放电完全，必要时应穿绝缘鞋，戴低压绝缘手套，使用绝缘工具，工作完毕后应排除系统可能存在事故隐患。

3 结论

面对日益紧张的能源消耗和日趋严重环境污染，发开利用清洁能源成为全球可持续发展的不二选择，太阳能发电正在逐步得到研发投产，光伏电站建设是开发利用太阳能的有效途径。电力企业应加快研发力度，加强对光伏电站建设管理，选择适合的运营管理模式，重视光伏电站的维护，促使光伏电站解决全球能源危机，提高企业经济效益和市场竞争力，促进企业和社会的健康可持续长远发展。

参考文献

[1]王长贵.中国光伏产业的发展与挑战[J].太阳能，2008（09）.

[2]凌霄.甘肃酒泉光伏电站项目的投资策划与分析研究[D].西安建筑科技大学，2012.

第2篇：光伏运维模式范文

在光伏发电系统设计中保证太阳能电池板充分吸收太阳辐射的能量是提高太阳能发电效率的有效方式之一，实现的方法是设计自动跟踪式太阳能光伏发电系统。自动跟踪式独立光伏发电系统的开发设计与应用，能够促使太阳能的发电成本得到有效降低，进而推动太阳能在工业及民用生活中的的积极推广和有效应用。动跟踪式光伏发电系统根据太阳一天内不同时刻的高度角，对太阳电池板的偏转角度进行适当调整，用以保持太阳电池板与太阳入射光线之间的始终处于垂直状态，要求设备具有始终能跟踪太阳的运行轨迹的能力且具有高的精确度，关键技术在于对太阳光照强度的测定及机电控制转动设备的研发。

光伏电站建设中完整的光伏发电系统设计要求对光伏电站的实际运行效果进行监控、评估，监控和评估是是通过一些重要参数，如：光照强度、环境温度、阵列电压、蓄电池充电电流、电压、组件功率，发电效率、每小时发电量等的显示来反映电站运行状况的，对系统的监控和评估是保证光伏电站运行质量的重要措施。目前大部分电站的运行监控系统主要是由供电站维护人员通过控制室的液晶屏显示获取到相关参数，对系统的整体运行状况进行有效把握，并负责调整与维护系统，在一些野外光伏电站或远距离电站的监控中，这种方式局限性明显，维护人员必须到控制室现场才能得到数据，严重影响了电站的运行效率和质量。而借助无线通讯网络实行光伏电站运行数据的传递，并通过远程或网络监控系统，快速地分析与诊断每个站点的具体运行情况，根据所得数据，制定相应的处理方案，这有助于推动光伏电站的使用效率不断提升。

光伏电站监控无线通讯系统的设计，可以采用工业总线形式，如利用RS485 或 CAN 总线，推动下位机与监控主PC机之间成功实现通讯;也可以借助调制解调器(Modem)或公用电话网络来实现;或者可以将互联网与前两种方式相结合来实现;还可以利用 GSM/GPRS 无线移动通讯网络，成功实现数据的远程监控。是借助中继卫星和地面移动基站网络实现的远程无线技术。它具备很多方面的特点，例如，数据传输率高，最高可达115 kbps;抗干扰性能强;信号覆盖面广;在线时间长;所以对于传送监控信号而言非常适用。本文即基于GSM/GPRS 无线移动通讯技术设计一种无线网络监控光伏发电系统。由于以GSM/GPRS的数字信号为基础的远程传输数据具备保真度高、不受时空影响等方面特征，因此以GSM/GPRS无线网络为基础的光伏系统，能够成功实现在线远程监控。

2 整体系统结构设计

无线网络光伏系统的组成部分有很多，包括：光伏发电装置、GPRS 网关、电站中的数据采集等系统。数据采集系统中的数据传感器收集发电装置中的各种运行状态参数，如：蓄电池电压、蓄电池充电电流于电压、日照强度、交流电压于电压输出、温度环境、光伏阵列电压等，以TMS320F2812微处理器(单片机)的系统每隔五分钟，对光伏电站的运行数据进行定时采样，并将采样过程所得模拟信号，通过模数转换器实现数字信号的转化与存储;在系统的存储器中，当总站控制机要求回传存储器中的数据时，单片机把存储器中的数据通过集成了 Zigbee协调器模块、GPRS模块和串行通讯模块的系统的通信枢纽GPRS网关(无线通信网络)将数据传回远程监控中心，操作人员通过在中央控制室远程监控中心中操控台监控设置以 GPRS 网关数据为依据，同步设置了光伏发电站GPRS网关时钟数据，同时操作并控制光伏发电。当光伏电站出现运行故障时，管理人员可以发出切断电源的命令，电站也可以进行自动断开，防止故障蔓延，维护发电系统的正常运转。

系统采取三层结构。第一层为数据采集层，现场的采样设备将各种传感器所获取的系统数据收集至现场单片机或PC机中，按照实际需求对信号进行数字转换。第二层属于网络传输层，借助无线网络系统实现向中央控制室数据的远程传递。第三层属于状态分析与控制层，工程师们在中央控制室中，借助现代计算机与数字信号相关技术，分析与处理所收集到的数字信号，并评估诊断设备的运行状态，得出相应结论。此外，借助远程网络实现太阳能发电系统的远程监控，确保整套系统处于稳定运行状态。图1所示为具体的结构设计框图。

3 系统软件部分

系统软件部分的功能主要在于借助计算机科学技术处理光伏电站的相关数据，整个系统包括很多部分，例如，数据采集程序;数据传输程序;检测控制程序三部分。

第一部分数据采集，以TMS320F2812微处理器(单片机)的每隔五分钟系统定时对光伏电站的运行数据进行采样，主要完成将太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器及DC转换器电路的输出电压信号和输出电流信号以及电站所在位置检测的实时天气气象信息经传感器输入电脑中，利用计算机数据库系统实现数据信息的有效存储，然后进一步分析与处理这些数据。光伏能源监控系统中，在采集光伏电站运行数据的过程中，借助传感器实现信息的电信号转换，经调制电路(A/D转换)调制转换后，电信号被送至处理器进行处理来实现一次完整的数据采集和处理的。

第二部分是数据传输，模拟信号通过模数转换器转换为数字信号存储在系统的存储器中后，总站控制机在提出回传存储器中的数据要求时，单片机将存储器中的相关数据通过 Zigbee协调器、GPRS以及串行通讯等集成模块系统的通信枢纽GPRS网关(无线通信网络)将处理后的数据通过终端机送至现场处理系统和 GPRS 模块进行远程通讯。

第三部分是检测控制程序，该部分在整个程序中处于核心部分，监测系统软件的功能主要包括两个：第一部分属于初始化系统元件环节，对 CPU、GPIO等提供初始化服务。第二部分属于执行环节，执行实时显示、驱动控制、远程通讯、现场维护等。包括实现采样数据的 LCD 的实时显示，实现两路 PWM 脉冲的产生，命令的解析与执行，操作人员在中央控制室远程操控现场系统的过程中，就需要借助监控中心计算机输送各种命令代码，获取并解析相关数据信息。

4 结语

太阳能作为一种新能源，具备可再生、分布广泛等特点，已经被我国所广泛利用，但光伏电池目前存在转换效率偏低、发电成本高等缺陷，对光伏发电产业的进一步发展形成了重大阻碍。本文以远程与网络监控、无线通 讯网络为基础，力求设计出一套光伏电站远程监控系统。这套系统在无线网络系统的作用下，实现了光伏电站组件中蓄电池电压、太阳电池阵列运行电压等运行数据的远程监控;并且实现了当地日照强度、温度等环境参数的成功采集与传送，为综合评价光伏电站运行性能的提供了相关可靠依据。此外，在传递数据信息的过程，采用无线网络系统，使得监控范围得以扩大、运行成本也有所降低，增强了应用价值。

参考文献

第3篇：光伏运维模式范文

【关键词】新能源 光伏 储能 拓扑 微电网

随着光伏等新能源的大规模接入系统，由于光伏发电的输出功率不可控、间歇式、波动大等特点，对电网的影响日趋明显。而储能系统可以有效地进行削峰填谷、平滑负荷以及调峰调频，促进可再生能源的应用。对于小型光伏储能系统，如太阳能路灯、通信基站等，光伏组件发电，经控制器对蓄电池进行充放电管理，并给直流负载提供电能，或通过逆变器给交流负载提供电能。这种拓扑结构由于DC/DC控制器的功率等级限制，具有不易扩容的缺点，适合于小功率的应用场合。大型光伏储能系统通常由储能逆变器（Power Conversion System，简称PCS）、并网逆变器、蓄电池、配电设备及负载等组成。

1 储能逆变器运行方式

储能逆变器具有三种运行模式：

（1）V/F模式：为电网提供额定的电网电压、电网频率。有功功率和无功功率由负载决定，不可调度。（2）P/Q模式：为电网提供功率支撑，能量管理系统可调度有功功率、无功功率。（3）恒压恒流充放电模式：一般用于对电池满充或电池维护，接受EMS或电池管理系统BMS的充放电指令，先按系统给定的电流进行恒流充电或放电，当达到到恒压值时自动转入恒压模式。可实现对电池进行分段充电的目的。

2 蓄电池配置

电能储存的形式可分为机械储能、化学储能和电磁储能等，有的已经成熟，有的仍在研究发展之中。化学储能是目前应用最广泛、技术最成熟的储能形式，其中钒电池、钠硫电池、超级电容器等尚未形成产业化；本文主要研究以锂电池和铅酸电池作为储能介质。锂电池循环次数多、瞬时充放电功率较大、波动响应特性好，但价格较高，适宜承担峰荷，在系统中作为V/F源，建立电网的电压和频率，吸收电网的短时功率波动，承担整个系统的部分储能、供能任务。铅酸电池循环寿命较短、小功率充放电、供电时间长、稳定性好，但价格便宜，适宜承担基荷，在系统中作为P/Q源，担任整个发电系统的主要储能、供能任务。一般情况下运行在P/Q模式，当锂电系统异常或不足以支撑负载波动时运行在V/F模式，当电池需要维护时工作在恒压恒流充放电模式。当光伏发电大于负载用电时尽可能的将电能储存起来；在白天，当光伏发电小于负载用电且锂电光储系统不足以提供负载用电时向系统供电；在夜晚，作为整个电网主要的供能系统。蓄电池主要用于消纳多余的光电、进行区域间的电力调配、保持主电力线上供配电的稳定性。蓄电池的配置应根据光伏装机容量及供电连续性要求合理配置。

3 系统拓扑架构

大型光伏储能电站可分为储能子系统和光伏发电子系统。光伏发电子系统与常规光伏电站的系统架构一样，仅在能量管理控制策略上有较大差异。储能子系统由蓄电池、电池管理系统BMS、储能逆变器PCS、升压及配电设备、能量管理系统EMS构成。考虑国内外主流储能逆变器采用不同的V/F并机方式，提出一种系统拓扑方案。针对进行V/F多机并联的PCS，PCS可通过变压器在中压侧并联。若干台PCS交流侧并联，通过一台双绕组升压变压器接到中压母线上，V/F源容量可任意扩展，不受单台变压器容量的限制。

对于该方案的系统拓扑架构，光伏发电系统按常规模式以1MW的单元并接在中压母线上。锂电和铅酸储能部分拓扑架构也可按照光伏发电部分，以1MW为一个单元，这种拓扑结构灵活，适合扩展，但设备较多。储能逆变器的容量配比，应考虑负荷、光伏发电容量和蓄电池允许的充放电倍率等多方面因素。一般储能逆变器与光伏并网逆变器容量配比可按1：1设计，同时应能满足负荷的过载要求，并保证锂电池和铅酸电池都处在合理的充放电倍率范围内。为保证系统的稳定性，设计大型离网光伏储能电站，应尽量增大系统中V/F源的容量，以应对负荷波动和光功率波动对系统稳定性的影响。

4 能量管控系统

光储能量管控系统是发电、储电、供电综合能量管理控制系统，根据光储电站的构造和资源配置，合理有效进行系统资源管理，并通过管控单元与电网调度系统通信，报告其发电、储电、供电参数，并接受调度计划与指令。

正常情况下：锂电光储系统工作于V/F模式下，铅酸储能系统工作于P/Q模式下，光伏发电系统可进行功率限制。

（1）通过对铅酸储能系统的功率调度和光伏并网发电系统的功率限制，结合“水缸”原理，预留一部分容量用于实时吸收电网上不可预知功率波动。（2）在白天尽可能的让铅酸储能系统处于满电状态，尽量让铅酸系统白天只充、晚上只放电，以提高其使用寿命。（3）尽量避免在各个电池之间出现“倒电现象”。异常情况下，可对各系统进行灵活配置，锂电光储系统、铅酸储能系统均可工作于V/F模式、P/Q模式、恒压恒流充放电模式，根据需要可在线实时配置。如在锂电光储系统发生异常时，可将铅酸储能系统作为电压源；电池需要进行冲放维护时可分时将各台PCS切换到恒压恒流充放电模式。

5 结语

大型离网光伏储能电站在我国西部无电区及海岛上有极大的应用前景。并在拓展应用方面，具有较高的推广价值。当与风电等其他形式能源结合就构成了微电网系统；当改变电站的运行方式，就变成了光伏并网储能系统。

参考文献：

[1] 管俊，高赐威.储能技术在抑制风电场功率波动方面的研究综述[J].电网与清洁能源，2011（4）：48-53.

[2] 郑志杰，李磊，王葵.大规模光伏并网电站接入系统若干问题的探讨[J].电网与清洁能源，2010（2）：74-76.

[3] 张兴科.光伏并网发电功率波动与对策[J].电网与清洁能源，2011（6）：55-60.

第4篇：光伏运维模式范文

【关键词】 并网光伏电站 太阳能 运维管理 路径

随着社会经济的快速发展和人类对能源需求的越来越大，世界性的能源危机日益突出，因此人们在能源的发展利用上把眼光转向了可再生资源。其中光伏发电作为发展速度最快的一种发电方式，因其独特的优势而倍受青睐。据国家发改委预测，2015年新增光伏装机量约15GW，累计总量43GW，未来5年内平均年装机将达到20GW。随着光伏电站大规模建设并陆续并网，如何保证光伏电站长期平稳运行、达到规划设计的发电目标并实现盈利，运维管理自然而然成为光伏电站的重中之重[1]。

一、并网光伏电站的特点

当前，石油、煤炭等传统资源日趋短缺，而可以利用太阳能进行发电的光伏电站，因其绿色、可再生的优势，成为人们理想的替代选择。其中，并网光伏发电系统作为当前主流发展趋势，已经成为国际上光伏发电的发展潮流。

从定义上说，光伏发电并网就是利用半导体界面的光生伏打效应把光能直接转变为电能，并直接接入公共电网的过程。其形式主要包括集中式并网和分布式并网两种，其特点为：前者通常建设投资大、周期长、占地面积大，目前在国内尚未有太大的发展；而后者因为具备投资小、建设快、维护简单、政策支持力度大等优势，成为了光伏发电并网的主流。

二、并网光伏电站的运维管理路径

运维管理水平如何，事关并网光伏电站能否正常运行，基于此，下文将就如何确保整个服务的高可用性进行相关的路径分析。

2.1建立健全电站管理制度

做好并网光伏电站的运维工作，要牢固树立安全意识，并在制度管理层面加以完善。近年来，光伏发电得到快速发展，但仍面临维护员工少而工作量大的现实困难，这就可能使故障发生概率较高而直接影响电站最大发电效益[2]，鉴于此，笔者认为需要进一步提高安全生产监管规范化水平，建立健全电站安全生产制度体系，从而增强安全生产管理工作的质量效益。既要强化安全教育，让员工形成良好的安全理念与认真负责的工作态度，又要从工作实践入手，结合运维管理、设备检修等环节，形成严格的管理规章制度，确保各项工作做到专人负责、专人考核。

2.2做好档案的日常运行维护

档案记录即包括技术层面的，如设备参数、安装操作步骤、故障排除等，又涵盖了日常运行的各类报表、分析总结等。它直接反映着各项设备的运行情况，是做好光伏电站维护的重要参考，因此，务必做好档案的日常维护工作。如在逆变器室建立数据库，做好供电信息记录；又如当电站设备有异常情况发生时，就需要操作人员及时根据故障现象、故障原因、处理手段等情况做好记录，以便后期尽快处理与监查。同时，要做好有关电站技术文件资料的整理工作，以备不时之需。

2.3深化电站运行的对比分析

要结合日常档案的记录情况，对各项电能参数、数据指标、检修方法等进行定期对比分析，如设备故障、损失电量原因以及所采取的措施等，根据研究结论以对下阶段工作作出预测，了解可能会出现的主要问题与存在的安全隐患，未雨绸缪，从而及早采取相应措施，实现有效预防。这种对比不仅有利于提高光伏电站的安全性与可靠性，还为光伏电站的扩建、设备的选择或是未来新项目的建设提供了具体参考。

2.4提高专业人员运维管理水平

一方面，要做好工作人员的培训工作，并形成机制。特别要考虑到工作地点偏僻、工作条件艰苦的现实条件，做好心理调节。既要制定详尽的学习计划，又要采用多元化的培训方式，如现场求解、技能竞赛、外出学习等，让工作人员在学习中感受乐趣，在乐趣中提升技能。同时，考虑到电站维护的实践性特征，可以定期开展事故演练，让工作人员在参与中直观感受事故现场，提高应急应对能力。另一方面，针对光伏电站影响范围内的农村电工要特别做好特种作业培训和实际操作培训，使他们掌握并网光伏发电系统的基本工作原理[3]，从而具备应对一般故障的处理能力。

三、结语

总而言之，要提升并网光伏电站运行的可靠性和稳定性，必须从运维管理入手，做好制度、技术、人员等方面的路径优化工作。相信随着运维管理经验的不断积累和光伏电站在我国更大范围内的推广，光伏发电一定能够在人们的生产生活中发挥更大的积极作用，为资源友好型和环境节约型社会的构建贡献力量。

参 考 文 献

[1] 王斯成. 关注光伏五要素 实现收益最大化 [N]. 中国能源报 ， 2014-02-10（24）.

第5篇：光伏运维模式范文

要发展仍需过三关

分布式光伏发电，无疑已成为我国分布式能源领域的热门领域之一。良好的可再生性和环境友好性，使得分布式光伏发电近年来备受社会的高度关注。

2015年3月17日，国家能源局下发了《2015年光伏发电建设实施方案》，提出全年新增光伏建设17.8GW，比2014年实际完成量提升68%。作为光伏发展的重点，屋顶分布式光伏发电及全部自发自用地面分布式光伏发电项目将不限制建设规模。国家对于分布式光伏发电的政策支持力度之大，令业界倍感兴奋。

与会专家表示，近年来国家一直在大力倡导发展分布式能源，尤其是2011年以后，出台了《分布式发电管理暂行办法》《关于推进分布式光伏发电应用示范区建设的通知》等多项扶持政策。

然而，有业内人士指出，虽然分布式光伏的发展将持续迎来政策红利，但整个产业在发展过程中仍需迈过很多道坎。

蒋芸强调：“就目前情况来看，技术水平和经济性仍是分布式能源发展要解决的最基本问题。近年来，分布式能源项目的经济性有所改善，但按现有的技术水平和产业基础，分布式能源产业还处于成长阶段，项目成本仍然较高，加上资源分布不均、市场规模小等特点，分布式能源在现有市场条件下还缺乏竞争力。此外，管理体系和市场机制不适应分布式能源发展需要，缺乏核心竞争力的技术创新体系等也是制约我国分布式光伏发展的重要瓶颈。”

据了解，现有的能源管理体系是以大电网为基础建立起来的，电力系统运行的机制和管理主要是着眼于大电源和大电网的特性，而针对分布式能源特点的运行管理体系则相对匮乏。

2015年3月15日，分布式能源再获政策利好，中共中央、国务院下发了《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（以下简称《意见》），《意见》中更是明确提出，要建立分布式电源发展新机制，并对分布式电源运营模式进行了规范。

此次出台的《意见》中明确规范了分布式电源的运营模式，即采用“自发自用、余量上网、电网调节”的模式，在确保安全的前提下，积极发展融合先进储能技术、信息技术的微电网和智能电网技术，提高系统消纳能力和能源利用效率。分析人士指出，未来，分布式光伏发电与其他技术以及产业间的关联将更加紧密。

走融合发展之路

据了解，目前国内的光伏应用大致可分为大型地面电站和分布式光伏系统两类。大型地面电站动辄几万千瓦乃至数百万千瓦的规模，投入较大。而分布式光伏实际上是大型地面电站的“迷你版”。

与此同时，由于分布式光伏发电大都是建在城市公共建筑或居民住房的屋顶上，这也使得房屋的产权以及使用权等问题颇为复杂，导致的结果就是银行不愿意贷款给这些项目。此外，随着国家政策扶持力度的不断加大，越来越多的分布式光伏发电项目开始出现在农村以及城市的屋顶，而这也使得分布式光伏发电与城市建筑等多个领域相互交叉。

“分布式光伏涉及诸多产业，解决分布式光伏发展的瓶颈，一个值得探索的思路即融合发展。这种融合既包括电力发展路径的融合，又包括上下游及相关领域的产业融合以及技术融合。”蒋芸表示，“分布式能源产业具有跨区域跨部门的特点，这些行业通过分布式能源系统机电一体化和智能网络紧密联系在一起，具有共同的产业发展方向和利益，而且相互耦合、相互影响。从目前来看，发展分布式能源需与工业建筑、公共机构等领域紧密结合，只有形成合力构建利益共同体，才能实现共同发展。”

不仅如此，为了推进我国分布式发电发展，加快可再生能源的开发利用，提高能源效率，保护生态环境，国家发改委早在2013年7月就印发了《分布式发电管理暂行办法》，明确提出分布式发电应遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地可再生能源和综合利用资源，替代和减少化石能源消费。

在蒋芸看来，尽管我国出台了不少发展分布式能源的政策，但从创建政策体系这一层面来看，还需要进一步完善。

“要将行业发展规划、财政补贴政策、能源价格政策、鼓励技术研发及设备国产化政策、进出口税费政策、项目规划与评估政策等综合起来统筹考虑，逐步形成一套适应分布式能源特点的系统的电力管理体系、市场机制和技术支撑体系，通过制定清晰的发展战略和规划来引导分布式能源有序发展。”蒋芸表示。

需不断创新思维

相关机构的数据显示，截至2014年年底，分布式光伏发电累计装机容量467万千瓦，年度新增205万千瓦。分布式光伏发电的市场规模和潜在需求不断增加，也在倒逼整个分布式光伏领域不断进行创新。

“我国分布式能源起步较晚，要实现科学发展仍需进一步统筹协调，不仅要制定清晰的发展战略和规划来引导有序发展，同时要加快分布式能源技术创新，尽早实现技术自主化。”中国电力企业联合会行业发展与环境资源部副主任游敏表示。

除技术创新之外，商业模式创新也至关重要。“发展分布式发电已经上升到国家战略高度，政府已明确要求推动分布式发电发展。但就目前情况来看，国内的分布式发电市场，仍然缺乏成熟的商业模式。现有的运营模式下，预期收益不确定性大。”国网能源研究院新能源与统计研究所研究员黄碧斌说。

据了解，近年来，国家也在大力倡导探索分布式光伏发电产业发展的新思路和新模式。早在2013年8月，国家能源局下发《关于开展分布式光伏发电应用示范区建设的通知》，确定北京海淀区中关村海淀园等18个园区作为第一批分布式光伏发电应用示范区，探索适应分布式光伏发电规模化应用技术、管理和运营模式。

第6篇：光伏运维模式范文

关键词：分布式光伏发电；并网；配网运行安全；影响；对策

分布式光伏发电并网能够妥善调节配网结构，提升配网运行水平。然而，如果分布式光伏发电并网中忽视数量、规则，也可能对配网的安全运行带来不良影响，从而出现多种问题，深入分析这些影响，明确问题的根源所在才能保护配网安全。

1 分布式光伏发电并网对配网安全的影响

1.1 影响配网的安全运行

分布式光伏发电的连接，将转变配网系统结构，形成多电源格局，对应的电流流动方向、分布等也将发生变化。

1.1.1 配网自动化的影响

所谓的自动化主要是按照短路电流于配网系统中的布局状况与位置分配等对应锁定故障。例如：系统中的某处发出了短路警示，别处无任何反应与信息，意味着警报点所在区域存在故障问题，相反，如果其他区域也出现了短路电流警报，则要重新定位故障。然而，由于分布式光伏发电与馈线相连，即便系统中某部分有故障，短路电流不仅将流经这一部分的电源端点，同分布式光伏电源相连的端点同样将有短路电流流过，这就意味着旧式的故障定位原理无法l挥作用。

1.1.2 对短路电流的影响

分布式光伏发电接入配网系统，也将对配网的短路电流带来影响，具体如图1所示：

如果从B到C的部分出现短路故障，则会有大量的短路电流流向短路故障点，这些短路电流分别来自于系统自带电源以及分布式光伏发电电源，从而导致短路电流急剧上升。而且分布式光伏发电所流出的短路电流也可能导致发生短路故障的馈线的电压发生变化，急剧升高，同传统模式相比，短路电流也将发生波动和变化。由此可见，分布式光伏发电必然将对配网短路电流带来一定影响。

1.2 影响安全运维

配网系统运行维护以及安全检修无论对于配网系统自身还是设备等的运行都有着十分重要的意义。分布式光伏发电并网通常用在用户一端，这就可能导致孤岛效应，特别是如果出力和负荷就地平衡状态下，这一问题会更为严重，如果运维工作者在实际的线路检修与设备维护中，如果发现分布式光伏发电无法抵御孤岛效应，那么，检修人员随时可能面临着安全问题。具体的孤岛效应如图2所示：

所谓的孤岛效应的具体原理如上图，从上图可以看到分布式并网光伏发电系统从QF2处接入，如果QF1处切断，对应的QF2如果无法监测到孤岛状态，并飞速地切断，那么分布式光伏发电系统会始终处于运行状态，持续朝着系统传输电能，如果配网系统由于处于故障状态，以及处于检修模式而丧失电能的状态下，分布式光伏发电系统处理无法同本地负荷相符合，则很容易出现孤岛效应，此时一些需要检修的线路可能带电，会为整个系统造成一定的隐患，检修人员面临着安全问题。

1.3 影响电能的安全计量

分布式光伏发电并网，将发电系统同配网之间建立其连接，每个用户都配设一块单独针对于分布光伏电源的计量型设备，这其中存在一定的弊端，体现在可能导致不法分子前来窃取电能，从而导致电能表无法高效、精准地发挥计量功能与功效，影响其安全运行。现阶段，总体来看主要从以下方法来窃电，具体包括：升压法、并接电流法、改接法等。

所谓的改接法具体原理为：用电客户凭借调节系统中的接线来控制电能计量，通过对比负荷消耗功率与光伏发电功率之间的大小，当前者大于后者时，则尝试性地把电能以交流方式传输到关口表，这样就非法混淆了来自于光伏电源的电量和市发电，通过改接法来让关口计量设备中所流经的电流变高，制造光伏发电的假象从而骗得政府在电力方面的政策性补贴。

升压法主要是指非法分子引进了升压变压器，对应创建出虚拟的电网电压，并将电能计量设备链接至关口，非法窃电人员瞄准关口计量设备的两端，故意提升两侧的电压差距，从而提升电能表计量值，让关口表显示出更高的电量计量值，对应获得行政性补偿。

同时，非法用户还经常采用并接电流法来窃取电能，具体就是利用调压器来非法调节线路电压，原边附上较小的电压值，副边就能对应得到升高的电流值，这样就能减少市电量的计量。诸多的非法手段都能窃取国家提供的电费计量补贴，而且低压光伏发电并网实际操作更为容易、基础，不会出现较大的安全问题。

2 配网安全运行的保护措施

分布式光伏发电系统并网后，配网安全运行最为有效的保护方法就是精准地审核、校对保护定值，从而确保配网安全运行。或者延迟变电站重合闸时间，使其滞后2-3秒，当分布式光伏电源有了较高的发电量，接连大于系统容量的20%，则有必要对配网终端的故障设定值来新一轮地整定。

与此同时，还要加大对配网安全检修与运维力度，为了让配网检修有所参照，更有规范，有必要编制出一套科学合理的并网检修规范，防范配网配电传输中电能的传输，切实按照检修安全方面的相关规定来检验电能，如果发现非用电状态下，系统带电则意味着存在窃电问题，此时要切断进线开关。

3 结束语

分布式光伏发电并网将对配网运行带来多方面的不良影响，具体体现在对配网自动化的不良影响，对安全保护的影响，检修安全的影响以及安全计量等的不良影响。分布式光伏发电并网对配网安全运行的影响可以通过采取针对性措施来解除，然而，实际运行中要不断总结经验，要积极开发多种软件、硬件设备与资源，为配网安全运行创造良好条件，保护配网系统整体安全。

参考文献

[1]GB/T 19939-2005.光伏系统并网技术要求[S].2005.

[2]冯垛生.太阳能发电原理与应用[M].人民邮电出版社，2007.

第7篇：光伏运维模式范文

华为将逆变器作为进入新能源领域的切入口。从力推“组串式逆变器”，到推广以逆变器为核心，加入监控系统、通信系统和云计算中心的智能光伏系统解决方案。差异化竞争让其取得了不俗业绩，有华为高管甚至表示，“华为今年肯定第一”。但环境在变，竞争对手已经将华为视为重点盯防对象，推出一系列应对措施，华为的进阶之路，将面临更大的压力。

差异化的捷径

华为的逆变器业务始于自身的通信电源。华为的电源业务随通信主业发展，人数一度超千人。2001年，华为为“聚焦主业”，将这块业务卖给了美国艾默生电气公司。到2008年竞业协议到期，华为网络能源业务才转向外部市场，2010年，逆变器业务独立出来，成为网络能源部三大板块之一。

华为只销售非主流的组串式逆变器。行业绝对主流是集中式逆变器，集中式逆变器规模大，单瓦价格低，在全球是绝对市场主流。传统观点认为，集中式适合大型地面电站，组串式适用于分布式光伏电站，而国内由于各种制约条件，分布式发展并不理想。

不止一位业内人士认为，华为只销售组串式逆变器好处多多。首先，华为做集中式逆变器很难超越阳光电源，还不如扬长避短推广组串式。其次，华为突破常理出牌，又有华为品牌背书，行业关注度一下子起来，非常有利于开拓市场。第三，集中式价格战惨烈，销售组串式，可以避开高强度价格竞争。

这两年内，华为很重要的一个工作是市场调研，并将结果反映到产品中。华为逆变器寻找“市场痛点”，改进后又形成了差异化优势。

据了解，与行业内普遍采用直销方式不同，华为绝大多数的销售通过商完成。华为解释说，这种方式可以弥补华为销售力量不足。

但在外界看来，这一模式一是通过利益分享，可以借助商资源，更快开拓市场；二是华为可以从商那里及时收回资金，规避了行业的长账期风险。而商为开拓市场，可以与开发商灵活商定账期。

得益于华为的进入，组串式逆变器的接受度在提高。2014年，近半的逆变器用户考虑在1兆瓦以上的光伏电站采用组串式逆变器。2013年这一比例仅为17%。

从2014年开始，华为淡化逆变器概念，推广智能光伏解决方案。这一整体解决方案，以逆变器为核心，配套监控设备、通信设备、云计算中心，远程精准监测光伏部件的运行情况，可以大大提高光伏运维效率。

2009年，财政部、能源局联手推“金太阳”工程，国内光伏电站规模化起步。2013年光伏上网标杆电价出台，光伏电站发展渐趋有序。国内光伏电站普遍运行才数年时间，而电站生命周期长达25年，光伏运维是必须面对的问题。

业内普遍认为，将逆变器与运维结合是未来的发展趋势。华为淡化逆变器，主推智能光伏解决方案，相对传统逆变器厂家卖逆变器，又形成了差异化竞争。

得益于差异化，华为逆变器业务快速增长，2013年实现出货量1吉瓦，2014年出货量4吉瓦，华为方面透露，2015年的计划是8吉瓦。

不遗余力营销

不管主动或被动，华为总是处于话题之中。当然，华为的品牌效应，加上其不走寻常路的做法，本身就容易招致关注。

2013年，华为宣布实现出货量1吉瓦，就引起行业的一片质疑。但到了2015年1月，华为公布当年的出货量，并称自己已然高出阳光电源公司5个百分点，成为中国第一。

这一次引起了阳光电源的反弹。阳光电源为此公告，强调尚没有行业主管部门及第三方研究机构对国内逆变器市场进行排名，并公布自己去年的销售量，超过华为公布的量。

4月份，一家光伏行业网站的逆变器20强排名榜单，又将华为和阳光电源拉入到话题中去。在这份逆变器榜单中，华为和阳光电源并列第一。

这个榜单在业内成为笑谈，因为这份榜单上逆变器厂商的总出货量，远超能源局公布的光伏装机量。

市场研究机构IHS的报告最终平息了阳光电源、华为谁是第一的口水战。据悉，在IHS的排名前夕，阳光电源和华为都提交出货清单，后来下调了华为的出货量。

华为一名负责媒体关系的负责人解释，2013年的情况，是因为华为不想参与排名，没有提交出货清单。第二年是因为统计口径不一样。IHS是将逆变器已经安装、或进入开发商库房才视为出货量，华为是将逆变器出华为仓库视为出货量。有一部分逆变器还在路上。

华为推广组串式逆变器，是以集中式替代者的姿态出现。这对传统观点形成了挑战，在行业内部，组串式与集中式孰优孰劣，已经成为热门话题，正反方都有一系列的论据。

一些业内人士认为，华为智能光伏解决方案的功能并不稀奇，业内早已经有类似的供应商。但是华为首先提出这个概念，“风头全被华为抢走了。”

在中电投黄河水电公司下属的光伏电站，华为智能光伏解决方案还配套了无人机巡检，华为又据此推出了“0-touch”理念。华为的一家竞争对手感叹，华为的产品是不错，但华为的强大是包括包装能力、营销能力的综合竞争力。

压力来自对手

随着销售量的扩大，华为必须在规模与效益上做一个平衡。业内传言，华为采用低价的激进销售策略来拓展市场。不过，有光伏电站开发商说，华为逆变器目前的价格，与行业平均水平相当。

有资料显示，2015年一季度，逆变器价格继续出现下滑。一季度，国内集中式逆变器每瓦单价在0.20元人民币-0.28元人民币之间，而组串式逆变器的每瓦单价在0.40元人民币-0.50元人民币不等。

逆变器行业正在进行价格战，行业面临洗牌，华为也面临着价格下降的压力。从2012年开始，逆变器就处于价格下降通道，两年多时间，集中式逆变器每瓦价格跌去了70%，而且还在下降。

华为的竞争对手也正缓过神来。从5月底开始，短短一个多月，阳光电源就连续与东方日升、林洋新能源、原南车株洲所、江苏旷达四家光伏电站开发商签署战略合作协议，对方保证优先使用阳光电源的逆变器产品。

阳光电源也在加大自己的组串式逆变器推广，还相继与阿里云、鉴衡认证中心合作，推广自己的光伏系统解决方案。阳光电源宣称，自己是亚洲最大的光伏系统解决方案供应商。

价格的压力、竞争对手的贴身缠斗和更高的销量目标，华为在承受着更大的压力。外界甚至有观点认为，华为在逆变器业务上投入巨大，如果不能尽快实现盈利，整个产品线都存在被华为内部淘汰的风险。

华为智能光伏解决方案一位高管否认了这一观点。该人士称，华为不追求短期利润，首先是寻求做大规模，成为领军者。他认为，逆变器行业价格战是过渡现象，随着产业集中度提高，前几名的几大公司会享受到较好的利润率。“华为在电信设备上就是这么过来的。”

第8篇：光伏运维模式范文

提出了一种基于光伏辅助电源的铁路区间设备配电方案，将光伏发电系统与铁路区间设备原有配电线路通过“H型”接入构成双供电系统，当配电网络发生故障时，可切换到光伏系统单独供电，实现设备电力供应的双重保护。提出了该配电方案的系统框架与模块设计，并对各模块技术要求进行了分析。

关键词：

光伏；辅助电源；区间设备；“H型”供电；设计

铁路的供电网络由动力牵引供电和信号辅助系统供电两部分构成，分别称为供电系统和配电系统，供电系统为机车行驶提供动力电源，配电系统为铁路区间闭塞设备（简称区间设备）和其他辅助设备等供电，两套系统相对独立，一般由相互隔离的线路分别输送。区间设备多为双路独立电源供电，包含主配电和备用配电两个部分，通过电气控制线路进行切换。传统的配电形式对电网可靠性依赖较大，如遇到配电电网故障时，会造成区间设备失效。2008年因冰灾造成了京广线部分区域电网供电中断，主配电与辅助配电均失效，导致区间设备停止工作，行车信号、道岔等需要通过人工操作完成，造成华南地区春运期间大量旅客滞留。因此，为铁路区间设备建立独立、可靠的辅助电源，解决因配电网故障造成信号系统瘫痪问题成为铁路安全运输不得不考虑的问题。

1铁路配电系统的主要形式

1．1相关概念所谓“区间”，是指两个车站或者两个铁路变电所之间的线路。两个相邻车站间的区间称为站间区间；相邻变电所之间的区间称为所间区间。所谓“闭塞”，是指为保证行车安全，通过电气控制将列车运行的线路区间进行全封闭或者分段封闭，防止同区段内的对向列车和同向列车因时序安排不当而造成对撞或追尾等事故。所谓“H型”供电，是指主电源与备用电源并列供电。《铁路信号维护规则》第12．2．1条规定，铁路信号设备输入电源供电方式有一主一备和两路同时供电2种方式，其中两路同时供电方式即为“H型”供电，这种情况下由主副两路电源并列运行，当一路电源关闭或发生故障时，自动切换至另一路电源。

1．2区间设备的主要供电形式目前，国内铁路基本上都实现了自动闭塞，并配置了较完善的区间设备及配电系统，供电形式从宏观上划分可分为集中式和分散式两种。为了避免单一供电产生故障造成的供电失效问题，一般多由两路独立的供电线路构成主附电源，通过电力互供的方式保障区间设备供电的可靠性。常采用的互供形式包含单回路供电和双回路供电两种，其中单回路供电又包含三点三线式、三点两线式、点集式等供电形式，各种供电方式原理及特点如表1所示。

2区间设备供电存在的主要问题

（1）电源配置对牵引变电所提供电源依赖性强从区间设备各种配电形式来看，配电电源一般引自牵引供电电源，当牵引电源出现故障时，区间设备配电系统将一同失效。因此，在发生自然灾害、供电网失效或不稳定时，会造成区间设备停止工作，为铁路的安全运行带来隐患。（2）配电技术发展缓慢，自动化程度低相对于牵引变电技术的发展，区间设备的配电技术发展缓慢，自动化程度不高。考虑到安全、成本等因素，配电技术的技术革新较为谨慎，国内仍有部分铁路配电沿用20世纪80、90年代的技术，自动化程度低，线路老化，出现故障时较难找到故障和及时排除，增加了维修的成本和难度。（3）缺乏带有储能功能的独立监控电源，断电后没有数据的现场保护监测系统应是一个独立的辅助系统，其工作电源一般取自信号电源系统的直流输出，当配电系统断电时，监控子系统同时掉电，无法继续监测及对故障情况进行现场保护，造成设备故障分析困难。如能在电源屏上增加具有储能的辅助电源模块，在两路电都断电时为监控子系统补充供电，可有效避免此类问题的发生。

3光伏发电在我国铁路领域的应用现状与趋势

在1975年，光伏发电技术就在铁路系统进行试用并逐渐拓展，1984年铁道部编制了《硅太阳能电源光电参数及容量选择》。通过多年的试用和技术发展，光伏发电在铁路信号与通信设备上应用逐渐增多，并在测试、施工、维护等方面形成了一定经验与标准。随着电气化铁道技术的发展，铁路对供配电系统的可靠性、功率等要求越来越高，而此时国家电力行业发展迅猛，电力行业走向市场化，电网覆盖区域逐渐增大，可靠性和稳定性不断提升，带动了铁路供配电网络建设。因此，光伏发电技术在铁路领域的应用受到了限制，其成本高、容量低等缺点逐渐显现，早年推广的铁路光伏设备也逐渐被传统供电网取代，改由贯通电线路或自闭电线路供电［1］。从未来发展来看，传统能源的紧缺成为全世界面临的问题，各国都在可再生能源利用上加大扶持力度，为太阳能在铁路行业的广泛利用带来政策环境。同时，铁道部为配合西部大开发战略，正在或计划修建数条西部铁路线，而西北地区地广人稀，常规供电网建设存在不足，为太阳能资源的利用带来广阔前景。更重要的是现有铁路配电系统过分依赖牵引变电所提供外部电源，在发生自然灾害、供电系统故障或不稳定时会产生信号系统终端瘫痪、监测记录缺失等隐患，增加具有独立、储能特点的光伏系统辅助供电系统，可有效解决应急条件下的辅助供电问题。

4基于光伏辅助电源的铁路区间设备“H型”供电系统框架

基于光伏发电的诸多优点，探索将光伏发电技术应用于铁路区间设备的辅助供电，建立基于光伏辅助电源的铁路区间设备“H型”供电系统。该系统由原配电网电源模块、光伏辅助电源模块和监控系统模块这3部分组成，通过合理的接入控制，形成光伏供电与常规供电相互补充的区间设备供电系统，系统框架图如图1所示。其中，光伏辅助电源模块由光伏太阳能板组件、双轴太阳自动跟踪子系统、主控系统、储能系统、防护装置等组成。

5基于光伏辅助电源的铁路区间设备供电系统模块设计

5．1光伏辅助电源模块设计分析（1）系统选型分布式光伏发电系统既具有独立光伏发电系统独立、储能的特点，又能够与电网供电相互补充，构成供电系统的双重保护，对供电可靠性要求高的场合，可以作为辅助应急电源，解决因电网供电中断或不稳定造成的电源中断问题。铁路区间闭塞设备具有点多线长，数量大、布局分散等特点，所以本项目光伏辅助电源系统的接入形式采用分布式系统，在每一个区间设备点设置一立的光伏发电系统，经过并网逆变后供给单点负载，在配电网出现故障时也可以靠光伏系统及储能设备独立对单点设备供电。（2）系统优化设计为了提升光伏系统的的效率和辅助电源稳定性，设计中应考虑以下问题：一是构建由信号输入，计算单元，控制模块和通讯模块等部分组成的太阳双轴全追踪系统，提升光伏系统的光电转换效率；二是进行钢结构支撑的轻便牢固性优化设计，保证系统在恶劣环境的稳定性；三是采用合理的MPPT算法，提升光伏发电的可靠性；四是系统防护设计，设置安全工作模式，风雨天气和夜晚能够自动回复安全模式。

5．2配电网及光伏系统“H型”接入分析铁路区间设备供电多已采取了主辅供电模式，为了降低改造成本，在加入光伏辅助电源时可不改变原有配电线路，仅通过光伏发电与原有配电网络进行“H型”接入进行电气控制切换。当原有配电网络正常运行时，可由原网络为区间设备供电，当原有主辅配电网络均出现故障时可自动切换至光伏系统及储能装置供电。根据铁路信号系统的要求，区间信号供电中断时间不能超过0．15s，因此光伏电源与配电网络电源切换时间应满足其安全要求。（3）监控系统模块设计为满足铁路区间设备供电高可靠性的要求，监测模块包含对双供电电源的监控和对“H型”接入控制的监控，实时反馈系统的运行状态，保障供电系统的可靠性；辅助电源在原有配电网出现故障时应起到独立供电的作用，因此其应具有储能装置，且应具有较足够的能量储备。将储能装置其作为监测模块的备用供电，可实现故障状态的记忆保护，即使在配电网和光伏系统均出现故障的情况下，依然可以通过备用电源完成故障记忆功能，实现铁路区间设备供电的智能监测。

6结语

第9篇：光伏运维模式范文

为了解决光伏并网发电设备结构零散，工作时间有限和利用率低等问题，本文提出了一种单相分布式、模块化光伏并网发电设计方案。该方案通过电压、电流双闭环控制能够实现逆变器前端直流输入端电压稳定，达到并网要求。另外本文还详细讨论了常见的模块式光伏发电并网系统，这些模块式各有自己的优缺点，但本文提出具有更大的优势。实验结果表明本文所设计的整个装置结构紧凑、维护便捷，具有很大的发展前景。

【关键词】光伏发电 双闭环 分布式 模块化 逆变器

随着世界经济的高速发展，能源需求也日益迫切，作为一种清洁能源的太阳能具有很大的优势，但传统的集中式结构有很多的弊端。虽然集中式光伏系统相对于分布式光伏可以更方便地进行无功和电压控制，调节电网频率更加容易，但其需要依赖长距离输电线路送电入网，同时自身也是电网的一个较大的干扰源，大容量的光伏电站由多台变换装置组合统一管理技术尚不成熟，所以就目前而言，分布式光伏发电更加具有优势。

目前常见分布式光伏阵列拓扑结构有直流模块式系统、交流模块式系统，为了改善集中式发电系统结构存在的缺陷，本文便提出了直流交流结合的分布式、模块化光伏发电系统。该系统主要附着于建筑物表面（比如屋顶），其能够就近解决用户的用电问题，实现供电差额的补偿与外送。本设计后级逆变电路采用电压、电流双闭环控制对电网进行跟踪控制，以此确保逆变电路输出高质量的电能。实验结果表明本控制系统前级和后级相互独立、互不干扰，控制可靠，并可以方便实现模块化设计与集成。

1 模块式光伏发电系统工作结构

模块式系统目前主要有两种：直流模块式系统、交流模块式系统。本文对交流模块式系统和直流模块式光伏发电系统拓扑做了一定的研究，图1的直流模块式系统中，每个光伏组件输出端都接入一个DC/DC直流斩波器，斩波器的输出端串联后将电能传到后级直流交流逆变器输入端，最终实现并网，该系统有多个直流斩波电路，控制逆变器输入电压稳定相对来说较复杂。图2是交流模块式。这种系统中每个组件都直接接了有一个具有MPPT功能的微型逆变器，将太阳能直接转换为了交流电能，最后将各个模块的交流电能接入电网。降低了了电路的复杂程度，但其控制较复杂。

图3是本文提出的直流交流结合模块式系统，它是直流模块式系统和交流模块式系统两种系统融合而成的，具有两种系统共同的优点。直流交流结合模块式系统中，每个光伏组件输出端都接入一个DC/DC斩波电路，斩波电路的输出端并联后将能量输入到后级具有MPPT功能的直流交流逆变器输入端，将斩波电路输出的直流电能转换为交流电能，最后将各个模块并联，将交流电能传入电网。该直流交流结合模块式系统各模块能够相互独立、互不干扰，并可以方便实现模块化设计与集成。

2 模块式光伏发电系统硬件设计

本文整体设计结构如图4所示，电能从光伏阵列经过Buck降压电路、逆变电路，通过工频变压器实现隔离，最终实现并网。本设计通过单片机控制可以实现离网运行和并网运行两种模式，真正实现即插即用效果，通过多个检测电路保证了系统随时处于最优状态。

本文详细讨论了单相单级式光伏并网逆变器和单相非隔离光伏并网逆变器的控制，通过分析，本设计前端通过具有降压功能的Buck电路，将光伏板电压降高至所要求的电压大小。Buck电路转化效率较高，损耗小。直流交流逆变电路，在整个发电并网系统中占着极其重要的地位，它的设计与控制直接影响到输出电能质量和并网效果，所以本设计以传统的全桥逆变电路为模型，合理选择电路参数，另外选用了高性能的驱动芯片，使全桥逆变电路的IRF540开关管处于最佳工作状态，如图5。

3 模块式光伏发电系统软件设计

本设计采用了高性能的stm32f103zet6单片机实现光伏发电自动跟踪系统集控，保证并网所必须的三个条件（同频、同相、等幅）。图6为本系统软件设计的整体框架图，为了使逆变器输出较好的正弦电流波形，在直流交流逆变器的输出电流控制方法上必须进行优化控制，本文采用固定频率电流追踪的方法将网电电压与逆变器输出电压相比较得到电压的误差值，再经过PI调节得到电流控制信号，将其与实际输出的电流相比较后得到电流误差，将得到电压值与输出电压采样值相加，然后与三角波比较，产生2路控制逆变器开关管的通断的SPWM信号，从而使逆变器输出高质量正弦波。在整个电力系统中，我们要避免孤岛运行，防止多机光伏并网逆变器的孤岛运行，本文设计出了离网监测和离网运行程序，保证了系统离网运行。

4 实验结果与分析

实验得到了并网前后网电电压和逆变器输出电压的波形的图7、图8。在锁相以前网电电压与逆变器输出电压之间会存在一定的相位，并且这个相位的大小会随时发生变化。如图8所示实现了PLL锁相技术。

表1为孤岛运行模式时系统各点的电压电流以及逆变器输出电压频率，平均效率约为0.9，另外逆变器输出频率在50HZ一定范围内波动，符合并网要求。

本模块式光伏发电系统制作出了实物，成功调试了各个模块，实现了并网和离网运行，电压、电流双闭环控制保证了系统高效稳定。

5 结束语

通过上述实验结果可得出这样的结论：本设计的光伏发电系统既可并网运行又可以离网运行，能够通过控制策略实现电压快速稳定，能够满足并网要求。本设计提出的一种分布式、模块式的光伏发电系统，可以实现多个光伏发电系统的并联运行，极大的提高了光度利用率，这种模式可实现即插即用，符合小规模发电要求。

参考文献

[1]European Photovoltaic Industry Association （EPIA）.Solar Photovoltaic Electricity Empowering the World[R].Brussels：EPIA，2011.

[2]丁坤，王祥，徐俊伟，张经炜，翟泉新.常见光伏阵列拓扑结构分析[J].2014，30（3）.

[3]梁超辉.直流模块式光伏发电系统拓扑及控制研究[D].武汉：华中科技大学，2008.

作者单位