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編者按：隨著人們對(duì)光伏發(fā)電的熟知，人們對(duì)光伏系統(tǒng)也越來越好奇，本篇主要介紹一下光伏并網(wǎng)后的電流向問題。

隨著光伏發(fā)電推廣開來，光伏系統(tǒng)的引發(fā)的問題也層出不窮，下面我們就來看看在光伏并網(wǎng)到底是怎么回事？

余電的消耗形式

如圖1所示，余電真的會(huì)進(jìn)入電網(wǎng)的源頭嗎？

通俗的說，并網(wǎng)逆變器跟隨大電網(wǎng)的電壓的幅度和相位，不能改變大電網(wǎng)的電壓，只能往上送電流，因此被看做電流源。如圖2所示，逆變器與電網(wǎng)的等效關(guān)系是帶有N個(gè)負(fù)載（R和L）的電流源I（逆變器）與電壓源U（電網(wǎng)）的并聯(lián)。


如圖3所示，能量從逆變器流向電網(wǎng)的過程中不斷地被消耗，在真正流至電網(wǎng)前被消耗完，可能有少量沒有被消耗流向電網(wǎng)造成輕微的沖擊，一般在考慮光伏系統(tǒng)接入量的時(shí)候通過對(duì)裝機(jī)容量的限制已經(jīng)基本避免了對(duì)電網(wǎng)造成沖擊的問題。


裝機(jī)容量的限制

如圖4所示G是日常電網(wǎng)的出力特性曲線，當(dāng)存在光伏發(fā)電PV時(shí)，電網(wǎng)出力特性曲線變?yōu)镚’。


但在白天照射到組件的光強(qiáng)強(qiáng)弱會(huì)隨著云或其他遮擋物的影響產(chǎn)生變化，如圖5所示，在有遮擋物的情況下，PV的功率下降，電網(wǎng)功率上升，當(dāng)遮擋物消失時(shí)，PV的功率回升，電網(wǎng)功率再次下降。


通過以上的說明不難看出，光伏發(fā)電會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定造成些許影響，所幸該影響是有限的也是可控的。

如圖6所示，為了便于計(jì)算，我們以每個(gè)1250KVA變壓器下10個(gè)住戶為例，分到每個(gè)用戶側(cè)的總功率為125KW，一般每戶的安裝容量限制在總功率的30%以內(nèi)，對(duì)上級(jí)變壓器及電網(wǎng)的影響在源頭已經(jīng)得到控制，并通過其他用戶的消耗，真正能通過變壓器升壓至電網(wǎng)的光伏發(fā)電少之又少。


壓降將電送出

逆變器中完成了直流升壓，再將直流逆變成交流的過程，升壓過程的計(jì)算方法如下：

如圖7所示，通過升壓確保了電流向外的流向。

如圖8所示，而實(shí)際情況下，逆變器側(cè)電網(wǎng)電壓并不等于并網(wǎng)點(diǎn)的電壓。



U是并網(wǎng)點(diǎn)的電壓，U’是逆變器側(cè)電網(wǎng)電壓，在實(shí)際情況下逆變器與并網(wǎng)點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，存在線阻R,U’=U+IR。

當(dāng)存在高阻抗問題，會(huì)引起輸出電流震蕩，而后跳脫，逆變器會(huì)進(jìn)入Fault狀態(tài)并產(chǎn)生報(bào)錯(cuò)，也就是我們常見到的電網(wǎng)電壓超限和電網(wǎng)頻率超限。

下面我們以逆變器輸出最大交流電25A為例，最大交流功率為5100W，最大交流電流為25A，并網(wǎng)點(diǎn)電壓為220V，使用YJV-3*4mm²、YJV-3*6mm²、YJV-3*6mm²進(jìn)行對(duì)比。（由于大部分逆變器的最大交流電流都小于40A，故使用經(jīng)驗(yàn)值：每mm²的銅芯交流線纜可承載3~5A的電流。）

①YJV-3*4mm²：百米線阻0.4375Ω，

U’=U+IR=220V+25A*0.4375Ω≈230.9V

P=IR²=25A*0.4375Ω²≈4.6W

Q=Pt=4.6W*6h*365=10074Wh=10.074KWh

②YJV-3*6mm²：百米線阻0.29Ω，

U’=U+IR=220V+25A*0.29Ω=227.25V

P=IR²=25A*0.29Ω²≈2.1W

Q=Pt=2.1W*6h*365=4599Wh=4.599KWh

③YJV-3*10mm²：百米線阻0.175Ω，

U’=U+IR=220V+25A*0.175Ω≈224.4V

P=IR²=25A*0.175Ω²≈0.8W

Q=Pt=0.8W*6h*365=1752Wh=1.752KWh

通過以上計(jì)算不難看出，線徑越粗對(duì)逆變器端的電網(wǎng)電壓影響越小，正常工作的時(shí)間也會(huì)變長，且耗費(fèi)的能量就越少，上述是以最大輸出電流為25A的逆變器來計(jì)算的，如果是大型項(xiàng)目耗費(fèi)的能量就很可觀了。

注：為了便于理解及計(jì)算，并未算入感性負(fù)載，若加入的話對(duì)比將會(huì)更明顯；交流電計(jì)算稍微復(fù)雜一些，由于不影響結(jié)果計(jì)算方式用的是直流電的算法，便于理解。

總結(jié)

光伏并網(wǎng)點(diǎn)需要圍繞逆變器并網(wǎng)側(cè)電壓來進(jìn)行選擇，通過選擇電網(wǎng)穩(wěn)定的并網(wǎng)點(diǎn)并配合線徑合理的線纜確保逆變器并網(wǎng)側(cè)電壓在安規(guī)要求內(nèi)，并網(wǎng)點(diǎn)不將就。

另外該總結(jié)下了，光伏并網(wǎng)的電先自己家用，用不完的只是去了隔壁老王家而已^-^老王用不完老李用，老李用不完老張用……直到用完為止……

附中國電網(wǎng)電壓及頻率要求：
原標(biāo)題：光伏并網(wǎng)的電去哪兒了？