光伏并网发电系统的问题及其关键技术
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根据运行方式的不同，光伏发电系统可分为三种类型：独立型、并网型和混合型。与独立式光伏发电系统相比，前者可利用电力系统中的输电线路实现电能的远距离传输，具有电网电能支撑，基本无需考虑负载特性的影响等优点。当前我国的光伏并网发电系统具有大规模开发、中高压接入和分散开发、低电压就地接入两种发展方式，因此我国的光伏并网发电系统可分为集中式和分布式两种。
1.分布式集中光伏系统的特点。
分布式光伏并网发电系统位于用户侧，发电供应当地电力负荷，占地面积小，运行方式灵活。主要用于屋顶、建筑、温室、鱼塘水泵、路灯等场合。集中光伏并网发电系统主要指大型光伏发电站，作为大容量电源直接供高压输电系统。一般建在沙漠，选址灵活，施工周期短，输出稳定，运行方式灵活，易于参与电网调压调频，运行成本低。
2.分布式和集中式光伏系统存在共同问题。
目前，分布式和集中式光伏系统存在以下常见问题:
(1)光伏阵列的优化配置。在安装光伏阵列之前，应根据设计要求和周围环境等因素对组件选择、组件安装倾斜角度、阵列拓扑结构等进行优化，以提高光伏系统的发电效率。
(2)光伏阵列的温度上升、不匹配和热斑。光伏系统的工作环境相对复杂。随着时间的推移，组件表面会积聚灰尘，甚至树叶和鸟类的排泄物。有时组件被周围的建筑物和树木遮挡，组件的温度会明显升高。随着组件温度的升高，其输出电压和功率会降低。这些情况会导致光伏阵列失配，严重时会出现热斑效应，降低组件的使用寿命。
(3)光伏阵列的输出特性具有多峰特性。光伏电站有大面积的光伏阵列，有时可时可不同类型的光伏组件组合，或者即使组件类型相同，由于云、灰尘、老化等原因，组件之间不匹配，使其输出特性呈现多峰特性，降低了光伏阵列的发电效率。
(4)光伏系统并网后产生的电能质量问题。例如，电网中的潮流方向会发生变化，导致线路损耗增加，继电保护需要重新调整；光伏系统具有随机性和波动性，会导致电网电压波动；光伏系统中使用了大量的电力电子设备，会对电网造成谐波污染。
3.集中光伏系统存在独特问题。
目前，集中光伏系统存在以下特殊问题:
(1)清理大面积光伏阵列。光伏阵列长期在露天工作，光伏组件表面会被鸟粪等杂质覆盖，严重影响光伏组件的输出功率，应及时清理光伏阵列表面的附着物。对于大型光伏电站来说，有大面积的光伏阵列，用人力清洗组件，效率太低，安全性差。
(2)变频器的非理想特性。集中式大型光伏电站需要多个变频器并联运行，但由于变频器的非理性特性，会产生环流和谐波放大，降低变频器的转换效率。
4.分布式和集中式光伏系统的关键技术。
为确保分布式、集中式光伏系统的安全、可靠和稳定运行，需要采用以下几种关键技术：
(1)最大功率点跟踪技术。光伏电池的输出特性具有非线性特性，P-U输出特性曲线在任何条件下都具有特定的最大功率点。为了提高光伏系统的发电效率，采用最大功率点跟踪控制技术，使光伏系统在最大功率点工作。
(2)全球最大功率点跟踪控制技术。在局部阴影下，光伏阵列的功率输出特性呈现多峰特性，提高光伏系统的发电效率，要求全球最大功率点跟踪控制技术实现全局优化。
(3)光伏阵列热点检测技术。针对热点效应，会对光伏电池造成严重损坏，需要热点检测技术来检测和准确定位组件热点。
(4)光伏转换控制技术。主要包括逆变、并网控制、安全保护等技术。对于容量小的光伏系统，如何提高逆变器的工作效率，减少能量损失也是光伏转换控制技术的发展方向；对于大容量光伏系统，除了实现基本的逆变、并网和保护功能外，还要求逆变器具有单容量大、电压水平高、输出电能质量好、抗干扰能力强的特点。
(5)岛屿检测技术。具有岛屿保护功能是光伏系统能否并网的关键条件，要求岛屿检测技术具有较小的检测盲区和较强的抗干扰能力。
5.集中光伏系统独特的关键技术。
集中光伏系统独特的关键技术主要包括:
(1)低电压穿越技术。对于大型光伏变电站来说，当系统短路故障导致电压下降时，光伏电站不会立即退出运行，而是继续与电网连接，为电网提供一定的支持，帮助电网恢复电压。光伏并网发电系统具备低电压穿越能力将成为并网逆变器的核心技术。大型光伏电站必须有孤岛检测和低电压穿越功能，但两者之间存在一定的矛盾。如何共同实现这两个功能值得研究。
(2)变频器集群统一控制技术。通过统一控制多个变频器，减少变频器之间的不利影响，完成孤岛检测、低电压穿越、通信等功能。
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