一种储能型光伏并网发电系统研究_光伏发电系统由哪些部分构成？其作用分别是什么

大家好！今天让小编来大家介绍下关于一种储能型光伏并网发电系统研究_光伏发电系统由哪些部分构成？其作用分别是什么的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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什么是分布式光伏发电系统?

光伏分布式发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。然而分布式发电对如何最大化太阳能发电量、如何保证电网安全也提出了严格要求，这一过程光伏逆变器的功能性和稳定性也显得异常关键。

分布式发电系统中光伏发电的关键技术

对于以上各种光伏发电结构，不论是需要与主干电网并联运行的荒漠电站和光伏一体建筑，还是与储能设备和其他能源联合发电的独立光伏电网，都具有分布式发电的特点。

在分布式发电系统中，光伏发电相关的关键技术和研究热点有：

1． 适应光伏发电的电力电子变换器

目前常用的并网光伏逆变器大多采用DC-DC-AC的双级结构。这是因为光伏阵列提供的直流电压普遍低于要求的交流输出电压，而DC-AC变换电路中，应用最广泛的全桥逆变器和半桥逆变器均属于Buck型，瞬时输出电压总低于输入电压，只能实现降压变换。为此，一般在桥式逆变电路前增加一级可升压变换的DC-DC变换器，将输入直流电压升高。并且，由于光伏阵列的直流电压典型值比交流电压峰值低很多，DC-DC变换器应当具有高的电压增益。可以用有高频隔离的间接DC-DC变换器达到上述要求，这也同时可以满足电气隔离要求。当然，可以在桥式逆变电路后增加工频升压变压器，在提供电气隔离的同时提高电压等级。双级结构的光伏并网逆变器虽然能够灵活适应各种输入输出电压指标，还具有更高的自由度等级(即更多的可控变量)，可同时实现多种功能(例如，电气隔离，MPPT，无功补偿，有源滤波，等)，但功率级的数量增多，将降低整体的效率，可靠性和简洁程度，增加系统开销。为此，目前逆变器研究的一大发展趋势，就是直接将多功率级的系统架构整合为单级系统，即所谓单级逆变器。

储能元件是光伏系统重要的组成部分。针对各种储能元件的特点，找到合适的电力电子变换器结构，也是光伏发电中重要的研究热点。

研究适应光伏发电的电力电子变换器的重点是使光伏系统在整个工作范围内均能实现高效率、高功率密度和高可靠性的运行。

2． 网络拓扑结构及其优化配置

包括太阳能在内的可再生能源的能量密度低，随机性强，由其构成的分布式发电系统的网络拓扑结构与传统的集中式发电系统的网络结构有显著的区别。在此方面，应根据对当地可再生能源的分布预测、随机性与可用性评估、负荷水平评估，提出基于可再生能源的分布式发电系统的网络拓扑；研究分布式发电系统中母线电压的形式(交流或直流)、大小、频率(对于交流形式)等物理量的选择方法；提出该分布式发电系统中对太阳能光伏发电单元、风力发电单元、多元复合储能单元(含飞轮、超级电容和蓄电池)的容量配置方法，以降低系统成本；研究分布式发电系统中各种电力电子变换器的配置及其输入输出电压、功率等级的选择。

3． 分布式发电系统并网控制

由于分布式发电系统具有多能量来源、多变流器(主要是逆变器)并网的特点，因此必须对其并网控制进行研究。在此方面，包括：针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统，研究其并网运行时相互耦合影响的机理和并网协调控制问题；研究独立运行时多个逆变器的电压和频率的协调控制，以实现动态和稳态负荷的合理分配；针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统，研究合适的并网、独立控制模式和协调一致的切换控制策略；研究柔性并网、暂态过程以及分布式发电系统对电网或本地负荷的冲击影响等问题；针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统的特点，开展适合并网逆变器的无盲区孤岛检测方法和防伪孤岛技术研究。

4． 分布式发电系统的能量管理

针对分布式源(DR)的随机性、分布式发电单元的投切、负荷变化、敏感负荷对供电可靠性和电能质量高要求、分布式发电系统附近配电线路拥塞、分布式发电系统与电网之间的供购电计划等问题，研究分布式发电系统各种运行方式下分布式发电单元、储能单元与负荷之间的能量优化，满足经济运行的要求；针对分布式发电系统并网和故障解列时的能量变化，研究分布式发电系统运行方式变化时的能量调度策略，满足分布式发电系统运行方式切换的要求。

5．光伏系统的安全性和可靠性问题

在分布式系统的相关并网规范中，对各发电单元的端口特性提出了具体的要求，为此，需要分析分布式发电系统的稳态及动态特性，包括不同分布式发电单元以及分布式发电系统并网端口特性。稳态情况下主要包括：有功、无功、电压、频率和谐波等特性，考虑到分布式发电高度随机性，还要研究这些特性随时间变化规律。具体到光伏系统，目前遇到的最大安全性和可靠性问题包含以下几个方面：并网逆变器的直流分量注入问题；光伏并网单元的对地漏电流问题；孤岛及其检测技术问题。

光伏发电系统由哪些部分构成？其作用分别是什么

光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、并网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电。

光伏发电项目大家了解吗？有发展前景吗？(光伏发电的发展前景)

离网型光伏发电系统组成：

典型的光伏发电系统主要由光伏阵列、充放电控制器、储能装备或逆变器、负载等组成。其构成如图所示。

光照射到光伏阵列上，光能转变成电能，光伏阵列的输出电流由于受环境影响，因此是不稳定的，需要经过DC-DC转换器将其转变成稳定的电流后，才能加载到蓄电池上，对蓄电池充电，蓄电池再对负载供电。如果是并网售电，则不需要蓄电池，而是通过并网逆变器，将直流电流转换成交流电流，并到电网上进行出售。也就是说，离网型光伏发电系统必须使用到蓄电池储能，而并网型则不一定需要。

控制系统对光伏阵列的输出电压和电流进行实时采样，判断光伏发电系统是否工作在最大功率点上，然后根据跟踪算法，改变PWM信号的占空比，进而控制光伏阵列的输出电压使其工作点向最大功率点逼近。在蓄电池过充过放控制模块中，当蓄电池电压充电或放电到一定的设定值后，就会自动关闭或打开。

光伏阵列组件

光伏发电系统利用以光电效应原理制成的光伏阵列组件将太阳能直接转换为电能。光伏电池单体是用于光电转换的最小单元，一个单体产生的电压大约为0.45V，工作电流约为20~25mA/cm2，将光伏电池单体进行串、并联封装后，就成了光伏电池阵列组件。

当受到光线照射的太阳能电池接上负载时，光生电流流经负载，并在负载两端建立起端电压，这时太阳能电池的工作情况可以用下图所示的太阳能电池负载特性曲线来表示。它表明在确定的日照强度和温度下，光伏电池的输出电压和输出电流以及输出功率之间的关系，简称I-V特性和P-V特性。从图中可以看出，光伏发电系统的特性曲线具有强烈的非线性，既非恒压源也非恒流源。从其P-V特性曲线可以看出，在日照强度一定的前提下，其输出功率近似于一个开口向下的抛物线。该抛物线顶点对应的功率即为该日照强度下的P-V曲线的最大功率点，对应的电压称为最大功率点电压。为了提高光伏发电系统的转化效率，就必须使系统保持运行在P-V曲线最大功率点附近。

光伏电池阵列的几个重要技术参数：

1）短路电流（Isc）：在给定日照强度和温度下的最大输出电流。

2）开路电压（Voc）：在给定日照强度和温度下的最大输出电压。

3）最大功率点电流（Im）：在给定日照强度和温度下相应于最大功率点的电流。

4）最大功率点电压（Um）：在给定日照和温度下相应于最大功率点的电压。

5）最大功率点功率（Pm）：在给定日照和温度下太阳能电池阵列可能输出的最大功率。

DC-DC转换器

光伏电池板发出的电能是随着天气、温度、负载等变化而不断变化的直流电能，其发出的电能的质量和性能很差，很难直接供给负载使用。需要使用电力电子器件构成的转换器，也就是DC-DC转换器，将该电能进行适当的控制和变换，变成适合负载使用的电能供给负载或者电网。电力电子转换器的基本作用是把一个固定的电能转换成另一种形式的电能进行输出，从而满足不同负载的要求。它是光伏发电系统的关键组成成分，一般具备有几种功能：最大功率点追踪、蓄电池充电、PID自动控制、直流电的升压或降压以及逆变。

DC-DC转换器输出电压和输入电压的关系通过控制开关的通断时间来实现的，这个控制信号可以由PWM信号来完成。主要工作原理是保持通断周期（T）不变，调节开关的导通持续时间来控制电压。D为PWM信号的占空比。

根据输入和输出的不同形式，可将电力电子转换器分为四类，即AC-DC转换器、DC-AC转换器、DC-DC转换器和AC-AC转换器。在离网型光伏发电系统中采用的是DC-DC转换器。

DC-DC转换器，其工作原理是通过调节控制开关，将一种持续的直流电压转换成另一种（固定或可调）的直流电压，其中二极管起续流的作用，LC电路用来滤波。DC-DC转换电路可以分为很多种，从工作方式的角度来看，可以分为：升压式、降压式、升降压式和库克式等。

降压式转换器（BuckConverter）是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流转换器；升降压式变换器（Buck-BoostConverter）转换电路的主要架构由PWM控制器与一个变压器或两个独立电感组合而成，可产生稳定的输出电压。当输入电压高于目标电压时，转换电路进行降压；当输入电压下降至低于目标电压时，系统可以调整工作周期，使转换电路进行升压动作；而升压式转换器（BoostConverter）是输出电压高于输入电压的单管不隔离直流转换器，所用的电力电子器件及元件和Buck转换器相同，两者的区别仅仅是电路拓扑结构不同。

蓄电池

在独立运行的光伏发电系统中，储能装置是必不可少的。现在可选的储能方法有很多，如电容器储能、飞轮储能、超导储能等，但是从方便、可靠、价格等综合因素来考虑，大多数大中型的光伏发电系统都使用了免维护式的铅酸蓄电池作为系统的储能装置。

但选用铅酸蓄电池也有不足之处，它比较昂贵，初期投资能够占到整个发电系统的1/4到1/2，而蓄电池又是整个系统中较薄弱的环节，因此如果管理不当，会使蓄电池提前失效，增加整个系统的运营成本。

光伏控制模块

光伏控制模块以单片机为控制中心，为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效地为蓄电池充电。并在它充电过程中减少蓄电池的损耗，尽量延长蓄电池的使用寿命，同时保护蓄电池免受过充电和过放电的危害。如果用户使用的是直流负载，通过太阳能控制器可以为负载提供稳定的直流电（由于受天气等外界因素的影响，太阳电池阵列发出的直流电的电压和电流不是很稳定），同时也通过控制传感器电路（光控、声控等）来实现全自动开关灯功能。

单片机的主要工作是将电流采集电路和电压采集电路采集到的电流、电压进行运算比较，然后通过MPPT算法来调节PWM的占空比D，使光伏阵列组件工作在最大功率点处。

离网型逆变器

住宅用的离网型光伏发电系统因为部分负载是交流负载，因此还需要离网型逆变器，把光伏组件发出的直流电变成交流电给交流负载使用。光伏离网型逆变器与光伏并网型逆变器在主电路结构上没有较大区别，主要区别在光伏并网型逆变器需要考虑并网后与电网的运行安全。也就是同频;同相;抗孤岛等控制特殊情况的能力。而光伏离网型逆变器就不需要考虑这些因数。

为了提高离网型光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，逆变器的性能指标非常重要。

离网型光伏发电系统的应用：

离网型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。

回答：现在光伏是没有前景的，

但是，离网新型光伏是很有前景的。

我认为光伏发电的前景不大，主要有一下几个因素：

1，光伏发电占用大量的空间，例如土地资源，先要有较大的发电量是拿空间换来的，很多农村的人觉得在自家屋顶安置光伏发电可以获取收益，但是这个收益需要很多年以后才能见效，至于以后的国家政策和电价，谁也说不好。

2，目前来说，国家在减少火电的产能，增加核电和水电的产能，尤其是核电，国家对原子能的重视，会加速核电的发展，随着人类文明的发展，用电量也在稳步增加，光伏满足不了这个需求。

3，从长远看，光伏也是一种环境污染，阳光照射大地，让土地升温，提供了能量，如果这种能量转化为电能，在达到一定程度的时候，肯定会破坏生态。温度的差异会造成生态的变化。

我国光伏行业于2005年左右受欧洲市场需求拉动起步，十几年来实现了从无到有、从有到强的跨越式大发展，建立了完整的市场环境和配套环境，已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业。本文主要梳理了中国光伏发电行业竞争格局等内容。

光伏发电行业主要上市公司：目前国内光伏发电行业主要上市公司有保利协鑫，中环股份、隆基股份、通威股份等。

本文核心数据：光伏发电行业市场集中度、竞争格局、五力模型

1、中国光伏发电行业竞争梯队

光伏发电是我国能源供应体系的重要分支，也是新能源的重要组成部分。根据2020年光伏发电行业业务收入，可分为3个竞争梯队。其中，营业收入大于200亿元的企业有隆基股份、通威股份;营业收入在100-200亿元之间的企业有：中环股份、东方日升、阳光电源、正泰电器;其余企业2020年光伏发电行业业务收入在100亿元以下。

2、中国光伏发电行业市场份额和排名

从2020年光伏发电行业的上游多晶硅产量份额来看，永祥股份以21.45%的占比获得行业第一，其次是保利协鑫，占比为20.26%，排名第三的是新特能源，占比为17.16%。

在光伏组件的角度，根据PV

InfoLink供需数据库统计，隆基以超过20GW的黑马之姿站上组件出货量第一的宝座。连霸出货冠军多年的晶科退居第二，第三名则是一路稳健布局持续成长的晶澳。排名第四和第五的是天合和阿特斯。尽管出货排名出现变动，但2020全年出货TOP

5成员基本上与2020上半年相同。

3、中国光伏发电行业市场集中度

光伏发电行业上游多晶硅产业链已形成寡头局势，根据中国光伏行业协会数据，多晶硅行业CR5从2018年的60.3%提高至2020年的87.5%，集中度进一步提升。

4、中国光伏发电行业企业布局及竞争力评价

光伏发电行业的上市公司中，隆基股份、保利协鑫、中利集团等企业在光伏发电行业业务布局均较为多样化，涉及到硅片、组件、电站运营等环节。部分上市公司专注于产业链某一环节，如清源股份专注于光伏支架。从光伏业务占比看，隆基股份、亿晶光电等企业专注于光伏行业，其余部分企业为多元化经营。从竞争力看，隆基股份、通威股份等均具有较强的竞争力。

注：保利协鑫暂未公布2020年年报，2020年光伏业务占比仅为预测数据，仅供参考。

5、中国光伏发电行业竞争状态总结

从五力竞争模型角度分析，目前，我国光伏发电行业属于新能源行业，光伏发电成本相对于风电、水电和火电等其他方式成本仍较高，因此所面临的行业替代品威胁较大;国内光伏发电行业竞争者数量多，国际龙头企业纷纷布局中国市场，行业整体竞争程度激烈;上游部分光伏关键零配件仍然需要进口来解决，但是总体上，技术进步速度较快，光伏发电关键零部件厂商有一定的议价能力，但趋于减弱，而下游消费市场主要是电力局和分布式光伏用户，光伏企业的议价能力较弱;同时，因行业存在资金、技术门槛较高，潜在进入者威胁较小。

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以上数据参考前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

你好，这个问题不能一概而论。只能说总体而言前景是看好的。但是前景好不一定就意味着投资就能赚钱，具体的还要看当地的政策、资金成本、光照程度、以及使用的太阳能发电系统等等因素来决定最终的投资收益。早期投资的靠着并网收益以及国家政策补贴确实能够获得不错的收益，但是随着安装的数量越来越多，国家的补贴力度也在逐渐的减小。投资的风险也有一定比例的抬升。所以，投资前一定要先了解好投资所在地的政策等信息。前景肯定是看好的。

从国家政策来看是一个发展方向

发现前景不大，由国家补助越来越少可以看出，因为这个占地面积大，发电量少。占用耕地国家不允许，占用农屋房顶发电量不足，面积少。占用荒地，荒地现在都植树造林呢。所以现在的土地面积宝贵。

国家对新能源经济不断的经济投入和大力政策支持，新能源是未来的一个发展方向，而光伏发电也是新能源发展中的一项重要举措，光伏发电前期投入成本比较大，量力而行，并入国家电网，赚取差价，扣除前期的成本和后期运营成本就是利润，建议可以找政府合作，谢谢

据中研产业研究院发布的《2017-2022年广东省光伏发电行业深度调研与投资前景分析报告》统计数据显示

第一节

我国光伏发电产业链结构及价值链分析

一、光伏发电产业链结构分析

由于目前太阳能光伏电池80%以上是以单晶硅或多晶硅为原材料生产的，这里就以晶体硅太阳能光伏电池生产为主，产业链各环节如下：晶体硅原材料生产-晶体硅片制备-太阳能光伏电池制造-太阳能电池组件生产-太阳能光伏产品生产-太阳能光伏电池系统应用。

图表：太阳能光伏发电产业链

数据来源：中研普华数据库

1、太阳能光伏产品

太阳能光伏产品是以太阳光为能源，通过太阳能电池组件接受太阳辐射，将光能转换成电能，并在控制器的管理下不断向蓄电池充电，控制器根据设定的程序将蓄电池中的电能释放出来向用电设备供电。

太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池，有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中，单晶和多晶电池用量最大。

2、应用：光伏发电系统

光伏发电系统通常可分为独立光伏发电系统、光伏并网发电系统以及互补型光伏发电系统。光伏阵列、电能变换器和控制系统是必不可少的，在很多电能变换和控制策略方面，三者都有类似和通用的部分。

二、光伏发电产业价值链分析

晶体硅太阳能光伏发电产业价值链由两条工艺路线构成，其中单晶太阳能电池加工环节包括高纯硅的生产、拉单晶、单晶硅切片、电池片生产、组件封装、系统应用;多晶硅太阳能电池加工包括高纯硅的生产、多晶硅铸锭、多晶硅破锭、切片、电池片生产、组件封装、系统应用。

对于高纯硅的生产来说，存在一条产业价值链，即硅矿石

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金属硅

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高纯多晶硅。首先将

SiO2含量较高的硅矿石提炼成Si含量在99%以上的金属硅，再经由改良西门子法等一些晶体硅提纯工艺提炼出9-11N的高纯硅。

第二节

多晶硅供需及盈利水平分析

一、多晶硅产能规模分析

图表：2014-2016年我国多晶硅产能规模分析

数据来源：中研普华数据库

二、多晶硅产量规模分析

图表：2014-2016年我国多晶硅产量规模分析

数据来源：中研普华数据库

三、多晶硅市场需求分析

从多晶硅的价格走势分析其市场需求。

2014年我国多晶硅价格总体比较平稳;2015年多晶硅价格全年呈“一路下跌”的走势;2016年上半年，受“630”下游抢装影响，多晶硅价格开始稳步上扬，随着630抢装结束，下游需求减弱导致多晶硅价格自7月份开始下滑并持续至9月末;价格下跌使得多晶硅厂家开始主动检修减产，同时下游厂家利用低价时机开始囤货，促使需求再次增加，11月开始多晶硅价格重新步入上涨趋势。

图表：2014-2016年我国光伏级多晶硅价格情况

数据来源：中研普华数据库

从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充，解决特殊应用领域和边远无电地区民用生活用电需求，从环境保护及能源战略上都具有重大的意义。从远期看，光伏发电终将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源。

2020-12-22

光伏行业是指光伏发电相关的设备制造行业，属于新能源产业，国内超过3/4的领土光照资源符合太阳能资源利用，应用潜力较大。

新思界产业研究中心发布的《2020年光伏行业深度市场调研及投资策略分析研究报告》指出，与传统火电相比较，光伏发电对环境几乎污染；与水电、风电和核电相比，光伏发电无排放、噪声低，且技术已经成熟；近年来国内光伏行业发展很快，且规模较大，对国家的补贴资金造成一定压力，因此国家对光伏行业的支持政策逐步减弱，行业的竞争优势需要转型，降低对国家支持政策的依赖。

光伏发电可以充分利用太阳能，是未来环保、稳定、可靠的能源。由于光伏行业在初期投资规模相对较高，后期运营成本低，因此国内外主要国家和地区在早期均对光伏行业的市场开拓领域制定了设备安装补贴、上网价格补贴等政策，对光伏行业早期的市场开发有极大的推动作用。

中国光伏行业在国内外终端补贴政策的支持下快速发展，行业正在逐步成熟，占世界比重超过65%，规模较大。国内2017年光伏行业下游装机容量达到53GW，国内各级政府在短期内可以补贴，但从长期来看，如果持续保持这么大的规模财政资金难以承担。

从光伏发电成本测算来看，部分地区光伏发电成本已经低于火电，为补贴政策降低提供了技术依据。另外从行业发展角度来看，光伏行业已经过了发展初期阶段，持续的高额补贴政策反而会助长企业惰性，忽视成本控制、新技术研发、生产工艺改进等方面能力的提升，因此国内补贴政策逐步降低补贴标准。

2018年，国内国家发展改革委、财政部、国家能源局联合发布了《关于2018年光伏发电有关事项的通知》，提出国内需要合理把握光伏发电项目推进节奏，优化新建的建设规模；加快光伏发电补贴退坡，降低光伏发电行业补贴标准；进一步发挥市场配置资源的决定性作用。

2020年1月，国家能源局发布《国家能源局关于2020年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》，计划竞价补贴10亿元、光伏竞价规模在27.8GW，相对于之前补贴规模有下降。

新思界研究分析师认为，光伏行业国家支持政策减弱从行业发展周期、技术水平和财政等方面来看是大势所趋，虽然短期内造成行业内部分企业裁员、收入下降，但更多的企业开始加强新技术研发、向储能电池领域拓展、控制经营成本等措施，行业竞争优势将向技术、成本控制、服务等方面转型，行业可持续发展能力进一步增强。