光伏并网发电系统的分类及其结构一．可调度式与不可调度式目前常见的光伏并网发电系统，根据其系统功能可以分为两类：一种为不含蓄电池的“不可调度式光伏并网发电系统”；另一种为系统包括蓄电池组作为储能环节的“可调度式光伏并网发电系统”。两者的系统配置示意图如图1和图2所示。可调度式并网光伏系统设置有储能装置，兼有不间断电源和有源滤波的功能，而且有益于电网调峰。但是，其储能环节通常存在寿命短、造价高、体积笨重以及集成度低的缺点，因此，目前这种形式的应用较少。可调度式光伏并网发电系统与不可调度式相比，最大的不同是系统中配有储能环节，通常采用铅酸蓄电池组，其容量可根据实际需要进行配置。在功能上，可调度式系统有一定扩展和提高，主要包括：（1）系统控制器中除了并网逆变器部分外，还包括蓄电池充放电控制器，根据系统功能要求进行蓄电池组能量管理。（2）在交流电网断电时，可调度式系统可以实现不间断电源（UninterruptiblePowerSupply，UPS）的功能，为本地重要交流负载供电。（3）较大容量的可调度式光伏并网发电系统还可以根据运行需要控制并网输出功率，实现一定的电网调峰功能。图.1不可调度式光伏并网发电系统配置示意图1图.2调度式光伏并网发电系统配置示意图虽然在功能上优于不可调度式光伏并网系统，但由于增加了储能环节，可调度式光伏并网系统存在着明显的缺点。这些缺点是目前限制可调度式光伏并网系统广泛应用的主要原因，包括：（1）增加蓄电池组导致系统成本增加。（2）蓄电池的寿命较短，远低于系统其他部件寿命：目前免维护铅酸蓄电池在合理使用下寿命通常为3到5年，而光伏阵列一般可以稳定工作20年以上。（3）废弃的铅酸蓄电池必须进行回收处理，否则将造成严重的环境污染。二．集中式发电与分布式发电根据光伏并网发电系统的规模和集中程度，可以将其分为集中式发电系统和分布式发电系统。集中式发电系统可以看作一个太阳能发电站，其峰值功率可以达到上兆瓦，输出电压等级也较高，可以直接连入中压或高压输电网。例如上世纪90年代在西班牙托莱多建成的兆瓦级太阳能电站，以及1999年在德国慕尼黑建成的与建筑集成的兆瓦级太阳能电站。截止2005年，世界上最大的太阳能电站是安装在德国Espenhain的太阳能电站，装机容量5.5MWP，由约33,500个太阳能电池组件组成，于2004年9月开始正式运行。2图.3位于德国Espenhain的5.5MWP太阳能电站单个分布式光伏并网系统容量较小，一般在几个千瓦以下，目前在美国、欧洲和日本得到广泛应用的户用光伏并网系统（太阳能屋顶系统）都可以归入此类。20世纪90年代以来，美国先后制定和出台了包括国家光伏发展计划、百万太阳能屋顶计划、光伏先锋计划在内的众多光伏发展计划。其中比较著名的是1997年提出的“百万太阳能屋顶计划”。它规划到2010年为100万个美国家庭安装太阳能屋顶，每个光伏屋顶将有3kWP-5kWP的光伏并网系统。在日本，截止2004财年底安装太阳能屋顶的住宅已经达到20万户，其中仅2004财年内就安装了超过5万套户用光伏并网系统。在光伏并网系统的早期应用阶段，其并网发电的主要形式是集中式发电。即通过数量很多的太阳能电池串联、并联后，达到较高的电压和功率等级，然后使用一个较大容量的并网逆变器将电能输送到电网。这种方法带来一些弊端：（1）需要耐直流高压的电缆连接光伏阵列和并网逆变器。（2）各组串联的太阳能电池的特性差异影响集中式太阳能电池最大功率点跟踪的效果。（3）太阳能阵列上串联二极管所带来的损耗。例如，当串联的太阳能电池组件中某一组件被阴影覆盖，这一组件不但不能输出功率，还会成为回路的负载，影响效率的同时还会引起太阳能电池的局部过热。工作中的太阳能电池，某一组件被阴影完全覆盖会导致其内部温度高于环境温度70℃以上，而其他正常工作的组件温度仅高于环境温度22℃左右（环境温度为12℃时），过热会严重影响太阳能电池的寿命。同样，并联的太阳能电池阵列中，某一被阴影覆盖的太阳能电池组件也会影响太阳能电池阵列的整体效率。虽然它本身仍在输出电能，但是整个并联输出的3直流电压会被拉低很多。为了解决直接串并联组成光伏阵列引起的匹配问题，研究人员提出了一种方案，该方案中，每个太阳能电池组件都由一个能量控制电路（GenerationControlCircuit,GCC）来控制，这种控制方法减小了发生局部过热的可能。光伏并网系统的另一种代表性技术方案是“串联型逆变器”（String-Inverter）。即逆变器的输入端为一组串联的太阳能电池组件，从而可以达到较高输入电压。但是，