6、单相并网光伏系统概述

单相并网光伏系统概述

1. 引言

传统基于化石燃料的发电方式在国家长期战略中被认为是不可持续的，这推动了过去十年可再生能源（如风能、太阳能光伏、水能、生物质能、地热能和海洋能）大规模接入公共电网。在主要的可再生能源中，太阳能光伏发电在过去几年持续快速扩张，在一些国家的电力生产中已发挥重要作用。例如，2014 年意大利约 7.9%的年度电力需求由太阳能光伏系统满足；德国到 2014 年底总装机容量达到 38.2GW，且大部分为住宅应用。

下图展示了过去 15 年全球太阳能光伏容量的演变，体现了全球对太阳能光伏系统能源生产的期望不断提高。因此，作为住宅光伏应用的典型配置，单相并网光伏系统成为关注焦点，以实现其在未来混合电网中的理想集成。

电力电子技术是使更多可再生能源（包括太阳能光伏系统）接入电网的关键技术。随着功率半导体器件的发展，光伏系统的电力电子部分（即功率转换器）负责将清洁、无污染且取之不尽的太阳能光伏能源进行可靠高效的转换。目前，大量并网光伏功率转换器已被开发并广泛商业化。

并网光伏系统在规模和功率上差异显著，从几百瓦的小型直流模块到数百兆瓦的大型光伏电站。一般来说，光伏功率转换器可简单分为模块级（交流模块逆变器和直流模块转换器）、组串、多组串和集中式转换器。多组串和集中式转换器主要用于三相太阳能光伏电站，而模块和组串转换器则广泛应用于单相住宅应用。尽管光伏功率转换器配置不同，但主要功能相同，包括光伏功率最大化、直流到交流的功率转换和传输、同步、符合电