太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的幾種形式
我們經(jīng)常會(huì)聽到光伏發(fā)電有并網(wǎng)和離網(wǎng)的說(shuō)法，顧名思義，什么是并網(wǎng)呢？并到哪里呢？毫無(wú)疑問(wèn)，就是并到公共電力。并網(wǎng)系統(tǒng)只要并網(wǎng)逆變器即可達(dá)成并網(wǎng)要求；并網(wǎng)系統(tǒng)就是指，光伏發(fā)電經(jīng)過(guò)逆變器變?yōu)榻涣?，通過(guò)升壓或者直接低壓側(cè)接入電網(wǎng)，由電網(wǎng)對(duì)電能進(jìn)行調(diào)度使用。
什么是離網(wǎng)呢？簡(jiǎn)單說(shuō)就是離開公共電力獨(dú)立發(fā)電供電。光伏離網(wǎng)系統(tǒng)一般使用MPPT/PWM控制器給蓄電池組充電，根據(jù)負(fù)載加DC/AC或者DC/DC逆變器。光伏發(fā)電的離網(wǎng)系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出來(lái)的電存儲(chǔ)到蓄電池，通過(guò)逆變器變?yōu)榻涣麟姽┯秒娫O(shè)備直接使用，或者不經(jīng)過(guò)逆變直接供直流用電設(shè)備用電，并不與電網(wǎng)相連。

并網(wǎng)和離網(wǎng)的說(shuō)法，作為專業(yè)人員來(lái)說(shuō)稍顯粗糙。在實(shí)踐應(yīng)用中，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)一般分為并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、并離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和多能互補(bǔ)智慧能源系統(tǒng)五種。目前，交大光谷太陽(yáng)能工程技術(shù)研究中心主要對(duì)并離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和多能互補(bǔ)智慧能源系統(tǒng)進(jìn)行研究和系統(tǒng)優(yōu)化。下面，我們針對(duì)這5種太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)形式逐一分析。

1、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景，公共電力供應(yīng)正常，并網(wǎng)方便，光伏發(fā)的電可出售給公共電網(wǎng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要有兩種上網(wǎng)模式，一個(gè)是“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”，另一個(gè)是“全額上網(wǎng)”。一般分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)主要采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式，太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電優(yōu)先給負(fù)載，當(dāng)負(fù)載用不完后，多余的電送入電網(wǎng)，當(dāng)供給負(fù)載電量不夠時(shí)，電網(wǎng)和光伏系統(tǒng)可以同時(shí)給負(fù)載供電。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)由組件、并網(wǎng)逆變器、光伏電表、負(fù)載、雙向電表、并網(wǎng)柜和電網(wǎng)組成，光伏組件由光照產(chǎn)生直流電經(jīng)過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電供給負(fù)載和送入電網(wǎng)。

2、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景為偏僻山區(qū)、無(wú)電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等，目前，交大光谷太陽(yáng)能國(guó)際貿(mào)易部銷售到非洲、東南亞、中東、拉丁美洲等欠發(fā)達(dá)國(guó)家的光伏發(fā)電系統(tǒng)主要為離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在有光照的情況下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)太陽(yáng)能控制逆變一體機(jī)給負(fù)載供電，同時(shí)給蓄電池充電；在無(wú)光照時(shí)，由蓄電池通過(guò)逆變器給交流負(fù)載供電。系統(tǒng)一般由光伏組件、太陽(yáng)能控制器、逆變器、蓄電池、負(fù)載等構(gòu)成。

3、并離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

并離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景為經(jīng)常停電，或者光伏自發(fā)自用不能余電上網(wǎng)、自用電價(jià)比上網(wǎng)電價(jià)貴很多、波峰電價(jià)比波谷電價(jià)貴很多的場(chǎng)所。該系統(tǒng)的好處是可獲得政府補(bǔ)貼，在公共電力斷電時(shí)系統(tǒng)可以獨(dú)立發(fā)電供電。并離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理為光伏方陣在有光照的情況下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)太陽(yáng)能控制逆變一體機(jī)給負(fù)載供電，同時(shí)給蓄電池充電；在無(wú)光照時(shí)，由蓄電池給太陽(yáng)能控制逆變一體機(jī)供電，再給交流負(fù)載供電。該系統(tǒng)相比并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，增加了充放電控制器和蓄電池，在電網(wǎng)停電時(shí)，光伏系統(tǒng)還可以繼續(xù)工作，逆變器可以切換成離網(wǎng)工作模式，給負(fù)載供電。系統(tǒng)由光伏組件、太陽(yáng)能并離網(wǎng)一體機(jī)、蓄電池、負(fù)載等構(gòu)成。

4、并網(wǎng)儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)

并網(wǎng)儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景，光儲(chǔ)充電站、工業(yè)園區(qū)、數(shù)據(jù)中心、通信基站、變電站、火電廠、風(fēng)電場(chǎng)、熱電廠、地鐵、有軌電車、港口岸、醫(yī)院、銀行、商場(chǎng)、酒店、政務(wù)樓宇、軍區(qū)營(yíng)地、社區(qū)健身場(chǎng)館、田園生態(tài)園區(qū)、大型活動(dòng)晚會(huì)現(xiàn)場(chǎng)、足球俱樂(lè)部、動(dòng)物園、流動(dòng)警務(wù)室、流動(dòng)哨所、石油井、島嶼等。

光儲(chǔ)充一體化，目前是比較普遍的應(yīng)用場(chǎng)景，一方面緩解了充電高峰時(shí)充電樁大電流充電對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的沖擊，另一方面通過(guò)峰谷差價(jià)，給充電站帶來(lái)了非?？捎^的收益。

并網(wǎng)儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，能夠存儲(chǔ)多余的發(fā)電量，提高自發(fā)自用的比例。

系統(tǒng)由光伏組件、太陽(yáng)能控制器、蓄電池、并網(wǎng)儲(chǔ)能逆變器、電流檢測(cè)裝置、負(fù)載等構(gòu)成。當(dāng)太陽(yáng)能功率小于負(fù)載功率時(shí)，系統(tǒng)由太陽(yáng)能和電網(wǎng)一起供電，當(dāng)太陽(yáng)能功率大于負(fù)載功率時(shí)，太陽(yáng)能一部分給負(fù)載供電，一部分通過(guò)控制器將用不完的電儲(chǔ)存起來(lái)。

5、多能互補(bǔ)智慧能源系統(tǒng)

多能互補(bǔ)智慧能源系統(tǒng)為智慧城市、智慧社區(qū)、智慧園區(qū)等適用微電網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景提供優(yōu)質(zhì)高效的清潔電力。微電網(wǎng)（Micro-Grid），是一種新型網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由分布式電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的配電網(wǎng)絡(luò)?？蓪⒎稚⒛茉淳偷剞D(zhuǎn)換為電能，然后就近供給本地負(fù)載。微電網(wǎng)是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。

微電網(wǎng)是將多種類型的分布式電源有效組合在一起，實(shí)現(xiàn)多種能源互補(bǔ)，提高能源利用率。能夠充分促進(jìn)分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷多種能源形式的高可靠供給，是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的一種有效方式，是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過(guò)渡。

微網(wǎng)系統(tǒng)由光伏組件、并網(wǎng)逆變器、PCS雙向變流器、智能切換開關(guān)、蓄電池、發(fā)電機(jī)、負(fù)載等構(gòu)成。光伏組件在有光照的情況下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)逆變器給負(fù)載供電，同時(shí)通過(guò)PCS雙向變流器給蓄電池組充電；在無(wú)光照時(shí)，由蓄電池通過(guò)PCS雙向變流器向負(fù)載供電。