摘要：本文基于筆者多年工作經驗滿足理論結合實際的前提下依次探討了單相光伏發電系統的構成和光伏并網發電系統研究的關鍵問題，為單相光伏并網發電系統仿真平臺設計提供技術參照。為同行提供了建設性意見。

　　關鍵詞：單相光伏;并網;發電;仿真

　　1引言

　　隨著社會的進步與時代的發展，新興能源的需求日益增多。而電力還會伴隨人類文明的發展而不斷進步。當前隨著光伏產業鏈的融合，相關元器件和基礎設施成本大大降低。以單相光伏并網發電系統技術為代表的整裝技術正在不斷完善。高效而經濟的單相光伏并網發電成為可能。本文基于筆者多年工作經驗滿足理論結合實際的前提下依次探討了單相光伏發電系統的構成和光伏并網發電系統研究的關鍵問題，為單相光伏并網發電系統仿真平臺設計提供技術參照。

　　電力論文投稿刊物：《福建水力發電》欄目設置涵蓋水利水電及相關行業的各個方面。讀者對象為水利、電力、土木工程、水運、航道整治、環境工程、水土保持、城鎮給排水等行業從事規劃、設計、施工、管理及科研工作的科技人員、管理干部和有關院校的師生。

　　2單相光伏發電系統的構成

　　光伏并網發電系統是一項較為新穎的低成本、高收益電能獲取與輸送系統。能通過低成本的光伏電池將太陽能直接轉換為直流電能。并且在一定的外界元件轉換下將電路結構中的直流電能轉換為工頻交流電能并并網輸送至外界電網。運用發電系統全面控制器進行全盤控制和逆變器的斬波控制，并在數據可詢的基礎上實時跟蹤最大功率點。

　　當前，基于數據保密性和技術穩定性。運用數字信號處理器或者單片機技術進行控制器的設置較為普遍;相應的能量轉換電路環節表征于高頻斬波方式，依次根據功能設計優選晶閘管、IGBT等現代電力電子器件進行開關元件預設。當前較為普遍的DC-DC變換器是系統的能量轉換電路，能通過一定手段收集整合光伏電池輸出的低電壓能量，并及時進行最低并網等級電壓的核算與轉換。與此同時，運算器能指引能量轉換電路在保證平穩的同時跟蹤執行最大功率點的變換，全面優化光伏發電系統的穩定性和經濟效益。

　　3光伏并網發電系統研究的關鍵問題

　　3.1光伏并網發電系統的最大功率點跟蹤控制技術

　　在自然界中因為太陽輻射程度與環境交替溫度的動態變化。相應光伏電池發電效果會成規律性曲線變化，在功能利用率上也不能時刻保證光伏系統相應輸出功能最優。同時外界環境和人為因素還會對光伏并網發電系統產生不穩定影響。所以及時和動態的感知當前工作狀態電壓和功率并且指導性作出功能性調整能促使標定整體系統最大限度在最優功率點上進行工作，達到經濟效益和發電效率最優。

　　基于此，進行最大功率點跟蹤控制技的大規模實踐能經濟有效的進行光伏發電系統抗外界環境高品質運行。并且在保證安全的前提下進行光伏電池的滿載式長壽命運行，最終促進整體系統健康良性發展。當前由于其他行業技術具備與相關電氣元器件制造精度不斷完善，不同國家和地區都研發并應用有基于不同工作特性與運行特點的多種關于光伏發電系統的最大功率點跟蹤控制辦法，同時在相關產業鏈帶動下，其優化控制技術日益完善。根據筆者相關工作經驗，運用滯環比較法、擾動觀察法、電導增量法較為簡便，能實時進行數據監控和人為優化。而恒定電壓法、間歇掃描法和最有梯度法優化拓展性能好但是系統穩定性和相關構建成本較高。所以相關公司和地區必須根據自己的需求進行不同等級的系統建設。

　　3.2光伏并網發電系統的孤島效應檢測技術

　　隨著技術壁壘和系統接口不統一，相關的信息孤島效應和元器件不通用效應已經嚴重影響光伏并網發電系統發展。隔離效應意味著,當供電系統發生故障或電網斷開是由于停電,光伏發電系統不檢測電網的停電狀態,并繼續向公眾提供電力負載,以至于在自給供電網絡中顯得孤僻和不可控。在系統安全性角度下運行的孤島供電網絡會損壞相應的電氣設備，甚至誘發安全隱患。因此，系統需要及時檢測電網的停電狀態，并快速切斷與公共電網的連接。因此，有必要對海島效應進行研究，并采取有效措施減少海島效應帶來的危害。

　　3.3光伏并網發電系統的逆變輸出控制策略

　　逆變器并網控制策略是光伏并網發電系統的關鍵技術之一，一直是光伏發電技術研究的熱點問題。光伏并網發電系統的目標是通過并網逆變器控制獲得高質量的電能輸出，保持系統穩定高效運行。逆變器輸出電壓作為控制對象的方法稱為電壓-模態控制，電流作為控制對象的方法也稱為電流-模態控制。

　　通常，公共電網被認為是一個容量非常大的電壓源。當采用電壓模式控制時，光伏發電系統和公共電網可以看作是并聯運行的兩個電壓源。此時光伏并網發電系統容易出現循環電流問題，難以準確控制電壓。電流模式控制方法相對簡單，只需將并網電流的頻率和相位與公共電網的電壓同步即可實現并網要求。目前常用的控制方法有滯后比較法、SPWM電流控制、重復控制和無拍控制。

　　4單相光伏并網發電系統仿真平臺設計

　　并網逆變器具備特殊結構，承擔相應任務，其中進行全過程途徑的光伏電池最強功率波記錄和歸一電壓系數，維持電網定壓電同頻同相正弦電流波運行。主要元件由BOOST電路和單相全橋電路組成。功能分工上，前級初步實現電池端電壓的標定上升直至達到并網要求，且全面保障相關通訊點抓取跟蹤光伏電池的最大功率數據穿;而后級能進行并網后的穩定電流和電網電壓同頻同相智能控制并達到直流母線電壓穩定。

　　相關系統在完善控制序列和硬件搭建后需要進行光伏陣列的數學模型建立，運用Matlab平臺進行編程式的仿真運行，并基于原數據進行分析，并依次搭建模塊組合式光伏并網全系統仿真應用模型，以便與下步驗證。直流母線電壓給定值為100V;電網電壓峰值為55V，頻率為50Hz;光伏電池部分參數：短路電流Isc為5.2A;開路電壓Uoc為44.2V;最大功率點電流Im為4.85A;最大功率點電壓Um為36.2V。

　　5結語

　　綜上所述，完善而穩定的單相光伏并網發電系統構建能在經濟性與穩定性均衡的前提下實現光伏點供和主網并聯。而相應的DC-DC變換器運用能及時將能量轉換電路，能通過一定手段收集整合光伏電池輸出的低電壓能量，并及時進行最低并網等級電壓的核算與轉換。與此同時，運算器能指引能量轉換電路在保證平穩的同時跟蹤執行最大功率點的變換，全面優化光伏發電系統的穩定性和經濟效益。

　　下步必須克服技術壁壘和系統接口不統一，相關的信息孤島效應和元器件不通用效應已經嚴重影響光伏并網發電系統發展。隔離效應意味著,當供電系統發生故障或電網斷開是由于停電,光伏發電系統不檢測電網的停電狀態,并繼續向公眾提供電力負載,以至于在自給供電網絡中顯得孤僻和不可控。在系統安全性角度下運行的孤島供電網絡會損壞相應的電氣設備，甚至誘發安全隱患。

　　參考文獻：

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