安科瑞 李亚俊

光伏发电

新能源光伏发展的必要性

• 发展分布式光伏发电对优化能源结构、实现“双碳目标”、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义；

光伏发电具有显著的能源、环保和经济效益，是最优质的绿色能源之一，在我国平均日照条件下安装1 千瓦光伏发电系统，1 年可发出1200 度电，可减少煤炭(标准煤)使用量约400 千克，减少二氧化碳排放约1 吨。

根据世界自然基金会(WWF)研究结果：从减少二氧化碳效果而言，安装1平米光伏发电系统相当于植树造林100 平米，目前发展光伏发电等可再生能源是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一

• 俄乌冲突对传统能源市场冲击，导致能源价格上涨,引发能源危机,“迫使许多国家恢复燃煤发电,以降低本国人民的能源价格”。光伏发电成为欧洲等地追求新能源的一大选项

光伏行业现状

12月15日，生态环境部应对气候变化司司长李高表示，在“十四五”“十五五”期间，我国将进一步大力发展风电、太阳能发电。

我国太阳能总装机容量预测

• 巨大的光伏存量和增量市场
• 飞速迭代的系统效率
• 系统成本下降
• 快速进步的技术

发电原理

光伏发电,其基本原理就是“光伏效应”。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。 光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。硅原子有4个电子,如果在纯硅中掺入有5个电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个电子的原子如硼原子,形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后，空穴由N级区向P级区移动，电子由P级区向N级区移动，形成电子！

光伏发电基础架构

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。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

分布式光伏应用

• 离网

• 并网

分布式光伏 220V并网

分布式光伏 380V并网

分布式光伏 35kV并网

防逆流

在低压供电系统中，一般都是由配电变压器向电网中的各负载送电，称为正向电流。

安装光伏电站后，当光伏发电功率大于本地负载的功率时，消纳不完的电力要送入电网，由于电流方向和常规不一样，所以叫反向电流（逆流）。

在并网双向电表中，正向功率就是电网向负载提供的功率，反向功率就是光伏向电网输送的功率。带防逆流的光伏系统是光伏发的电仅供给本地负载使用，不能送入电网

为什么需要防逆流

1.自身特点

光伏发电特点

• 直流分量和谐波
• 三相电流不平衡
• 输出功率不确定性

对电网的影响

• 谐波污染
• 电网电压波动
• 闪变

2.系统层面

剩余光伏电力通过配电变压器向大电网送电存在不可调度的情况

所以，目前部分电力部门只允许光伏系统并入市电电网，但不允许剩余电力通过配电变压器向大电网馈电。

防逆流装置正是为了解决这类问题而产生的。

但是目前又出现了一些新的特别的情况，比如：

• 受上一级变压器的容量的限制，当地不允许再有新的并网了，但是客户还是要装；
• 某些地方政策的原因，不允许并网接入，一旦查到有逆功率上网，会罚款；
• 组件安装完成，但是后期跟电力公司未沟通好，电力公司不给并网，装储能系统成本又太高。

这些新场合也对我们的并网光伏系统提出了防逆流的要求。

防逆流原理

1、如果C处光伏发电的功率＜B处负荷的功率，无需防逆流；

2、 如果 C处光伏发电的功率＞ B处负荷的功率，此时就需要防逆流装置。

a在光伏电源为多个的情况下，可以选择切除一个或几个，直至 C处光伏发电的功率≤ B处负荷的功率。

b在光伏电源仅为 1 个的情况下，可以选择限功率光伏发电或增大负荷负载，直至 C处光伏发电的功率≤ B处负荷的功率。

3、若在 B、C两处增设智能电度表，进行光伏发电量 B与负荷负载 C的信息采集和比较，并通过选择限功率光伏发电或增大负荷负载进行防逆流功能。

4、通常做法是在 A处增加 1 只双向电度表或单向电度表，如果发现电流流向电网，则选择限功率光伏发电或增大负荷负载

防逆流方案

在并网点安装防逆流电表或者电流传感器，当检测到有电流流向电网时，通过485通讯给逆变器一个信号，逆变器降低输出功率，直至反向输出电流为零，从而实现防逆流功能。

防逆流常见误区

1.仪表本身无法防逆流，仪表监测功率的大小和方向，采集数据供逆变器调整策略。

2.如果系统存在多台逆变器，按照现在RS485总线的特点（一条总线只有一个主站），

需要增加通讯管理机。

为什么要储能

太阳能不稳定

白天发电多、夜晚没有发电

光伏直流耦合储能解决方案

在并网点安装电表或者电流传感器，当检测到有电流流向电网时，逆变器输出功率不变，启动双向变流器，把多出的电能储存在蓄电池中，等光伏功率下降或者负载功率增大时再放出。

防逆流相关产品

根据系统电压等级不同，光伏系统可分为单相防逆流系统和三相防逆流系统。

• ACR10R-DxxT

• AGF-AE-D

产品特点

1. 双向计量光伏系统的发电量。
2. 计量上网电量和用电量。
3. 250ms数据刷新率
4. 开口式互感器，支持300A电流。
5. 通过RS485和并网逆变器或储能逆变器通讯，实现防逆流功能及充放电的逻辑控制。

• 直流计量

DJSF-1352/RN

产品特点

1. 精度1级，带±12V 电压输出用于霍尔传感器供电
2. 导轨结构，4模体积小巧方便安装
3. 红外通讯接口和RS485通讯接口，Modbus-RTU和645规约
4. 支持分流器或霍尔传感器输入方式

集中式光伏

集中式光伏结构

集中式光伏监控系统

光伏汇流箱

光伏汇流采集装置

AGF-MxxT

产品特点

1. 一次电流采用穿孔方式接入，最大20A，穿孔方式接入，安装方便，安全性高
2. 带3 路开关量状态监测，可以对汇流箱内的防雷器、断路器状态进行监控
3. 具有内部测温功能，可实时监测箱内温度，保证电气安全
4. 具有最大DC 1500V母线电压测量功能
5. 可就地显示/液晶显示头，方便调试维护

电能质量分析装置

APView500

产品特点

1. 稳态数据测量（电参量、谐波、间谐波、电压波动、闪变）
2. 暂态数据监测（电压暂升、暂降、中断）
3. 统计功能（电能质量越限次数，电压合格率，自动生成报表）