光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望_艾欣

第３０卷第１期２０１３年２月

现　代　电　力

Ｍｏｄｅｒｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０　Ｎｏ．１

Ｆｅｂ．２０１３现代电力，２０１３，３０（１）　ｈｔｔｐ：∥ｘｄｄｌ．ｎｃｅｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｄｄｌ＠ｖｉｐ

．１６３．ｃｏｍ文章编号：１００７－２３２２（２０１３）０１－０００１－

０７文献标识码：Ａ

中图分类号：ＴＭ６１

光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望

艾　欣，韩晓男，孙英云

（华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京　１０２２０６

）Ｔｈｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｓｐ

ｅｃｔ　ｏｆ　Ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｒｅｌａｔｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ

ｉｅｓＡＩ　Ｘｉｎ，ＨＡＮ　Ｘｉａｏｎａｎ，ＳＵＮ　Ｙｉｎｇｙ

ｕｎ（Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｆｏｒ　Ａｌｔｅｒｎａｔｅ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ　Ｅｎｅｒｇｙ　

Ｓｏｕｒｃｅｓ（Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），Ｂｅｉｊｉｎｇ　

１０２２０６，Ｃｈｉｎａ）摘　要：介绍了光伏发电的优势及发展方向，着重阐述了国内外光伏发电技术的发展现状及前景。鉴于光伏发电出力的随机性和不连续性，最大功率点跟踪技术（ＭＰＰＴ）一直都是研究重点，随着光伏技术的发展，ＭＰＰＴ也为了满足新的要求而不断发展，一些改进方法应运而生，以提高系统稳定性并适应各种运行条件。光伏电站并入电网运行会对电网造成多方面影响，例如孤岛效应、谐波污染、无功补偿、电压闪变等问题，随着光伏电站容量的增大，上述问题更是迫切需要解决，本文总结了一些目前用于解决这些问题的方法。逆变器是光伏发电并网的关键技术，在这方面本文叙述了并网逆变器的功能，拓扑结构的发展、有待解决的问题以及大型光伏电站并网逆变器的发展趋势。

关键词：光伏发电；光伏并网；ＭＰＰＴ；孤岛效应；谐波污染；无功补偿；电压闪变；并网逆变器

基金项目：国家高技术研究发展计划“８６３”课题（２０１１ＡＡ０５Ａ３０１

）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（ＰＶ）ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｒｉｅｆｌｙ，ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ＰＶ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌ－ｏｐｍｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄ　ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ　ａｒｅｍａｉｎｌｙ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ．Ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｏｎｔｉ－ｎｕｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｕｔｐｕｔ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒ　ｐｏｉｎｔ　ｔｒａｃｋｉｎｇ（ＭＰＰＴ）ｈａｓ　ａｌｗａｙｓ　ｂｅｅｎ　ｔｈｅ　ｈｏｔ　ｔｏｐ－ｉｃ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｏｍｅｅｔ　ｎｅｗ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｓｏｍｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ＭＰＰＴ　ｍｅｔｈｏｄｓｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｂｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｎｕｍｅｒｏｕｓ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｃｏｎｄｉ－ｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ　ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ｐｌａｎｔ　ｗｉｌｌ　ｈａｖｅ　ｉｍ－ｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｉｓｌａｎｄｉｎｇ　

ｅｆｆｅｃｔ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｍｐｅｎｓａ－ｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｆｌｉｃｋｅｒ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ｐ

ｌａｎｔｓ，ｔｈｅ　ａｂｏｖｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｓｏｌｖｅｄｕｒｇｅｎｔｌｙ，ｓｏ　ｓｏｍｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ．Ｔｈｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ＰＶ　ｓｙｓ－ｔｅｍ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅｇ

ｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆｉｔｓ　ｔｏｐｏｌｏｇｙ，ｓｏｍｅ　ｉｓｓｕｅｓ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ　ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ＰＶ　ｐ

ｌａｎｔ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（ＰＶ）；ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｐｌａｎｔ；ＭＰＰＴ；ｉｓｌａｎｄｉｎｇ　

ｅｆｆｅｃｔ；ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ；ｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ；ｖｏｌｔａｇｅ　ｆｌｉｃｋｅｒ；ｇ

ｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ０　引　言

世界范围内三大化石能源的储量正在日趋枯竭，能源危机已经成为人类面临的最大挑战。因此，为了保证人类生态环境，同时又减少大气污染，维持能源的长期稳定供应，各国都在大力发展可再生能源，与水电、风电、核电等相比，太阳能发电拥有无噪音、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点。另外，丰富的太阳辐射能，是取之不尽用之不竭的廉价能源。太阳能每秒钟到达地球的能量高达８０万ｋＷ，如果把地球表面的０．１％的太阳能转化为电能，且转化率为５％，那么每年发电量可达

５．６×１０１２

ｋＷｈ，相当于目前全球能耗的４０倍。

经过多年的研究，光伏发电已经成为较为成熟

的一项新能源技术，其中光伏电站的大型化和并网化已经成为今后的发展方向及研究重点。并网光伏系统指的是光伏发电系统与常规电网相联，一起承

担供电的任务［

１］

。随着光伏技术的不断发展，光伏

电能已经渐渐由补充能源向替代能源过渡。

１　光伏发电国内外发展现状与前景

１．１　国内

自１９８５年起，我国就进行光伏器件的研究，并且在２０世纪７０年代的时候制造出空间光伏电源，到了８０年代，我国还渐渐引进了美国单硅太阳能电池以及非晶体硅太阳能电池［２］。经过多年的努力，光伏在我国已经迎来了快速发展的阶段，在发展政策方面，“金太阳工程”的实施使得光伏产业得到了极大的支持。据统计，截至到１９９７年，我国安装各类光伏系统的总量（其中包括进口系统）已达到１１ＭＷ，并且还先后建立了２０ｋＷ以上光伏电站７座，其中１９９８年在西藏安多县海拔４　５００ｍ处，我国建成的１００ｋＷ光伏电站，还成为世界上最高的光伏电站［２］。２０１０年１月１６日，采用阳光电源大型并网逆变器的３个大型光伏电站并网发电仪式在宁夏吴忠市太阳山集中举行，这是当时国内光伏电站最大规模的一次性并网，这次成功并网为我国荒漠光伏电站的推广应用起到了良好的示范和借鉴作用，在中国新能源行业和低碳经济领域具有重要意义［３］。另外值得一提的是，在２０１０年的上海世博会上，由合肥阳光电源有限公司承建的世博会主体工程———主题馆、中国馆的大型光伏发电系统并网发电取得成功，为举世瞩目的上海世博会提供了清洁绿色的电力［４］。

在我国，７６％的国土光照充沛［５］，全年辐射总量为９１７～２　３３３ｋＷｈ／ｍ２，理论总储量为１４７×１０８　ＧＷｈ／ａ［６］，光能资源分布较为均匀，资源优势得天独厚，所以光伏发电应用前景十分广阔。我国能源供应中占主导地位的煤，其消耗量相当之大，同时也带来了众多严峻的环境问题，从环境和能源双重考虑，我国政府已经着手计划并采取有效的措施以发展可再生能源技术。根据２００７年我国制定的《可再生能源中长期发展规划》可知，到２０２０年太阳能发电总容量将达１８０万ｋＷ，并且按照有关专家的预测，这一数字有望达到１　０００万ｋＷ［６］。从市场方面考虑，我国仍有许多地区处于缺电甚至无电的状态，人民急需生活用电，再加上我国的经济迅速发展，为光伏市场提供了更好的发展空间，可以预测并网型光伏电站很快就会进入市场，一定会为提升人民生活质量做出巨大的贡献。１．２　国外

在全球，光伏产业一直处于发展迅速的状态，１９９６年到２００６年这１０年里，太阳电池及组件生产的年平均增长率高达３３％，早已经成为现如今发展最迅速的高新技术产业之一。２００４年世界光伏电池及组件产量已达到１　２００ＭＷ，这其中日本生产量为６１０ＭＷ，超过５０．８％；欧洲３２０ＭＷ，占据２６．７％；美国１３５ＭＷ，占据１１．２５％；其他国家总产量为１３５ＭＷ，占据１１．２５％［２］。随着技术的发展，并网发电在光伏市场中的份额逐渐开始增加并慢慢占据主导地位，并网光伏系统在太阳能发电中的比例不断变大，光伏发电已经开始逐渐从偏远地区的特殊用电向城市的生活用电过渡［５］。２１世纪以来，全球太阳能光伏并网发电年度并网容量增长４４．１倍，从２０００年的１８７ＭＷ递增至２００８年得１２．９５ＧＷ，年增长率达６０．９９％，同比２００７年增长了７２．６７％。全球太阳能光伏并网发电并网累计总量增长１０．５倍，从２０００年的１．４３５ＧＷ增长至２００８年的１６．４ＧＷ，年增长率３５．６％，同比２００７年增长６０．７８％，据统计，到了２０１０年，全球累计并网接近３０ＧＷ［７］。

在欧洲，２０１０年左右，欧盟安装的太阳能光伏容量已经达到３ＧＷ，预计到２０２０年，太阳电池组件的年产量将达到５４ＧＷ。

在世界各国中，日本由于资源紧缺，很早便重视发展光伏发电，并且从１９９９年起太阳电池组件的生产就超过了美国而居世界第一位，在其提出的“面向２０３０光伏路线图的概述”中还明确指出，到２０３０年，全国累计安装太阳电池组件容量要达到１　０００ＧＷ［８］。

在美国，１９９９年前，其太阳能光伏研究与发展一直处于世界第一，但随后因为种种原因，渐渐落后于日本及欧洲。２００４年９月，美国提出了“我们太阳电力的未来：２０３０及更久远的美国光伏工业线路图”，明确要恢复美国在光伏领域上领先地位的目标，政府增加科研投入，于是在那之后，美国安装太阳电池组件的增长率每年大概都在３０％以上，同时美国预计，到２０２０年时累计安装太阳能电池组件容量将达到３６ＧＷ，平均每年安装７．２ＧＷ，到２０３０年累计安装太阳电池组件容量将达到２００ＧＷ，太阳能发电总量将高达３　６９９亿ｋＷｈ［８］。

全世界光伏技术的飞速发展，具体表现在以下几个方面：①累计安装太阳电池组件容量增加；②

２现　代　电　力 ２０１３年

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太阳电池组件的价钱不断降低；③太阳电池组件的寿命不断增长；④硅材料的消耗降低；⑤屋顶并网光伏系统增多；⑥发电成本降低，电价降低；⑦大型光伏电站越来越多。

２　光伏发电最大功率点跟踪技术发展现状

光伏发电最大的特点就是其输出的随机性、不连续性和不确定性，而且光伏输出还与其影响因子呈现非线性的关系。太阳辐照度和周围的环境温度都是人们所无法控制的，而这两点却恰恰是影响光伏发电输出的关键，随着辐照度和温度的改变，光伏阵列的输出端电压随之改变，从而光伏阵列的输出功率也将改变。所以，光伏发电的最大功率点跟踪（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｏｉｎｔ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ　ＭＰＰＴ）成为了研究重点，ＭＰＰＴ的目的是使光伏阵列在辐照度和温度改变时仍能获得最大功率输出，并且还要求ＭＰＰＴ具有快速性、准确性和稳定性［９］。

ＭＰＰＴ算法可以分为自寻优法和非自寻优法两大类，自寻优法包括爬山法、扰动观测法、电导增量法、恒定电压法、短路电流法、寄生电容法等；而非自寻优法主要是曲线拟合法［１０］。相比之下，自寻优法应用更为广泛，每种方法各有优缺点。以下是几种常见ＭＰＰＴ的工作原理。

２．１　恒定电压法

相对于温度变化对光伏阵列输出功率引起变化，辐照度的变化对光伏阵列输出功率的影响更加明显，而经过研究得出结论，不同辐照度下最大功率点对应的输出电压变化量不是很大［１０］（如图１所示）。因此可以粗略认为最大输出功率对应某个恒定的电压，就是说可以把ＭＰＰＴ控制简化当作稳压控制［１１］。此方法的优点是控制起来简单，比较容易实现，但是由于其忽略了温度对光伏出力的影响，所以精度并不是很高。

２．２　扰动观测法

在光伏阵列正常运行时，通过不断加以微小的电压波动来扰动光伏阵列的输出电压，在端电压变化的同时检测输出功率变化的方向，就能确定寻优方向，从而决定下一步电压参考值的大小［１０］（如图２所示）。此方法较恒定电压法精度更高，而且被测参数少，易于实现。但是此方法不适合环境快速变化的时候使用，而且由于不断的人为加入的

扰

图１　不同辐照度下光伏列阵的Ｐ－Ｖ特性

动，光伏输出功率不能稳定在最大功率点上，而是在其附近震荡

。

图２　扰动观测法示意图

２．３　导纳增量法

由光伏阵列的Ｐ－Ｖ特性曲线可知，存在唯一的最大功率点，并且在最大功率点处，功率对电压的导数为零。因此，有

Ｐ＝ＶＩ（１）

ｄＰ

ｄＶ

＝Ｉ＋Ｖ

ｄＩ

ｄＶ

＝０（２）

ｄＩ

ｄＶ

＝－

Ｉ

Ｖ

（３） 因此，当输出电导的变化量等于输出电导的负值时，光伏阵列工作点即为最大功率点，这就是所谓的导纳增量法［１２］。此方法有极高的准确性，而且当环境快速变化时仍能具有很好的跟踪性。但是相比之下导纳增量法实现起来也较为复杂，对微处理器的要求也是比较高的。

２．４　小结

早期的光伏系统大多采用恒定电压控制法，因为该方法简单易行，且基本能跟踪最大功率点，但随着电力电子及控制技术的发展，恒压法的简单性与其造成的能量损失相比已经变得很不合理［１３］。

３

第１期艾　欣等：光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望

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因此新的控制方法应运而生，例如文献［１０］经仿真对比后得出结论，大容量并网型光伏发电系统的ＭＰＰＴ通常会选择扰动观测法。而文献［１３］中采用了具有优良跟踪性能的导纳增量法来实现单级光伏并网的ＭＰＰＴ。

随着在这方面的研究不断加深，一些基于上述自寻优算法的改进算法也随之产生，例如文献［１４］中提出了一种基于电导增量法的改进算法，从而能改善最大功率点附近的振荡现象，提高光伏电池的发电效率。文献［１５］又提出了一种基于扰动观测法的改进算法，可以区分是由扰动自身引起的输出功率变化还是由于辐照度变化引起的输出功率变化，改进后的算法在辐照度突然变化的情况下仍可以进行准确的追踪。

３　光伏并网对电网的影响及解决方案

在众多需要研究的问题中，大规模光伏并网发电系统将对电网会产生的影响是迫切需要回答的问题。３．１　孤岛效应

当系统供电因事故、故障或者停电维修而停止时，各用户端的光伏并网发电系统有可能与周围的负荷构成一个电力公司没办法掌握的自供给供电孤岛，这给检测人员带来危险，即所谓的孤岛效应［１６］。孤岛效应会对整个电网造成许多危害，文献［１７］详细阐述了在孤岛运行中并网光伏逆变器的运行状态。为了防止孤岛危害的出现，防孤岛保护必不可少，主动式和被动式保护各有优缺点，因此光伏系统里应设置至少各一种防孤岛效应保护，当电网失压时，要求防孤岛效应保护应在２ｓ内动作，断开与电网的连接［６］。

３．２　谐波污染

在光伏并网过程中运用了大量的电力电子设备，特别是ＤＣ／ＡＣ逆变器，会产生大量谐波，并网运行时，向公共并网点注入的谐波电流应满足ＧＢ／Ｔ１４５４９－１９９３的规定［６］，来自文献［１８］的表１详细阐述了各次谐波的电流畸变限值。文献［１９］和［２０］都提出采用一种基于ｐ－ｑ运算方式的谐波电流实时检测，从而获得补偿谐波电流的参考值，并利用基于电流无差拍控制的ＰＷＭ方法进行谐波电流补偿。文献［２１］也提出了一种用于两级光伏系统中的四桥逆变器，利用ＰＷＭ控制及由电压外环和电流内环组成的双环控制系统来完成谐

波电流的检测与补偿。

表１　电流谐波限值

３．３　无功补偿问题

光伏并网逆变器存在一定的无功消耗，所以应配备一定的无功补偿装置以具备无功调节能力，来保证电站功率因数和高压侧母线电压保持在合理的范围内［６］。特别是对于功率因数比较高（不小于０．９８）的光伏并网发电系统，更需要进行有效的无功补偿，从而实现无功的分层分区以及就地平衡，以减少光伏发电接入时对电压的影响，另外还可以降低线损，保证逆变器的正常运行，例如，光伏发电系统以１０ｋＶ电压等级接入系统，则１０ｋＶ侧的功率因数在０．８５～０．９８范围内，通常应按装机容量的６０％配置无功补偿装置［２２］。为了检测无功电流并进行补偿，文献［１９］和［２３］阐述了一种基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方法，并可以和谐波电流的检测相结合，将两者的检测值相加后作为补偿电流参考值，同时完成对无功补偿和谐波抑制两项功能。

３．４　电压闪变

电压闪变是电能质量的重要指标之一，辐照度恒定时比变化时对电网电压闪变的影响较小；辐照度越大，光伏阵列输出功率越大，对电网电压闪变的影响越大；辐照度变化程度越大，输出功率的波动越大，从而对电网电压闪变的影响越大［２４］。

４　并网逆变器

在光伏发电并网中，并网逆变器的设计是核心内容和关键技术。研究逆变器的结构以及控制方法，是为了提高系统的发电效率，同时降低发电成本。光伏并网逆变器与其他的逆变器有很多不同的地方，它的作用不仅是将光伏电池阵列输出的直流电转换为交流电，还应该可以对频率、电压、电流、有功及无功、电能质量（电压波动、高次谐波）

４现　代　电　力 ２０１３年

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等进行控制［１］。

４．１　光伏发电系统对逆变器的要求［１，１９，２５］

①可自动开关。根据从一天的光伏辐照度，尽量发挥光伏电池方阵输出功率的潜力，并期在此范围内可以自动开启和停止。

②能实现最大功率点跟踪（ＭＰＰＴ）的控制。当光伏阵列的表面温度以及光伏辐照度发生任意的改变时，阵列仍可以在控制下保持在最大功率输出的工作状态下，从而提高太阳电池的转换效率。

③满足电网电能质量的要求。为了避免光伏发电并网系统对公共电网的污染，逆变器应输出失真度小的正弦波，影响波形失真度的重要因素之一是逆变器的开关频率，可以采用高速ＤＳＰ等新型处理器来提高开关频率。另外，根据系统容量大小要适当选择功率元件，小容量低压系统适合采用功率场效应管（ＭＯＳＦＥＴ），高压大容量系统适合采用绝缘栅双极晶体管（ＩＧＢＴ），而特大容量系统更适合采用可关断晶闸管（ＧＴＯ）。

④要具备防止孤岛运行的功能。根据ＩＥＥＥ２０００－９２９和ＵＬ１７４１标准，光伏并网逆变器需要具备防孤岛运行的功能，其关键在于对电网断电情况的快速检测，特别是当负荷电力与逆变器输出电力接近或相同，难以察觉停电事故时，更应该做出准确检测，以免造成工作人员的生命安全问题。

⑤技术方面的要求。在技术上要求逆变器具有更大的单体容量、更高的电压等级，利用有功与无功实现解耦控制，具有更强的抗干扰能力，具备符合智能电网标准的网源互动技术。

４．２　逆变器拓扑结构的发展

早期出现的光伏并网逆变器都是单级拓扑机构，如图３（ａ）、（ｂ）所示，随后光伏逆变器由单级向多级发展。根据逆变器回路不同，图３中的逆变器拓扑可以根据有无变压器分为无变压器结构、电网频率变压器绝缘结构以及高频变压器绝缘结构。

电网频率变压器绝缘拓扑结构，利用脉宽调制（ＰＷＭ）控制使得逆变器产生与电网频率相同的交流，并采用变压器进行绝缘和升压。此结构具有良好的抗雷击以及消除尖波的性能，但是由于采用了电网频率变压器，因此整个系统比较沉重。而对于高频变压器绝缘结构，其优点是体积相对来说较小、质量轻，但是回路较为复杂。无变压器光伏系统，虽然体积小、质量轻、成本也较低、

可靠性比

图３　并网逆变器拓扑图

较高，但与电网之间没有绝缘。另外，后两种拓扑结构均具有检测直流电流输出的能力［１］。无变压器方式的逆变器经过近年来的改进发展，因其效率高等优点得到了广泛的应用。例如文献［２６］中就提出了一种改进的无变压器逆变器，可以承受同全桥逆变器一样的低输入电压，并保证不产生共模泄露电流，再加上应用ＳＰＷＭ技术，使得效率提高，输出电流的谐波含量也大大减少了。

随着并网逆变器由单级向多级发展，电能转换级数也随之增加，但是单级结构具有结构简单、损耗少、易控制等优点，因此为了结合两者的优点，逆变器发展出集中型、串级型、模块集成型等结构。但这种结合就需要一种多台逆变器的统一控制，从而提高整个系统的效率。特别地，针对大容量光伏并网系统，怎样更好抑制低功率时的电流谐波？怎样解决多台逆变器同时并网时电流谐波的叠加问题？如何在电网电压谐波大时，仍旧保证较的低电流谐波？这些都是迫切需要解决的技术性问题［９］。另外，随着光伏电站容量的增加，大型光伏电站并网时系统结构和控制策略也变得更加复杂，有些之前可以忽略的地方变成了必须要解决的问题，所以对并网逆变器的要求也随之增加，设计多模式逆变器控制变得十分有必要。

５　结　论

本文研究大型光伏发电及其并网技术的现状，结论如下：

①最大功率点跟踪技术方面：由于光伏发电最主要的出力特性为随机性，并且受环境条件影响

５

第１期艾　欣等：光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望

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很大，所以最大功率点跟踪技术成为研究重点，一些基于传统方法上的改进方法不断研究成功，大大改善了精确度和动态响应的快速性，以后还会有更多的先进方法产生，以提高光伏发电的效率。

②光伏发电并网技术方面：光伏并网发电受技术、投资等限制起步较晚，但光伏发电的并网化和大型化无疑是将来的主要发展趋势。大规模光伏电站发电作为一种先进的新能源发电方式，当其接入电网时会产生谐波、电压波动等多方面的负面影响，随着光伏发电容量的不断增大，许多之前可以忽略的问题变成必须要考虑的因素。目前已经有多种解决这些问题的控制手段和保护措施，甚至在逆变器的设计方面也已经加入了相应的控制器。

③并网逆变器及其控制方面：逆变器是光伏发电并网系统中的核心和关键，合理地设计并改进逆变器的结构和控制方法可以有效地提升系统效率。随着技术的发展，逆变器由单级拓扑结构发展为多级拓扑结构，目前还出现了许多结合单级和多级的优点而产生的拓扑结构。虽然上述改进可以提高光伏系统的效率，但由此也带来一些关于多个逆变器统一控制的问题，还有如何处理多个逆变器产生的谐波的叠加问题等，这些都有待在今后的研究中解决。

参考文献

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Ｇｒｉｄ－Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｖｏｌｔａｇｅ－Ｏｒｉｅｎｔｅｄ

Ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｅｌｅｃ－

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Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｍｏｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ

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ｏｎ　Ｂｏｏｓｔ＋Ｄｕａｌ－Ｌｅｖｅｌ　Ｆｏｕｒ－Ｌｅｇ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒ［Ｃ］．

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ａｇｅ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ａ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　Ｇｒｉｄ－Ｃｏｎ－

ｎｅｃｔｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　Ｏｎ

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ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｅｌｅｃ－

ｔｒｏｎｉｃｓ，２００３，５０（１）：１１６　１２２．

［３１］　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅ－Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ　Ｐｌａｎｔｓ　Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｔｏｔｈｅ　Ｍｅｄｉｕｍ－Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ［Ｃ］．Ｂｕｎｄｅｓｖｅｒｂａｎｄ

ｄｅｒ　Ｅｎｅｒｇｉｅ－ｕｎｄ　Ｗａｓｓｅｒｗｉｒｔｓｃｈａｆｔ　ｅ．Ｖ．（ＢＤＥＷ），

Ｂｅｒｌｉｎ，Ｊｕｎｅ　２００８．

［３２］　Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ　Ｃ，Ａｍａｒａｔｕｎｇａ　Ｊ．Ｄｙｎａｍｉｃ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ＰＶ　Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｃ］．ＩＥＥＥ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉ－

ｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ，Ｊｕｎｅ　１０，２００４．［３３］　Ｍａｇｕｅｅｄ　Ｆ．Ａ，Ｓａｎｎｉｎｏ　Ａ，Ｓｖｅｎｓｓｏｎ　Ｊ．Ｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ｕｎｄｅｒ　ｕｎｂａｌ－

ａｎｃｅｄ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｄｉｐｓ［Ｃ］．Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｓｐｅｃｉａｌ－

ｉｓｔｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００４．

［３４］　Ｗａｎｇ　Ｌ，Ｌｉｎ　Ｔ　Ｃ．Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ＴｒａｎｓｉｅｎｔＲｅｓｐｏｎｓｅｓ　ｏｆ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｇｒｉｄ－Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ＰＶ　Ｓｙｓｔｅｍｓ

［Ｃ］．Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ

Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ，２００８．

［３５］　Ｐｙｏ　Ｇ　Ｃ，Ｋａｎｇ　Ｈ　Ｗ，Ｍｏｏｎ　Ｓ　Ｉ．Ａ　Ｎｅｗ　ＯｐｅｒａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｇｒｉｄ－Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ＰＶ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ

Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］．

Ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ－Ｃｏｎｖｅｒ－

ｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｌｉｖｅｒｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｅｒｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　２１ｓｔ

Ｃｅｎｔｕｒｙ，２００８．

［３６］　Ｄｅ　Ｓｏｕｚａ　Ｋ　Ｃ　Ａ，ｄｏｓ　Ｓａｎｔｏｓ　Ｗ　Ｍ，Ｍａｒｔｉｎｓ　Ｄ　Ｃ．

Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｆｅｒｒｉｔｅ　Ｃｏｒｅ　Ｖｏｌｕｍｅ　ｉｎ　ａ　Ｓｉｎｇｌｅ－

Ｐｈａｓｅ　Ｇｒｉｄ－Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ＰＶ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　Ａｃｔｉｖｅ　ａｎｄ

Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｃ］．ＩＥＣＯＮ　２０１０－３６ｔｈ　Ａｎ－

ｎｕａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　ＩＥＥＥ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｓｏｃｉ－

ｅｔｙ，２０１０．

［３７］　Ｗａｎｇ　Ｚ　Ｙ，Ｚｈａｏ　Ｂ　Ｃ，Ｓｈｉ　Ｘ　Ｃ，ｅｔ　ａｌ．Ａ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄｏｆ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ＰＶ　Ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒ　Ｉｓｌａｎｄｉｎｇ

ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ［Ｃ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｆｏｒ

Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ　Ｅｎｅｒｇｙ　＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＩＣＭＲＥＥ），

２０１１．　

［３８］　Ｓｈｉｍｉｚｕ　Ｔ，Ｓｕｚｕｋｉ　Ｓ．Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ａ　Ｈｉｇｈ－ＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＰＶ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｗｉｔｈ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ［Ｃ］．

８ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ－

ＥＣＣＥ　Ａｓｉａ，Ｍａｙ　３０－Ｊｕｎｅ　３，２０１１，Ｔｈｅ　Ｓｈｉｌｌａ　Ｊｅｊｕ，

Ｋｏｒｅａ．

［３９］　Ｆａｎｂｏ　Ｈｅ，Ｚｈｅｎｇｍｉｎｇ　Ｚｈａｏ，Ｌｉｑｉａｎｇ　Ｙｕａｎ，ｅｔ　ａｌ．ＡＤＣ－ｌｉｎｋ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｃｈｅｍｅ　ｆｏｒ　Ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ

Ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ＰＶ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ｃ］．Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｖｅｒ－

ｓｉｏｎ　Ｃｏｎｑｒｅｓｓ　ａｎｄ　Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＥＣＣＥ），２０１１，２７

（１１）：４７１１　４７２２．

［４０］　Ｊｉａｎｇ　Ｓ，Ｃａｏ　Ｄ，Ｌｉ　Ｙ，ｅｔ　ａｌ．Ｇｒｉｄ－Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　Ｂｏｏｓｔ－Ｈａｌｆ－Ｂｒｉｄｇｅ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　Ｍｉｃｒｏ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｕ－

ｓｉｎｇ　Ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｐｏｗｅｒ

Ｐｏｉｎｔ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０１１，２７

（１１）：４７１１　４７２２．

［４１］　Ｒｉｌｅｙ　Ｄ　Ｍ，Ｖｅｎａｙａｇａｍｏｏｒｔｈｙ　Ｇ　Ｋ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　ａ　Ｇｒｉｄ－Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　Ｓｙｓ－

ｔｅｍ　Ｕｓｉｎｇ　ａ　Ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ　Ｎｅｕｒａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ［Ｃ］．Ｐｒｏ－

ｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｉｎｔ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｎｅｕｒａｌ

Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｊｕｌｙ　３１－Ａｕｇｕｓｔ　５，２０１１．

［４２］　Ｂａｌａｔｈａｎｄａｙｕｔｈａｐａｎｉ　Ｓ，Ｅｄｒｉｎｇｔｏｎ　Ｃ　Ｓ，Ｈｅｎｒｙ　Ｓ　Ｄ，ｅｔ　ａｌ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ａ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　Ｓｙｓ－

ｔｅｍ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　ａ　Ｈｉｇｈ－Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　Ｃａｓｅ　Ｓｔｕｄｙ

［Ｊ］．Ｓｙｓｔｅｍ　Ｊｏｕｒｎａｌ，２０１１，６（２）：２１３　２１９．

收稿日期：２０１２－０５－０９

作者简介：

艾　欣（１９６４－），男，博士生导师，教授，研究方向为电力系统分析运行与控制、微网及智能电网；

韩晓男（１９８８－），女，硕士研究生，研究方向为新能源发电、智能电网、电力系统分析与控制。

（责任编辑：杨秋霞）

７

第１期艾　欣等：光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望

现代电力，２０１３，３０（１）　ｈｔｔｐ：∥ｘｄｄｌ．ｎｃｅｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｄｄｌ＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍ

(完整版)@国内外光伏发电发展现状及前景

国内外光伏发电发展现状及前景 《邓州市鑫园光伏电力开发有限公司》与国内知名专家对世界光伏产业现状及发展趋势的调查： 自1839年发现“光生伏打效应”和1954年第一块实用的光伏电池问世以来，太阳能光伏发电取得了长足的进步，但是它的发展仍然比计算机和光纤通讯要慢得多。1973年的石油危机和20世纪90年代的环境污染问题大大促进了太阳能光伏发电的发展。随着人们对能源和环境问题认识的不断提高，光伏发电越来越受到各国政府的重视，科研投入不断加大，鼓励和支持光伏产业发展的政策也不断出台。以1997年美国总统克林顿的“百万太阳能光伏屋顶计划”为标志，日本还有欧洲的德国、丹麦、意大利、英国、西班牙等国也纷纷开始制定本国的可再生能源法案，刺激了光伏产业的高速发展。 2000年以来，全球光伏产业连续6年以30%~~60%以上的速度增长，2002年全球光伏电池产量为560MW/a，到2003年已高达750MW/a,增长了34%。2004年开始，德国对可再生能源法进行了修订，新的补贴法案促成了德国光伏市场随后的爆发，随之而来的是发达国家间新一轮的政策热潮和全球光伏市场的更高速膨胀。2004年世界光伏电池年产量达到1256MW，年增长率高达68%，2005年产量达1818MW，增长率仍有45%（图1-2），2006年，美国加州州长施瓦辛格提出了要在加州实施“百万个太阳能屋顶计划”，在未来10

年内建设3000MW光伏发电系统的提案，这象征着美国光伏政策的新纪元的到来。正是由于欧洲、日本和美国强有力的政策推动，全球太阳能光伏发电系统市场才呈现出今天欣欣向荣的景象，太阳能光伏发电的前景无限光明（图1--3~~图1--7）。

太阳能光伏发电技术现状及改进措施

太阳能光伏发电技术现状及改进措施 发表时间：2019-04-29T17:17:47.357Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：张立 [导读] 摘要：在环境污染变得日益严重以及化石燃料资源逐渐枯竭的今天，新能源以其开发潜力大和无污染性成为化石能源的理想替代品。 中国石油天然气股份有限公司云南销售分公司 摘要：在环境污染变得日益严重以及化石燃料资源逐渐枯竭的今天，新能源以其开发潜力大和无污染性成为化石能源的理想替代品。太阳能就是一种理想的替代品，主要是太阳能的可再生性和无污染性是应对当今社会环境问题的有效解决途径。因此许多国家都加大了对太阳能光伏发电技术的研究，并出台相关鼓励政策来促进太阳能产业的发展，太阳能光伏发电在此背景下发展迅速。基于此，文章针对太阳能光伏发电技术现状及改进措施进行了分析，以供参考。 关键词：太阳能光伏发电技术；现状；改进措施 1导言 太阳能是洁净、可再生能源，是传统化石能源最为重要的替代能源之一。随着我国各项技术的不断进步以及政府扶持力度的增大，我国光伏产业将迎来飞速发展新时期。相信不久的将来，随着科技的进一步发展，太阳能光伏发电系统能像网络一样，走进千家万户，成为我国电力供应不可或缺的重要部分。 2太阳能光伏发电系统的特点与内涵 太阳能光伏发电系统是指运用系统论的基本思想方法，把光伏发电系统视为一个复杂多变的系统，此系统具有的特点是太阳能光伏发电是一种清洁高效的发电方式，具有不受地面布局和高度落差等地理因素的影响，电能转换过程简单，无废弃污染物排放的特点，应用广泛，是传统化石能源的理性替代品。在这里我们将光伏发电系统按照产生电能的流程划分为：太阳能电池板采光、光生伏打效应变光，最大功率点跟踪系统用光，电能经逆变器馈入电网等四大子系统，通过四大子系统的相互作用及有机运行，实现对太阳能的高效利用。 3太阳能光伏发电技术现状 太阳能电池的低转化率是国内外普遍存在的问题，目前最高转化率是31．1%，而且也是在试验阶段；多晶硅原料冶金硅80%产自我国，但我国的国内消耗量只占冶金硅开采中的一小部分，其余全部出口，这也与我国没有自主核心技术，无法消耗如此大产量，而且制造的产品的质量也得不到保证；现阶段我国太阳能光伏产业发展迅速，但始终存在“两头在外”的畸形产业机构。也就是我国生产的太阳能电池组件大部分用于出口国外，这些出口于国外的太阳能电池组件正好也是我国国内紧缺的资源，这就意味着我国在消耗大量能源资源且污染环境的同时却给国外输送绿色无污染的能源；在太阳能光伏发电中，功率输出的大小至关重要，但我国光伏发电产业对最大功率点跟踪系统的技术应用还存在不足；光伏发电所产生电能馈入电网时造成稳定性问题。由于光伏发电属于分布式电源的一种，随机性和扰动性大的特点导致其馈入电网会造成系统的稳定性降低，从而影响整个电网的可靠性。 4太阳能光伏发电技术改进措施 4.1利用高功率密度逆变升压设备，减少设备和材料的使用量 从光伏发电站工作的经验中来看，增加逆变器的效率提高和功率的增大，这两个方面的增加在度电成本方面就会有着下降，最高能够下降到3%到5%，形成这种效果的主要原因中主要是使用了大功率的逆变器，这种设备的使用引起相应关联材料配置发生变化。比如，在逆变器的前端，不管是增大输入的电流还是提升输入的电压，在汇流设备和电缆中都会降低电量；在逆变器的后端，不断地增大变压器的功率密度。这样的变化就会引起很大的连锁反应，在高压电缆使用电量中、监控点数中、发电单元站房数量中、高压开关设备数量中、土建工程量中，都会有着减少，这种减少就会降低度电的成本。因此在选择的逆变器中，需要选择一些有着优质质量的产品，这样它的优势就更加地突显。在现在的研究中主要是对安全可靠的大功率逆变器进行研究，在未来的研究中主要的发展方向就是高功率密度逆变器升压器。 4.2构建准确稳定的最大功率点跟踪系统用光子系统 在太阳能光伏发电系统的体系中，光伏阵列的输出功率尤为重要，但输出功率不仅与光伏阵列的内部性能有关，还与外界环境如环境的温度和太阳光照的强度等主要干扰因素呈现非线性关系。而使光伏阵列无论外界条件怎样变化，都能始终工作在最大功率附近的过程就叫做最大功率点跟踪。因此，必须要建立准确且稳定的最大功率点跟踪系统用光子系统，进而实现综合性的光伏发电系统的信息传送、交流、反馈和控制平台，增强信息传递效率和质量，确保光伏发电控制系统第一时间掌握最新的变化信息，并第一时间作出相应的处置，从而实现准确且稳定地追踪最大功率点。 4.3利用科学技术对板阵直流集电线路优化，减少线缆用量和线路的损耗 光伏的组件在光伏发电系统中，这个部分是主要的部件，光伏发电站要想实现发电的功能，就需要一定量的光伏组件来实现，光伏组件在设计安装的过程中，需要根据不同的要求进行并联和串联，这些排列实现发电的功能，在现在的新建光伏发电站中，随着建造的规模越来越大，核心部件中的电池组串也在不断的增加，就需要更多的支架来安装这些电池组串。这样就形成了不同板阵的电池组串，这些组串都需要和汇流箱连接在一起，连接需要使用导线，导线使用的量和组串的引出方式有着关联，还和汇流箱安置的地方有着直接的关系。工作中获得经验证明，在使用的导线越短，产生的损耗越少，度电的成本就会更低。但是，从实际的工作经验来看，线缆最短的组串引出方式可能并不适合整体的汇流方案，也就是说实际所需要线缆可能更长，因为发电单元中逆变升压设备的安装位置同样会对线缆长度造成影响，并且汇流的支路也不宜过多，受多方面因素的影响，很难通过简单的判断和计算来确定最佳的方案。 汇流的支路也不是越多越好，在安装的过程中还需要综合的考虑发电单元中逆变升压设备的位置，只是简单的计算和判断是无法获得最佳的方案。为了获得优化的规划布局方案，就需要使用现在的科学技术，使用电脑的仿真模仿技术进行设计，根据出线的规划和设定的汇流方案，使用电脑对各种方案中的损耗和电缆的长度实行模拟计算，要求设计的方案要尽可能的多，这样选出方案才有着最优性。使用电脑的仿真设计技术，可以有效地解决好因为人工设计中出现的偏差问题，而且使用电脑设计，在人工成本设计中就会减少，还有就是在线缆的使用率中获得了节约，把线路的损耗降到了最低。 5结论 总之，在太阳能光伏发电中，需要使用好光能，把它有效的转换为电力提供给人们使用。因此在对发电站的设备中，就需要采用一些

2019年全国光伏发电并网运行情况

2019年全国光伏发电并网运行情况 据行业统计，2019年全国新增光伏发电装机3011万千瓦，同比下降31.6%，其中集中式光伏新增装机1791万千瓦，同比减少22.9%；分布式光伏新增装机1220万千瓦，同比增长41.3%。光伏发电累计装机达到20430万千瓦，同比增长17.3%，其中集中式光伏14167万千瓦，同比增长14.5%；分布式光伏6263万千瓦，同比增长24.2%。 从新增装机布局看，华北地区新增装机858万千瓦，同比下降24.0%，占全国的28.5%；东北地区新增装机153万千瓦，同比下降60.3%，占全国的5.1%；华东地区新增装机531万千瓦，同比下降50.1%，占全国的17.5%；华中地区新增装机348万千瓦，同比下降47.6%，占全国的11.6%；西北地区新增装机649万千瓦，同比下降1.7%，占全国的21.6%；华南地区新增装机472万千瓦，同比下降5.1%，占全国的15.7%。 2019年全国光伏发电量达2243亿千瓦时，同比增长26.3%，光伏利用小时数1169小时，同比增长54小时。全国弃光率降至2%，同比下降1个百分点，弃光电量46亿千瓦时。从重点区域看，光伏消纳问题主要出现在西北地区，其弃光电量占全国的87%，弃光率同比下降2.3个百分点至5.9%。华北、东北、华南地区弃光率分别为0.8%、0.4%、0.2%，华东、华中无弃光。从重点省份看，西藏、新疆、甘肃弃光率分别为24.1%、7.4%、4.0%，同比下降19.5、8.2和5.6个百分点；青海受新能源装机大幅增加、负荷下降等因素影响，弃光率提高至7.2%，同比提高2.5个百分点。 2019年光伏发电并网运行统计数据

中国光伏发电的现状和展望

中国光伏发电的现状和展望 一、中国光伏发电的战略地位 1.1 中国的能源资源和可再生能源现状和预测； 无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10％。图一给出了世界和中国主要常规能源储量预测。 从长远来看，可再生能源将是未来人类的主要能源来源，因此世界上多数发达国家和部分发展中国家都十分重视可再生能源对未来能源供应的重要作用。在新的可再生能源中，光伏发电和风力发电是发展最快的,世界各国

都把太阳能光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向。根据欧洲JRC 的预测，到2030年太阳能发电将在世界电力的供应中显现其重要作用，达到10%以上，可再生能源在总能源结构中占到30％；2050 年太阳能发电将占总能耗的20%，可再生能源占到50％以上，到本世纪末太阳能发电将在能源结构中起到主导作用。图二是欧洲JRC 的预测。 中国是一个能源生产大国，也是一个能源消费大国。2003 年能源消费总量约为16.8 亿吨，比2002 年增长13%，其中：煤炭占67.1%、石油占22.7%、天然气占2.8%、水电等占7.3%，石油进口达到9700 万吨。由于能源需求的强劲增长，煤炭在能源消费结构中的比例有所提高，比2002 年提高1 个百分点。图三给出了我国2003 年一次能源消费构成。

我国政府重视可再生能源技术的发展，主要有水能、风能、生物质能、太阳能、地热能和海洋能等。我国目前可再生能源的发展现状如下： 水能：我国经济可开发的水能资源量为3.9 亿千瓦，年发电量1.7 万亿千瓦时，其中5 万千瓦及以下的小水电资源量为1.25 亿千瓦。到2003 年底，我国已建成水电发电装机容量9000 万千瓦，其中小水电容量3000 万千瓦。 风能：我国濒临太平洋，季风强盛，海岸线长达18000 多公里，内陆还有许多山系，改变了气压的分布，形成了分布很广的风能资源。根据全国气象台风能资料估算，我国陆地可开发装机容量约2.5 亿千瓦，海上风能资源量更大，可开发装机容量在7.5 亿千瓦,总共可开发装机容量10 亿千瓦。目前全国已建成并网风力发电装机容量57 万千瓦，此外，还有边远地区农牧民使用的小型风力发电机约18 万台，总容量约3.5 万千瓦。

试分析我国光伏发电的现状和未来前景

试分析我国光伏发电的现状和未来前景 摘要：当今时代，人们的日常生产生活离不开电力的支持。而电力的来源目前 大多是依靠煤炭等资源进行火力发电，随着人们思想认识的层次逐渐升高，人们 开始认为通过这些不可再生能源进行发电已不是长久之计，不仅会消耗大量的地 球资源，也会产生巨大的环境破坏效果，所以运用太阳能等新型清洁资源就成为 了未来电力发展的主要依靠手段。目前的太阳能光伏发电站正在不断地发展壮大，光伏并网发电必定在未来的电力发展中占据主导位置。本文主要针对太阳能如何 进行光伏发电进行了说明，并且讨论了现阶段我国以及世界的光伏电站工作状态，最后根据光伏发电站的发展趋势对未来进行了展望。希望太阳能光伏发电系统将 为世界带来更大的福祉。 关键词：电力；太阳能；光伏发电； 相对来说，太阳是一个热量大、寿命长，对于地球有着重要影响的星体。光 伏电站正是利用了太阳传递到地球的光辐射而收集太阳能，进而转变为电能，主 要优点包括资源储量庞大、资源易获取、污染小、施工简单、光伏发电系统比较 稳定等。作为一种可再生的清洁能源，太阳能发电将会随着科学技术的发展变得 越来越普及，可以缓解巨大的能源短缺问题，改变社会的能源结构，为整个人类 社会甚至自然环境带来更加积极地变化，实现社会的可持续发展。 1太阳能光伏电站的工作方式 光伏发电是通过各种元器件的相互作用而形成的能量转化系统。其中太阳能 光伏发电主要的工作元件就是太阳能电池板，通过接收辐射到地球表面的太阳光，经过太阳能电池板半导体界面的光生伏特效应进而把太阳能转化为电能。通常情 况下，只要可以接收到太阳的光辐射就可以源源不断地产生电压和电流。此外， 相对于一些传统的发电方式，光伏电站不需要机械传动部件，可以直接实现太阳 能到电能的转换，并且太阳能电池更加便于安装和运输，为光伏电站的建立提供 了很强的灵活性。只要光伏电站的施工符合科学标准，也可以延长蓄电池和晶体 硅太阳能的使用寿命，为整个光伏电站的长久稳定提供了必要条件。 1.1太阳能光伏发电站基本组成部分 光伏电站的发电系统一般是由几个部分元器件组成的，其中主要包括： ①太阳能电池方阵：太阳能电池是光伏发电系统基本构成单位，通过收集太 阳光辐射在太阳能电池的两端分别产生异号电荷，从而产生电动势，获得电压， 实现了太阳能到电能的转化。通过太阳能电池的群组方阵可以产生足够量的电能，进而传递到蓄电池部分储存电能，以供发电站完成日常工作。 ②蓄电池组：蓄电池组存在的目的在于储存太阳能电池产生的电能，通常情 况下，蓄电池组要在光伏发电站需要的情况下随时供给电能。 ③太阳能控制设备：作为光伏电站发电系统的核心控制枢纽，需要对蓄电池 接收太阳能电池组的充电以及蓄电池对于逆变器的供电进行实时监控。 ④逆变器：主要是将太阳能电池转化的直流电再次转变为人们生产生活可用 的交流电。 1.2当前太阳能光伏发电不同的供电方式 随着太阳能光伏发电系统的进步，现今阶段大致可以将其分为独立光伏系统 和并网光伏系统。 通常情况下，对于独立光伏系统来说，应用在不能进行并网光伏发电的区域

太阳能光伏发电的现状与前景

太阳能光伏发电的现状与前景.txt心脏是一座有两间卧室的房子，一间住着痛苦，一间住着快乐。人不能笑得太响，否则会吵醒隔壁的痛苦。本文由haitaohuahua贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 太阳能光伏发电研究现状与发展前景探讨 可再生能源,包括太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等,是取之不尽、用之不竭、清洁环保、免费使用的能源,也是世界上最终可依赖的初级 [1] 能源。太阳能是一种清洁的可再生能源。太阳能开发利用的巨大潜力推动着太阳能光伏发电技术不断向前发展。 1893 年,法国科学家贝克勒尔发现“光生伏打效应” , 即“光伏效应”。1930 年,朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳能电池”,使太阳能变成电能。1954 年,恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶太阳能电池。同年,韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成了第 1 块薄膜太阳能电池。随着世界经济的不断发展,全球能源短缺、环境污染等问题日益严重,可再生能源的应用受到了各国的普遍关注。太阳能光伏发电作为可再生能源利用的重要组成部分,得到了众多国家政府的大力扶持。20 世纪 70 年代以来,美国、德国、日本等国政府陆续出台相关政策,加大太阳能光伏发电产业的发展力度,使得世界光伏发电产业高速发展。 1997—2007 年,太阳能电池的产量由 125.8MW(该功率为峰值功率,下同)增加到 4 000. 05MW,年平均增长率高达 41.3%。根据欧盟联合研究中心的预测,到 2030 年太阳能光伏发电在世界总电力供应中将达到 10%以上, 到 2040 年这一比例将达到 20%以上,在不远的未来将成为世界能源供应的主体。 [2] 1 太阳能光伏产业的发展现状 在技术进步和相关鼓励政策的双重推动下,太阳能光伏产业自 20 世纪 90 年代后期进入了快速发展时期。截止 2007 年底,世界累计生产了 12. 64GW 太阳能 [3] 电池,由此推断,光伏发电的实际总装机应该接近 12GW 。欧洲光伏市场是世界最大的光伏市场,而且在持续增长。其中,德国光伏市场份额全球最大, 2006 年占 51. 0%, 2007 年占 46. 99%。亚洲光伏市场近几年有所萎缩(主要由于亚洲拥有最大光伏市场的日本结束了光伏补贴政策,导致市场发展滞后),我国光伏市场份额更小。2006 年、2007 年亚洲太阳能电池产量约占世界电池产量的 65%。由此可见,亚洲是太阳能电池的主要生产和输出地区。亚洲的太阳电池生产主要集中在中国大陆、中国台湾和日本。2007 年中国大陆太阳能电池产量达到 1 088MW,占全世界太阳能电池产量的 27. 2%。从产量看,我国已经成为太阳能电池的第一生产国。 2 太阳能光伏发电的原理 光伏发电的基本原理如图 l 所示。半导体材料组成的 PN 结两侧因多数载流子(N 区中的电子和 P 区中的空穴)向对方的扩散而形成宽度很窄的空间电荷区 w, 建立自建电场 Ei。它对两边多数载流子是势垒,阻挡其继续向对方扩散,但它对两边的少数载流子(N 区中的空穴和 P 区中的电子)却有牵引作用,能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时,少数载流子极少,难以构成电流和输出电能。但是, 当太阳光照射到 PN 结时,如图 l(a)、(b)所示,以光子的形式与组成 PN 结的原子价电子碰撞,产生大量处于非平衡状态的电子-空穴对,其中的光生非平衡少数载流子在内建电场Ei 的作用下,将 P 区中的非平衡电子驱向 N 区,N 区中的非平衡空穴驱向 P 区,从而使得N 区有过剩的电子,P 区有过剩的空穴。这样在 PN 结附近就形成与内建电场方向相反的光生电场 Eph。光生电场除一部分抵消内建电场外,还使 P 型层带正电,N 型层带负电,在 N 区和 P 区之间的薄层产生光生电动势。当接通外部电路时,就会产生电流,输出电能。当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起构成光伏阵列,就会在太阳能作用下输出足够 [4] 大的电能。 3 太阳能光伏发电的几个关键问题

国内外光伏发电发展现状及前景

研究光伏发电发展现状及前景 摘要 2000年以来，全球光伏产业连续6年以30%~~60%以上的速度增长，2002年全球光伏电池产量为560MW/a，到2003年已高达750MW/a,增长了34%。2004年开始，德国对可再生能源法进行了修订，新的补贴法案促成了德国光伏市场随后的爆发，随之而来的是发达国家间新一轮的政策热潮和全球光伏市场的更高速膨胀。随着全球经济化和世界人口的发展要求更多的能源来满足经济和人口发展的需要。但石油、煤炭等不可再生能源储量的不断减少，新能源还在探索阶段，同时对太阳能电池板生产工艺和太阳能组件的加工流程进行描述，并对未来我国太阳能发电进行了展望。 关键词：能源危机，光伏发电，单晶硅，太阳能电池板 英文题目

The current situation and the future photovoltaic power generation Every revolution in the world are closely related with energy. As the global economic and the world population development requires more energy to meet the needs of the development of economy and population. But oil, coal and other non-renewable energy reserves, new energy is dwindling in exploration stage, plus fossil energy exploitation improper, will cause the energy crisis. This paper summarizes the current status quo, the global energy for power and solar power, and in recent years the ease of solar photovoltaic power generation of state strongly support, showed the importance of photovoltaic power generation with good prospect, introduces in detail the monocrystalline silicon solar energy cell production process and production process, discusses the nanometric simultaneously on the solar panels production process and solar energy components processing flow description, and the future was prospected in solar power. KEY WORDS:The energy crisis, photovoltaic energy, monocrystalline silicon, solar panels 目录 一、国内能源危机……………………………………………… 二、光伏发电对能源的缓解……………………………………. 三、国内太阳能的发展……………………………………….. 四、世界光伏发电的高速发展主要表现………………………

中国光伏产业发展现状与展望

中国光伏产业发展现状与展望 光伏制造是我国为数不多的具有国际竞争力的新兴产业之一，中长期前景广阔。随着全球市场竞争的不断加剧，光伏产业普遍出现产能过剩、核心技术缺失、依赖政府扶持、忽略品牌建设、缺乏战略思维等问题，在很大程度上阻碍了光伏产业的稳健发展。本文分析了我国光伏产业发展的现状，指出了光伏产业的发展策略，以期为光伏企业发展提供借鉴与参考。 标签：光伏产业；发展现状；展望；对策 1.光伏产业发展现状 1.1产业链中游产能集中，光伏产业呈现“两头小，中间大”的格局 由于太阳能电池的生产及组件封装属于劳动密集型产业，对技术没有过高的要求，进入门槛低，因此中游企业发展迅猛。而产业链上游的多屏，硅在短暂的迅速发展后，速度明显放缓并出现了负增长，已无法满足中游产业生产的需要，需大规模从国外进口；下游的太阳能电站新增装机量虽然发展势头良好，在一定程度上消化了部分过剩产能，但仍然无法改变我国光伏产业不协调发展的格局。 1.2产能过剩问题严重 由于光伏产业在各级政府的政策扶持下大肆擴张，企业投资者一哄而上，一时间“光伏基地”遍地开花。由于产能快速扩张，行业陷入无序竞争状态，导致我国光伏产品产能过剩问题不断加剧。虽然近几年光伏制造业市场小幅回暖，但是整体产能依然过剩，光伏制造业正由绝对过剩向结构性过剩转化。 1.3出口规模增加，国际贸易摩擦不断 由于我国光伏产品产量与出口迅速增加，使得产品价格快速下降。2011年以来，关国和欧洲等国家为保护本国的光伏产业，相继对我国光伏产品发起频繁的“双反”调查，设置贸易壁泉，打压我国光伏产业，国际贸易争端持续不断。在产品价格下行和贸易壁泉的双重影响下，我国光伏制造企业遭受重创，不少企业资不抵债而破产。尽管近几年市场逐渐回暖，但是我国光伏企业在海外市场的发展却不容乐观。国际贸易保护主义挑战不断，欧关双反仍然持续，印度也于2017年7月发出公告，对来自我国进口的光伏电池及组件进行反倾销调。种种贸易摩擦使我国未来出口贸易充满了太多的不确定性。 1.4中小光伏企业发展困难 近年来，全国360个城市当中有将近一半的城市把发展目光锁定在光伏产业上，并提出了建设千亿级光伏产业园区的目标，盲目扩大项目投资，终将导致产品价格下滑、产能资源过剩等问题，进而丧失市场主动权。一些不具备竞争力或

太阳能光伏产业发展现状

太阳能光伏产业的发展现状 ——中利腾晖光伏战略研发中心太阳能利用技术指太阳能的直接转化和利用技术。把太阳辐射能转换成热能并加以利用属于太阳能热利用技术；利用半导体器件的光伏效应原理把太阳能转换成电能称为太阳能光伏技术。 上世纪50年代第一块实用的硅太阳电池的问世，揭开了光电技术的序幕，也揭开了人类利用太阳能的新篇章。世界光伏组件生产最近10年的平均年增长率超过25%，最近5年的年平均增长率约40%，可看出，世界光伏产业呈快速发展势态，成为世界发展最快的新兴产业之一。 在光伏产业方面，各国一直通过扩大规模、提高自动化程度、改进技术水平、开拓市场等措施降低成本，并取得了巨大进展。太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。 社会在发展，与此同时，全球能源危机也越来越严重，煤炭、石油价格在上涨，煤炭和石油正面临枯竭。在这种情况下，人们有理由大力开拓可再生能源，比如太阳能。太阳能光伏产业有无可比拟的优点：如清洁性、安全性、广泛性、长寿命和免维修、实用性、资源的充足性及潜在的经济性等。 2010年我国新增272MW的光伏发电项目，此外，2010年国家有关部门宣布在全国建立13个光伏发电集中应用示范区，以此为推动中国光伏产业的应用。尽管国内外光伏市场出现了很多不利因素，但是国内光伏企业产量仍然保持增长势头。海南英利光伏产品出现供不应求状态，今年一季度共完成光伏组件产量126.38兆瓦，实现销售收入6.73亿元，同比增长79.47%。3月，中利腾晖光伏的美国子公司宣布与位于美国新泽西州的太阳能开发商签署了太阳能组件供应合同。 就整个光伏产业来说，光伏产能的过剩严重影响着光伏组件的销售价格，许多光伏企业产商正在进行准备工作，以便使今年的单元产能较去年增加50%以上。但是，众多迹象显示，今年的需求只会增加25%左右，此外，如果上游多晶硅价格松动，全产业链 1 / 1

光伏发电技术现状_存在问题及对策_史冬云

光伏发电技术现状、存在问题及对策 Phot ovolt aic Pow er GenerationT echnology and Its Current St at us, Problems and Count er -measurements 史冬云1,刘劲松2,白晓威 3 (1.吉林省电力有限公司电力科学研究院,长春　130021;2.大唐长山热电厂,吉林　松原　131109; 3.国电吉林龙华吉林热电厂,吉林　吉林　132021) 摘　要:根据“十二五”规划纲要提出发展新兴战略产业布局,新能源作为七大新兴战略产业之一,其中的太阳能开发利用最具发展潜力,国内太阳能发电产业发展规划显得尤为重要。在介绍光伏发电和光热发电的基本原理,以及国内光伏发电现状的基础上,指出目前国内光伏发电产业存在的资本大量涌入,产能迅速提高并趋于过剩的问题,提出应采取宏观调控、政策引导、重点扶持等相应对策。关键词:光伏发电;光热发电;太阳能发电 Abstract :Ba sed o n the str ategy ar rang ement fo r a rising indust ries based on the 12th five-year plan outline,so lar energ y is the most potentia l one fo r developing and utilizatio n s one o f t he seven new ener g y .T he planning of do mestic solar ener gy industr y is mor e impor tant.T his pa per intr oduces the basic pr inciples and pr esent st atus of pho to voltaic po wer gener atio n and solar ther mal pow er g enerat ion .It is point ed out that w ith the cr ow ding into of for eig n capitals,,the pr oduct ion ca pacit y fast incr eases and may cause surplus.Cor r espo nding counter -measurements including macro adjustment and contr ol ,policy guidance and giv ing specia l suppo rt s have been pro po sed . Key words :pho tov oltaic pow er gener atio n ;solar t her mal po w er g ener ation ;so lar energ y g ener ation 中图分类号:T M 615 文献标志码:A 文章编号:1009-5306(2011)06-0024-03 收稿日期:2011-10-15 作者简介:史冬云(1969-),女,高级工程师,从事电力行业科技信息工作。 随着煤、石油等化石燃料资源的逐渐枯竭,传统发电方式需要新的绿色能源来代替。2011年3月日本大地震造成的核电危机,迫使世界各有核电国家不得不重新审视其核电发展战略;水力发电由于受到资源和季节性限制,一定程度上制约了进一步发展;而风力发电存在并网接入稳定性差等问题,短期内也很难形成一定的规模。在这种情况下,太阳能发电越来越受到重视。 中国太阳能资源非常丰富,理论储量达年1.7×1012 t 标准煤,太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。南北和东西距离均在5000km 以上,大多数地区年平均日辐射量在4(kW ?h)/m 2 以上,西藏日辐射量最高达7(kW ?h)/m 2 ,年日照时间大于2000h 。与同纬度的其他国家相比,与美国接近,比欧洲、日本优越得多,拥有巨大的开发潜能,具有得天独厚的自然条件。太阳能发电分为光伏发电和光 热发电。通常太阳能发电多指太阳能光伏发电。 1　太阳能发电技术 1.1　光伏发电技术1.1.1　基本原理 光伏电池由Si 等半导体材料制成。当太阳光照射电池时,有一部分光会被半导体材料吸收,吸收的光能将传给半导体导致电子逸出并自由流动。同时施加一个或多个电场,可以迫使由光吸收并释放的电子以一定方向流动形成电流,通过在光伏电池的顶部和底部安放金属触点,可以将电流引出以供 使用。 1.1.2　系统组成 光伏发电系统由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜和太阳跟踪控制系 ? 24?

太阳能光伏发电的现状与发展

太阳能光伏发电的现状与发展 摘要： 太阳能光伏产业近年来发展迅速，从大型的光伏发电机组到太阳能光伏电池，各国对光伏产业的重视程度也日益上升；光伏发电的原理与应用；总结了光伏发电的成本；预测了国内外光伏产业的现状与发展趋势。 前言: 传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出。全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构。丰富的太阳能是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。其中，光伏发电是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。从美国贝尔实验室第一块结晶体硅太阳电池的产生，到现在国防、民用的大量应用，近几年国际上光伏发电快速发展，世界上已经建成了多座兆瓦级光伏发电系统。 光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。光伏发电系统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统：独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，典型特征为需要蓄电池来存储能量，并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式，成为电网的补充。 国内外研究现状： 国内 中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。 我国太阳能资源非常丰富，从全国太阳年辐射总量的分布来看，青藏高原和西北地区、华北地区、东北大部以及云南、广东、海南等部分低纬度地带均为太阳能资源丰富或较丰富的地区。 我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔。第一，我国有荒漠面积100余万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区，如果利用荒漠安装并网太阳能发电系统则可以提供非常可观的电量。第二，太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，具有良好的经济效益。第三，迄今我国边远地区仍有较多居民尚未用电，如果单纯依靠架设电网供电，则成本高，建设周期长，不经济。太阳能发电无需架设输电线路，且建设周期短，可以有效解决边远地区用电的难题。 我国政府对太阳能产业也给予了充分的扶持。2006年1月，《中华人民共和国可再生能源法》正式实施，此法在资源调查与发展规划、产业指导与技术支持、推广与应用、价格管理与费用分摊、经济激励与监督措施、法律责任等方面做出了规定。随后，国家又陆续出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》、《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》等支持可再生能源发展的实施细则，使国家在可再生能源领域方面的扶持政策日趋明朗化。这一系列法律、政策无疑有力的支持了我国太阳能发电产业的发展。 近20年来，我国太阳能发电产业长期维持在全球市场1%左右的份额。2005

中国太阳能发展现状及其前景

我国太阳能发展现状及其发展前景摘要：能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长，但是化石能源是不可再生的，所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。本文旨在介绍我国太阳能发展的现状及其发展方向。 关键词：太阳能；清洁能源；化石能源；光伏发电；光热转换 0 引言 化石能源是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。而且，化石能源在利用的过程中还会带来一系列的诸如温室效应，粉尘，酸雨等环境问题。而在全球的能源消费结构中化石能源的比例达到87%，在我国，化石能源的比例竟然达到了92%！[1]所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。 1. 太阳能的优点 在诸如风能，水利能，潮汐能，太阳能等各种新型清洁能源中，有很多专家学者都对太阳能青眼有加。 首先太阳能具有普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。其次太阳能有无害害性，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

其次太阳能总量十分巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，而据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年，全世界可开采的化石能源总量相当于33730亿吨原煤，所以可以说太阳能其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 还有最重要的长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。因此，太阳能的大规模开发利用是面向未来，实现可持续发展的必然选择。 2 我国太阳能资源的现状 我国土地辽阔，幅员广大，在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳年辐射为3340MJ/m2~8400MJ/m2，中值为5852MJ/m2。从中国太阳能总量的分布来看，西部地区由于地理位置较好，太阳辐射总量很大。我国各省的太阳能资源分布如下表一所示。[2] 3 我国太阳能的发展现状 目前，我国利用太阳能的方式大多都是太阳能光热转换和光电转换两大种类，例如，太阳热水器、太阳灶、太阳房、太阳能干燥、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能发电及光伏发电系统等。 太阳能光热转换 太阳能光热转换是指将太阳光直接或通过聚光照射于集热器上，使光能直接转化为热能。目前主要用于太阳能热水器和太阳热能发电。 在光热转换方面，截至2007年底，中国太阳能热水器产量达2300万平方米，总保有量达亿平方米，占世界的55％，成为全球太阳能热水器生产和使用第一大国，且拥有完全自主知识产权，技术居国际领先水平。这种迹象表明，我国正在

“农光互补”光伏项目发展现状及未来趋势

“农光互补”光伏项目发展现状及未来趋势 一、光伏与“农业”的背景 随着农业生产条件的改善，农业技术的推广应用，以及惠农政策的实施，农民的种植意识大大改善。二十一世纪的农业，将是绿色农业的革命，食品的安全性越来越受到政府和百姓的关注，社会在倡导绿色农业、绿色无公害产品之时最需要关注的应该是其根本。生态农业是指在保护、改善农业生态环境的前提下，遵循生态学、生态经济学规律，运用系统工程方法和现代科学技术，集约化经营的农业发展模式。生态农业是一个农业生态经济复合系统，将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来，以取得最大的生态经济整体效益。它也是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业，又是农业生产、加工、销售综合起来，适应市场经济发展的现代农业。 农光互补也称光伏农业，是利用太阳能光伏发电无污染零排放的特点，既具有发电能力，又能为农作物、食用菌及畜牧养殖提供适宜的生长环境。 二、“农光互补”顺势发展的原因 1、满足农作物生长需要 农作物生长需要的光与光伏发电需要不同的光波，光伏日光温室能够实现发电种植两不误。由于太阳能电池组件会造成一定的遮光，每个大棚可根据不同农作物对光的需求，采用不同的装机容量设计，满足植物光合作用对光的需求。 太阳能电池组件还能阻隔部分紫外线，反射昆虫繁殖需要的蓝紫光，可有效减少种植作物病虫害，减少农药使用量，提高种植作物品质和产量，是利用高新科技打造绿色生态农业的新模式。 2、提高土地利用率，降低光伏产业成本的需要 传统方式建设光伏电站，一般为工业用地，成本高且不符合政府合理利用资源的方针。而利用农“农光互补”项目，提高了土地利用率，符合国家倡导的绿色环保农业趋势。目前，国家大力支持发 页脚内容1

光伏并网发电系统发展前景精编

光伏并网发电系统发展前 景精编 Lele was written in 2021

题目：光伏并网发电系统应用与发展前景 专业：应用物理学 班级： 姓名： 完成日期： 摘要：本文在介绍光伏并网发电的基础上，总结了我国光伏太阳能发展的概况，并分析其发展前景和发展障碍，旨在进一步推广这种新型能源的应用。

关键词：太阳能光伏并网发电应用前景 目录 1引言 2光伏并网系统应用现状 3国内外产品比较 4光伏并网系统市场前景 5主要技术瓶颈 6国际市场前景 7国内市场前景 8结束语 9致谢 10参考文献 1引言 随着人类社会的发展，能源的消耗量正在不断增加，世界上的化石能源总有一天到达极限。同时，由于大量燃烧化石能源，全球的生态环境日益恶化，对人类的生存和发

展造成巨大威胁。在这样的背景下，太阳能作为可持续再生能源，引起人们的重视。而在我国，光伏系统的应用才刚刚起步，市场状况尚不明朗。针对这样的情况，本文针对今后发展前景广阔的并网发电系统。分析了目前光伏市场的瓶颈并预测了未来光伏发电的前景。相信作为当今发展速度最快的高新技术之一，太阳能光伏发电技术，特别是光伏并网发电技术将为今后的电力工业以及能源结构带来革命性变化。 2光伏并网系统的应用现状 目前，全球的光伏市场正处于稳定增长的阶段。在国际市场中，光伏已经分为 并网系统合理网系统两大类，1992到2006年并网系统已经达到无可争议的市场主导地位。 几年来，我国光伏产业发展十分迅速，光伏电池年产量已居世界第一，而与之相比较，我国的光伏应用产业发展十分缓慢。以2007年为例，我国当年电池产量达到1088mwp,但国内只安装了20mwp。几乎全部用于出口。可见我国真正的太阳能光伏市场还没有形成。因此，今后较长的时间里我国光伏产业的发展仍然需要政府的扶持。 3 国内外产品比较目前国际光伏发电市场上主要逆变器制造商的市场份额。 全球光伏逆变器公司市场份额

中国太阳能发展现状及其前景

我国太阳能发展现状及其发展前景 摘要：能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长，但是化石能源是不可再生的，所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。本文旨在介绍我国太阳能发展的现状及其发展方向。关键词：太阳能；清洁能源；化石能源；光伏发电；光热转换 0 引言 化石能源是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。而且，化石能源在利用的过程中还会带来一系列的诸如温室效应，粉尘，酸雨等环境问题。而在全球的能源消费结构中化石能源的比例达到87%，在我国，化石能源的比例竟然达到了92%！[1]所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。 1. 太阳能的优点 在诸如风能，水利能，潮汐能，太阳能等各种新型清洁能源中，有很多专家学者都对太阳能青眼有加。 首先太阳能具有普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。其次太阳能有无害害性，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。 其次太阳能总量十分巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，而据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年，全世界可开采的化石能源总量相当于33730亿吨原煤，所以可以说太阳能其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 还有最重要的长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。因此，太阳能的大规模开发利用是面向未来，实现可持续发展的必然选择。 2 我国太阳能资源的现状 我国土地辽阔，幅员广大，在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳年辐射为3340MJ/m2~8400MJ/m2，中值为5852MJ/m2。从中国太阳能总量的分布来看，西部地区由于地理位置较好，太阳辐射总量很大。我国各省的太阳能资源分布如下表一所示。[2] 3 我国太阳能的发展现状 目前，我国利用太阳能的方式大多都是太阳能光热转换和光电转换两大种类，例如，太阳热水器、太阳灶、太阳房、太阳能干燥、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能发电及光伏发电系统等。 太阳能光热转换 太阳能光热转换是指将太阳光直接或通过聚光照射于集热器上，使光能直接转化为热能。目前主要用于太阳能热水器和太阳热能发电。 在光热转换方面，截至2007年底，中国太阳能热水器产量达2300万平方米，总保有量达亿平方米，占世界的55％，成为全球太阳能热水器生产和使用第一大国，且拥有完全自主知识产权，技术居国际领先水平。这种迹象表明，我国正在向太阳能时代迈进！为了促进太阳能热水系统的推广应用，国家制定