全文总字数：5970字
摘 要： 首先介绍了分布式光伏并网的必要性以及国内的发展现状，为应对全球变暖及化石能源日益枯竭，可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视，太阳能的利用近年来已经逐渐成为新能源领域中开发利用水平最高、最成熟，应用最广泛的能源，在我国，利用光伏发电并网等相关的研究起步较晚， 而中国特有的地理条件、日照条件以及人群居住分布等情况，让中国政府意识到，必须要支持分布式光伏发电， 中国政府先后出台了一系列政策，尤其是在分布式发电方面，给出前所未有的利好发展政策；再是讲解了太阳能电池光生伏打的发电原理和输出电流特性；接着阐述了各种最大功率点跟踪方法的优缺点，尤其是改进后的扰动观察法解决了程序中的失序“误判”现象；并且还比对了并网电流的各种控制方式，光伏并网逆变器一般都采用电压源输入、电流源输出的控制方式，太阳能光伏并网系统可采用双闭环控制策略进行并网控制，外环为电压环，内环为电流环；最后总结了现有分布式光伏电站的系统方式和亟待解决的问题，由于西部地区村落光伏电站海拔相对较高，在夏季多雷暴，光伏电站易遭到雷击，导致设备毁坏，系统无法正常运行和光伏阵列的温升、失配和热斑现象等带来的一系列环境问题和技术问题，这些问题的研究为以后分布式光伏电站的改进设计提供理论支持。
关键词： 光伏并网；逆变器；最大功率点跟踪；太阳能电池板
引言
近年来,受化石能源短缺、人类生态环境压力的影响，大力发展绿色无污染的可再生能源已显得尤为重要。太阳能光伏发电是一种新型的可再生能源发电方式，是一种绿色发电方式,具有不需要煤等燃料,对环境友好,没有转动式组件，维护简单，模块化设计决定了其规模可大可小甚至可根据场地的要求调整系统容量等突出优点。
2 研究现状
随着光伏发电技术的快速发展,国内外已有许多研究者对太阳能发电系统进行了研究。文献[1]介绍了大力发展绿色无污染的可再生能源的必要性。文献[2-3]介绍了我国目前光伏发电的发展现状。文献[4-6]介绍了太阳能发电的工作原理、构成以及分类，还有输出电流特性及其影响因素。逆变器是太阳能发电的核心部件,文献[7-8]对逆变器的结构、工作原理以及市售产品进行了详细的介绍。文献[9-12]介绍了将太阳能最大效率地转变成电能所采用的几种不同的最大功率点跟踪法。文献[13-15]中介绍了光伏发电并网控制系统的设计方法。文献[16]提出了一种家用小型分布式光伏发电系统结构设计。文献[17-20]介绍了分布式光伏发电系的应用实例。文献[21-25]介绍了国外的分布式发电系统的技术发展现状。分布式光伏发电是未来的重要发展方向。在此背景下，文章先后介绍了光伏发电系统的发电原理，太阳能电池输出电流特性，最大功率点跟踪以及并网方式。
光伏发电
2.1.1 太阳能电池的工作原理
太阳能电池是利用半导体材料的电子特性把太阳光直接转换成电能的一种固态器件。
太阳能电池工作原理的基础,是半导体PN结的光生伏打效应。所谓光生伏打效应,简单地说,就是当物体受到光照时,其体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。在气体、液体和固体中均可产生这种效应,但在固体尤其是半导体中,光能转换为电能的效率特别高,因此半导体中的光电效引起人们的格外关注,研究得最多,并发明制造出了半导体太阳能电池。
可将半导体太阳能电池的发电过程概括成如下4点：首先是收集太阳光和其他光使之照射到太阳能电池表面上。②太阳能电池吸收具有一定能量的光子、激发出非平衡载流子(光生载流子)-电子空穴对。这些电子和空穴应有足够的寿命,在它们被分离之前不会复合消失。这些电性符号相反的光生载流子在太阳能电池P-N结内建电场的作用下,电子—空穴对被分离,电子集中在一边,空穴集中到一边,在P-N结两边产生异性电荷的积累,从而产生光生电动势,即光生电压。④在太阳能电池P-N结的两侧引出电极,并接上负载,则在外电路中即有光生电流通过,从而获得功率输出,这样太阳能电池就把太阳能(或其他光能)直接转换成了电能。[5]
2.1.2 太阳能电池的输出电流特性
太阳能电池的等效电路，如图2-1所示：
图2-1 光照时太阳能电池的等效电路
Isc是短路电流,就是将太阳能电池置于标准光源的照射下,在输出端短路时,流过太阳能电池两端的电流。Isc值与太阳能电池的面积大小有关系,面积越大,值越大。Isc值还和光照强度、环境温度成正比。当太阳能电池两端开路时,太阳能电池输出的电压值为开路电压Uoc,与太阳光辐射强度有关系,而与电池板面积的大小没有关系。开路电压值随着光照强度的升高而升高。Io为通过P-N结的总扩散电流,其方向与Isc相反。Rs为串联电阻,主要由电池的体电阻,表面电阻,电极导体电阻和电极与硅表面间接接触电阻所组成。Rsh为并联电阻,是电池边缘漏电或者耗尽区内的复合电流引起的。
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