光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)分析綜述根據(jù)與電源系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的密鑰，太陽能系統(tǒng)軟件分為離網(wǎng)太陽能系統(tǒng)軟件和并網(wǎng)太陽能系統(tǒng)軟件。離網(wǎng)太陽能系統(tǒng)軟件未連接到電源系統(tǒng)的電網(wǎng)。作為移動開關(guān)電源，它主要用于遠(yuǎn)程郊區(qū)電源系統(tǒng)中。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)軟件連接到電源系統(tǒng)的電網(wǎng)，并且可以顯示電源系統(tǒng)的有功和無功電能電磁能。如今，全球太陽能系統(tǒng)軟件流行的應(yīng)用方法是光伏并網(wǎng)發(fā)電，即系統(tǒng)軟件根據(jù)并網(wǎng)逆變器連接到本地電網(wǎng)，以及太陽能發(fā)電產(chǎn)生的電磁能。系統(tǒng)軟件根據(jù)電網(wǎng)進(jìn)行分配。電力項(xiàng)目等的局部負(fù)載或削峰。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)軟件通常由三部分組成：太陽能陣列，逆變器電源和電網(wǎng)。其中，太陽能陣列由太陽能模塊組成，根據(jù)應(yīng)用可以將不同的組件串聯(lián)和并聯(lián)連接。由于太陽能發(fā)電系統(tǒng)需要大的輸出功率輸出，因此對系統(tǒng)的輸出功率具有直接危害：一方面，不同組件的串聯(lián)和并聯(lián)方式將對輸出功率造成關(guān)鍵危害；另一方面，不同組件的串聯(lián)和并聯(lián)方式將對輸出功率造成重大危害。另一方面，根據(jù)輸出功率水平，逆變器電源的結(jié)構(gòu)也會改變。1.1.1幾種主要旳體系結(jié)構(gòu)分析與比較根據(jù)光伏陣列的分布和功率水平的不同，連接到電網(wǎng)的光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以分為以下幾種類型：集中式結(jié)構(gòu)，由串聯(lián)和并聯(lián)連接所有光伏光伏模塊組成。形成光伏陣列。然后產(chǎn)生一個光伏陣列。高直流電壓通過并網(wǎng)逆變器從DC集中到AC，然后將功率饋入電網(wǎng)。集中式結(jié)構(gòu)最常用于1980年代中期，通常用于功率大于10KW的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)僅使用連接到電網(wǎng)的逆變器，因此結(jié)構(gòu)簡單且逆變器效率更高。然而，隨著并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，集中式結(jié)構(gòu)也突出了以下缺點(diǎn)。旁路二極管和阻塞二極管會增加系統(tǒng)損耗。抗熱點(diǎn)和抗陰影能力差，系統(tǒng)功率失配現(xiàn)象嚴(yán)重。PV特性曲線看起來復(fù)雜且多峰，并且單個集中式結(jié)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)良好的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）。這種結(jié)構(gòu)需要較高電壓的DC總線將并網(wǎng)逆變器連接到PV陣列，這不僅降低了安全性，而且增加了成本。系統(tǒng)擴(kuò)展性和冗余性很差。盡管存在上述缺點(diǎn)，但集中式結(jié)構(gòu)由于其單位發(fā)電成本低且可達(dá)到兆瓦級的功率輸出而更適合于具有高功率水平的應(yīng)用，例如光伏電站。因此，該結(jié)構(gòu)仍具有一定的應(yīng)用價值。交流模塊式結(jié)構(gòu)。它最早由Kleinkauf教授于20世紀(jì)80年代提出，交流模塊式結(jié)構(gòu)是指將并網(wǎng)逆變器與光伏陣列集成為一體，成為一個個單獨(dú)的光伏發(fā)電模塊。交流模塊具有以下優(yōu)點(diǎn)：無阻塞和旁路二極管，光伏組件損耗低；無熱斑和陰影問題；每個模塊獨(dú)立MPPT設(shè)計，最大程度地提高了系統(tǒng)發(fā)電效率。交流光伏模塊的功率等級較低，一般在50~400W。在同等功率水平條件下交流模塊結(jié)構(gòu)的價格遠(yuǎn)高于其他結(jié)構(gòu)類型，而且由于采用小容量逆變器設(shè)計，因而逆變效率相對較低。另一方面，某些國家要求逆變器必須與電網(wǎng)隔離，這將進(jìn)一步增加成本。交流模塊式結(jié)構(gòu)圖3、串型結(jié)構(gòu)。如圖所示，串型結(jié)構(gòu)是由光伏組件通過串聯(lián)構(gòu)成光伏陣列來實(shí)現(xiàn)的并網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代中期，集交流模塊式和集中式兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)于一身。串行結(jié)構(gòu)的輸出電壓在150~450V，甚至更高，功率等級可以高達(dá)幾個千瓦左右。串型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)如下：串型結(jié)構(gòu)中由于陣列中省去了阻塞二極管，陣列損耗下降；抗熱斑和抗陰影能量增加，多串MPPT設(shè)計，運(yùn)行效率高；系統(tǒng)擴(kuò)展和冗余能力增強(qiáng)。串型結(jié)構(gòu)存在的不足主要是：系統(tǒng)仍有熱斑和陰影問題，另外，逆變器數(shù)量增多，擴(kuò)展成本增加且逆變效率相對有所降低，但逆變效率仍然高于交流模塊式結(jié)構(gòu)的逆變效率在串型結(jié)構(gòu)中，光伏組件串聯(lián)構(gòu)成的光伏陣列直接與并網(wǎng)逆變器相連，與集中式結(jié)構(gòu)不同的是它不需要直流母線。不過，串型結(jié)構(gòu)仍然存在問題，比如串聯(lián)多波峰，串聯(lián)功率失配等。在利用率方面，串聯(lián)結(jié)構(gòu)優(yōu)于集中式結(jié)構(gòu)但仍比不上交流模塊結(jié)構(gòu)。串型結(jié)構(gòu)圖1.1.2基于多支路結(jié)構(gòu)的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)支路結(jié)構(gòu)是近年來興起的一種新型光伏并網(wǎng)發(fā)電體系結(jié)構(gòu)。它主要由幾個DC/DC轉(zhuǎn)換器和一個DC/AC轉(zhuǎn)換器組成。它主要有并聯(lián)多分支結(jié)構(gòu)和串聯(lián)多分支結(jié)構(gòu)兩種形式，可以提高并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率，減少系統(tǒng)損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。由于多支路結(jié)構(gòu)中的MPPT電路可以獨(dú)立存在于每個DC/DC變換器和光伏陣列中，即所有的光伏陣列都能夠獨(dú)立的工作在最大功率點(diǎn)上，可以得到最大限度地輸出。若某個DC/DC變換器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍然可以繼續(xù)保持在工作狀態(tài)；并且還可以根據(jù)需要來增加DC/DC變換器的數(shù)量達(dá)到擴(kuò)展的目的。集中的并網(wǎng)逆變器設(shè)計能夠提高逆變效