1.4 并網光伏發電系統

并網光伏發電系統就是將電池組件或方陣產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電之后直接接入公共電網。并網光伏發電系統有集中式大型地面光伏電站系統，也有分布式光伏電站系統。大型地面光伏電站一般都是國家級電站，主要特點是將所發電能直接輸送到電網，由電網統一調配向用戶供電。這種電站投資大，建設周期長，占地面積大，需要復雜的控制設備和遠距離高壓輸配電系統，其發電成本要比傳統能源發電成本貴1倍以上，目前在我國西部地區得到廣泛的開發與建設，一些項目還處在國家政策補貼階段。而分布式光伏電站，特別是與建筑物相結合的屋頂光伏發電系統、光伏建筑一體化發電系統等，由于投資小，建設快，占地面積小甚至不占用土地，政策支持力度大等優點，是目前和未來并網光伏發電應用的主流。

那么，什么是分布式光伏發電呢？分布式光伏發電主要是指在用戶的場地或場地附近建設和并網運行的，不以大規模遠距離輸送為目的，所生產的電力以用戶自用及就近利用為主，多余電量上網，支持現有電網運行，且在配電網系統平衡調節的光伏發電設施。

分布式光伏發電系統一般接入10kV以下電網，單個并網點總裝機容量不超過6MW。以220V電壓等級接入的系統，單個并網點總裝機容量不超過8kW。

國家能源局在《關于進一步落實分布式光伏發電有關政策的通知》（國能綜新能〔2014〕406號）文件中，又將分布式光伏發電的定義擴展為：利用建筑屋頂及附屬場地建設的分布式光伏發電項目，在項目備案時可選擇“自發自用、余電上網”或“全額上網”中的一種模式。在地面或利用農業大棚等無電力消費設施建設、以35kV及以下電壓等級接入電網（東北地區66kV及以下）、單個項目容量不超過2萬kW（20MW）且所發電量主要在并網點變電臺區消納的光伏電站項目，可納入分布式光伏發電規模指標管理。

文件指出，國家鼓勵開展多種形式的分布式光伏發電應用。充分利用具備條件的建筑屋頂（含附屬空閑場地）資源，鼓勵屋頂面積大、用電負荷大、電網供電價格高的開發區和大型工商企業率先開展光伏發電應用。鼓勵各級地方政府在國家補貼基礎上制定配套財政補貼政策，并且對公共機構、保障性住房和農村適當加大支持力度。鼓勵在火車站（含高鐵站）、高速公路服務區、飛機場航站樓、大型綜合交通樞紐建筑、大型體育場館和停車場等公共設施系統推廣光伏發電，在相關建筑等設施的規劃和設計中將光伏發電應用作為重要元素，鼓勵大型企業集團對下屬企業統一組織建設分布式光伏發電工程。因地制宜利用廢棄土地、荒山荒坡、農業大棚、灘涂、魚塘、湖泊等建設就地消納的分布式光伏電站。鼓勵分布式光伏發電與農戶扶貧、新農村建設、農業設施相結合，促進農村居民生活改善和農村農業發展。

分布式光伏發電倡導就近發電，就近并網，就近轉換，就近使用的原則，不僅能夠有效提高同等規模光伏電站的發電量，同時還有效解決了電力在升壓及長途運輸中的損耗問題。其能源利用率高，建設方式靈活，將成為我國光伏應用的主要方向。目前，應用最為廣泛的分布式光伏發電系統是建設在各種建筑物屋頂和農業設施屋頂及家庭住宅屋頂的光伏發電項目。對這些項目應用的要求是必須接入公共電網，或與公共電網一起為附近的用戶供電，所發電力一般直接饋入低壓配電網或35kV及以下中高壓電網中。

常見的并網光伏發電系統一般有下列幾種形式。

1.4.1 有逆流并網光伏發電系統

有逆流并網光伏發電系統如圖1-19所示。當光伏發電系統發出的電能充裕時，可將剩余電能饋入公共電網，向電網送電（賣電）；當光伏發電系統提供的電力不足時，由電網向負載供電（買電）。由于該系統向電網送電時與由電網供電時的方向相反，所以稱為有逆流并網光伏發電系統。

1.4.2 無逆流并網光伏發電系統

無逆流并網光伏發電系統如圖1-20所示。無逆流并網光伏發電系統即使發電充裕時也不向公共電網供電，但當光伏系統供電不足時，則由公共電網向負載供電。

1.4.3 有儲能裝置的并網光伏發電系統

有儲能裝置的并網光伏發電系統如圖1-21所示，就是在上述兩種并網光伏發電系統中根據需要配置儲能裝置。帶有儲能裝置的光伏發電系統主動性較強，當電網出現停電、限電及故障時，可獨立運行并正常向負載供電。因此，帶有儲能裝置的并網光伏發電系統可作為緊急通信電源、醫療設備、加油站、避難場所指示及照明等重要場所或應急負載的供電系統。同時，帶儲能系統的并網光伏發電對減少電網沖擊，削峰填谷，提高用戶光伏電力利用率，建立智能微電網等具有非常重要的意義。光伏+儲能也會成為今后擴大光伏發電應用的必由之路。

1.4.4 大型并網光伏發電系統

大型并網光伏發電系統如圖1-22所示，由若干個并網光伏發電單元組合構成。每個光伏發電單元將太陽電池方陣發出的直流電經光伏并網逆變器轉換成380V交流電，經升壓系統變成10kV的交流高壓電，再送入35kV變電系統后，并入35kV的交流高壓電網。35kV交流高壓電經降壓系統后變成380～400V交流電作為發電站的備用電源。

1.4.5 分布式智能電網光伏發電系統

分布式智能電網光伏發電系統如圖1-23所示。該發電系統利用離網光伏發電系統中的充放電控制技術和電能存儲技術，克服單純并網光伏發電系統受自然環境條件影響使輸出電壓不穩、對電網沖擊嚴重等弊端，同時能部分增加光伏發電用戶的自發自用量和上網賣電量。另外，利用各自系統儲能電量和用電量的不同以及時間差異，可以使用戶在不同的時間段并入電網，進一步減少對電網的沖擊。

該系統中每個單元都是一個帶儲能裝置的并網光伏發電系統，都能實現光伏并網發電和離網發電的自動切換，保證了光伏并網發電和供電的可靠性，緩解了光伏并網發電系統啟停運行對公共電網的沖擊，增加了用戶用電的自發自用量。

分布式智能電網光伏發電系統是今后并網光伏發電應用的趨勢和方向，其主要優點有如下幾條。

① 減少對電網的沖擊，穩定電網電壓，抵消高峰時段的用電量。

② 增加用戶的自發自用量或賣電量。

③ 在電網發生故障時能獨立運行，解決覆蓋范圍的正常供電。

④ 確保和增加光伏發電在整個能源系統中的占比和地位。