光伏发电并网技术规范指南.docx

光伏发电并网技术规范指南 光伏发电并网技术规范指南 一、光伏发电技术概述 1.1 光伏发电原理光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的半导体材料构成的P-N结上时，在一定条件下，光子能量被半导体吸收，在P-N结内产生电子 - 空穴对，它们在内建电场的作用下定向移动，从而形成光生电流众多的P-N结通过串联、并联等方式组合在一起，就可以形成具有一定输出功率的光伏发电组件，进而实现将太阳能转化为电能的目的 1.2 光伏发电系统的组成光伏发电系统主要由光伏组件、逆变器、控制器、蓄电池（可选）以及相关的支撑结构和电气连接设备等组成光伏组件是将太阳能转化为直流电的核心部件；逆变器负责把直流电转换为交流电，以满足电网或用户的用电需求；控制器用于控制光伏组件的充电和放电过程，保护蓄电池并优化系统性能；蓄电池在一些光伏发电系统或需要储能的应用场景中，用于储存电能，以便在光照不足或夜间等情况下供电；支撑结构则为光伏组件提供安装和固定的基础，确保其能够稳定地接收阳光 1.3 光伏发电的优势与应用场景光伏发电具有诸多优势首先，它是一种清洁能源，在发电过程中几乎不产生温室气体排放，对环境友好，有助于缓解全球气候变化问题。

其次，太阳能资源丰富且分布广泛，只要有阳光照射的地方就可以进行光伏发电，不受资源分布的限制，尤其适合在偏远地区、无电地区以及海岛等传统能源供应困难的地方使用此外，光伏发电系统具有建设周期短、灵活性高、维护相对简单等特点光伏发电的应用场景十分广泛在居民住宅领域，可安装在屋顶，为家庭提供部分或全部的电力需求，实现自发自用、余电上网；在商业建筑方面，如工厂厂房、商场、办公楼等屋顶安装光伏发电系统，既能降低企业用电成本，又能体现企业的环保形象；在公共设施领域，如学校、医院、停车场等，光伏发电可为这些场所提供绿色电力，减少对传统能源的依赖；在大规模集中式光伏电站方面，通过建设大型光伏电场，将所发电力输送到电网，为社会提供大量的清洁能源，对能源结构调整和可持续发展具有重要意义 二、光伏发电并网技术要求 2.1 电能质量要求 2.1.1 电压偏差光伏发电系统并网后，其并网点的电压应符合电网规定的电压偏差范围一般情况下，公共连接点的电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%这是为了确保电网中各类用电设备能够正常运行，避免因电压过高或过低对设备造成损坏，影响电力系统的稳定性和可靠性 2.1.2 频率偏差光伏发电系统应与电网频率保持一致，频率偏差应在规定范围内。

例如，在我国，电网频率标准为50Hz，光伏发电系统的频率偏差一般要求不超过±0.5Hz频率偏差过大可能导致电力系统中的同步电机失步，引发电网振荡，影响整个电力系统的安全稳定运行 2.1.3 谐波含量光伏发电系统在运行过程中，应严格控制谐波电流和谐波电压的含量谐波电流注入电网会导致电网电压波形畸变，增加电网损耗，干扰其他电气设备的正常运行，甚至可能引发设备故障因此，相关标准对光伏发电系统的谐波含量有明确限制，一般要求谐波电流总畸变率（THDi）不超过一定数值，如5%或更低，具体数值根据电网的实际情况和相关标准确定 2.2 功率因数要求光伏发电系统应具备一定的无功调节能力，以保证在不同运行工况下功率因数符合要求功率因数反映了光伏发电系统向电网输送的有功功率与视在功率的比例关系一般来说，光伏发电系统应尽量使功率因数接近1，以减少无功功率在电网中的传输，提高电网的功率传输效率在一些情况下，可能要求光伏发电系统具备在一定范围内进行无功补偿的能力，例如功率因数在0.95（超前）至0.95（滞后）之间可调，以适应电网的无功需求变化，维持电网电压稳定 2.3 电网接入要求 2.3.1 接入容量限制电网对光伏发电系统的接入容量有一定限制，这主要取决于电网的结构、负荷情况以及短路容量等因素。

当光伏发电系统接入容量过大时，可能会对电网的电压、频率等电能质量指标产生较大影响，甚至影响电网的安全稳定运行因此，在规划和设计光伏发电并网项目时，需要对电网的接入容量进行评估，确保光伏发电系统的接入容量在电网可承受范围内一般来说，电网公司会根据当地电网的实际情况制定具体的接入容量标准和要求 2.3.2 接入电压等级光伏发电系统的接入电压等级应根据其装机容量、电网结构以及周边用电负荷等因素综合确定常见的接入电压等级包括低压（如220V、380V）、中压（如10kV、35kV）和高压（如110kV及以上）对于小型分布式光伏发电系统，一般采用低压接入方式，直接接入用户侧配电箱或低压配电网；中型光伏发电系统可根据实际情况选择中压接入；大型集中式光伏发电电站则通常接入高压电网不同电压等级的接入要求和技术规范也有所不同，涉及到电气设备选型、继电保护配置、通信系统等多个方面 2.4 安全与保护要求 2.4.1 防孤岛保护防孤岛保护是光伏发电并网系统中的重要安全措施当电网发生故障停电时，光伏发电系统如果继续向电网供电，就会形成孤岛效应，这可能对电网维修人员的安全构成威胁，同时也可能导致光伏发电系统自身设备损坏。

因此，光伏发电系统必须具备可靠的防孤岛保护功能，能够在电网停电后迅速检测到孤岛状态，并在规定时间内（如2秒内）停止向电网供电防孤岛保护可通过多种方式实现，如频率保护、电压保护、相位保护等，通常需要采用多种保护方式相结合，以提高保护的可靠性 2.4.2 过流保护与短路保护光伏发电系统应配备完善的过流保护和短路保护装置，以防止在系统发生过载、短路等故障时设备损坏过流保护装置应能够在电流超过额定值时及时动作，切断电路，保护光伏组件、逆变器等设备免受过大电流的冲击短路保护则应具有快速动作特性，能够在短路故障瞬间迅速切断电源，防止故障扩大过流保护和短路保护的动作特性应符合相关标准要求，确保在各种故障情况下系统的安全可靠运行 2.4.3 接地保护接地保护对于光伏发电系统的安全运行至关重要良好的接地系统可以将设备外壳的漏电电流引入大地，避免人员触电事故的发生，同时也能减少雷电等过电压对设备的损害光伏发电系统的接地方式包括工作接地、保护接地和防雷接地等接地电阻应符合相关标准要求，一般情况下，工作接地电阻和保护接地电阻不大于4欧姆，防雷接地电阻不大于10欧姆接地系统的设计和施工应严格按照相关规范进行，确保接地连接可靠，接地电阻稳定。

三、光伏发电并网技术规范与标准 3.1 国际标准国际电工会（IEC）制定了一系列光伏发电并网相关的标准，如IEC 61727《光伏（PV）系统 - 电网连接的技术要求》等这些标准对光伏发电系统的并网性能、电能质量、安全防护等方面提出了详细的要求，为全球光伏发电并网技术的发展和应用提供了统一的规范和指导国际标准的制定促进了不同国家和地区之间光伏发电技术的交流与合作，有助于推动全球光伏发电产业的国际化发展 3.2 国内标准在我国，国家能源局、国家标准化管理会等部门组织制定了一系列光伏发电并网的国家标准和行业标准例如，GB/T 19964《光伏发电站接入电力系统技术规定》规定了光伏发电站接入电力系统的技术要求，包括电能质量、功率控制、电网适应性等方面；NB/T 32004《光伏发电并网逆变器技术规范》则对并网逆变器的技术参数、性能指标、保护功能等进行了详细规范这些国内标准结合了我国电网的实际情况和光伏发电产业的发展需求，对我国光伏发电并网项目的规划、设计、建设、运行和管理起到了重要的指导作用，确保了光伏发电系统与电网的安全、稳定、高效并网运行 3.3 地方标准与企业标准除了国家标准和行业标准外，一些地方政府根据当地的实际情况和发展需求，也制定了相应的地方标准，以进一步规范本地光伏发电并网项目的建设和运营。

地方标准在符合国家和行业标准的基础上，可能会针对当地的气候条件、电网特点等因素，提出更具体、更严格的要求同时，一些光伏发电企业为了提高自身产品质量和竞争力，也制定了企业标准，这些企业标准通常在某些方面高于国家标准和行业标准，对企业内部的产品研发、生产、安装和售后服务等环节进行规范和约束，有助于推动光伏发电行业整体技术水平的提升 四、光伏发电并网系统设计要点 4.1 光伏阵列设计光伏阵列的设计直接关系到光伏发电系统的发电效率和稳定性在设计光伏阵列时，需要考虑多个因素，如安装地点的地理位置（纬度、经度、海拔高度等）、太阳辐射资源、场地条件、组件选型等首先，根据安装地点的经纬度和当地的太阳辐射数据，确定光伏阵列的最佳倾角和朝向，以最大限度地接收太阳能一般来说，在北半球，光伏阵列的倾角应接近当地纬度，朝向正南方向可获得较好的发电效果，但在实际应用中，还需考虑场地限制、阴影遮挡等因素进行适当调整其次，选择合适的光伏组件光伏组件的性能参数包括功率、转换效率、开路电压、短路电流等，应根据项目需求和实际情况进行选型同时，要考虑组件的质量和可靠性，选择具有良好口碑和认证的产品在确定组件类型后，根据系统的装机容量和组件的规格参数，计算所需的组件数量和阵列布局。

此外，还需考虑光伏阵列的间距设计，以避免前后排组件之间的阴影遮挡阴影遮挡会严重影响光伏组件的发电效率，因此应根据当地的太阳高度角变化情况，合理确定组件之间的间距，确保在全年不同时段都能最大限度地减少阴影遮挡 4.2 逆变器选型与配置逆变器是光伏发电并网系统的核心设备之一，其性能和选型对系统的整体性能至关重要在选择逆变器时，需要考虑以下几个方面：逆变器的额定功率应根据光伏阵列的装机容量进行合理选择，一般建议逆变器的额定功率略大于光伏阵列的最大功率，以确保在不同光照条件下都能高效地将直流电转换为交流电，并留有一定的余量以应对可能的功率波动逆变器的转换效率是衡量其性能的重要指标之一应选择转换效率高、在不同负载率下都能保持较高效率的逆变器，以提高光伏发电系统的整体发电效率目前市场上一些先进的逆变器在部分负载条件下转换效率可达到98%以上逆变器的输入电压范围应与光伏阵列的输出电压相匹配，确保光伏组件能够在不同的光照和温度条件下正常工作并向逆变器输出稳定的直流电同时，逆变器的输出电压和频率应符合电网的接入要求，能够稳定地与电网连接并向电网输送电能此外，还需考虑逆变器的保护功能，如过压保护、过流保护、过热保护、孤岛保护等，以确保在系统发生故障时能够及时保护设备并防止对电网造成不良影响。

对于大规模光伏发电站，还可能需要考虑逆变器的多路MPPT（最大功率点跟踪）功能，以提高不同朝向或遮挡情况下光伏阵列的发电效率在配置逆变器时，可根据光伏电站的规模和布局，选择集中式逆变器、组串式逆变器或微型逆变器等不同类型，并合理确定逆变器的数量和分布位置，以优化系统性能和降低成本 4.3 电网接入方案设计电网接入方案设计是光伏发电并网项目的关键环节，需要综合考虑光伏发电系统的装机容量、接入点的电网条件、周边负荷情况以及未来电网发展规划等因素对于小型分布式光伏发电系统，如居民屋顶光伏项目，一般采用低压接入方式，直接接入用户侧配电箱或附近的低压配电网在设计低压接入方案时，需评估用户配电箱的容量和负荷情况，确保光伏发电系统接入后不会对用户原有用电设备造成影响同时，要考虑低压线路的传输能力和电能质量，合理选择电缆规格和布线方式中型光伏发电系统的电网接入方案可能根据实际情况选择中压接入中压接入方案涉及到与中压配电网的连接，需要进行详细的电网接入点评估，包括接入点的短路容量、电压等级、线路负载率等设计中需考。