1.1 光伏电站的分类

1.1.1 光伏电站的主要类型与构成

利用光伏阵列将太阳辐射能直接转换为电能的发电系统，统称为太阳能光伏发电系统。目前，太阳能光伏发电系统根据其运行模式是否与公共电网相连可以分为离网型光伏发电系统、并网型光伏发电系统以及混合型光伏发电系统。

离网型光伏发电系统不与公共电网相连，其产生的电能在自身系统内进行消纳而不馈入电网，该系统往往具备储能装置，以在没有光照的情况下供负载使用，产生的剩余电力只能做弃电处理，该系统为交流负载供电时需要安装逆变装置。离网型光伏发电系统广泛应用于偏远山区、无电区、海岛、通信基站等公共电网不容易到达的场所。

并网型光伏发电系统与公共电网相连，其产生的直流电通过逆变后转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，并直接或再变压后馈入电网，该类系统往往不需要储能装置，其主要形式包括分布式光伏电站和集中式光伏电站。

混合型光伏发电系统兼具离网光伏发电系统和并网光伏发电系统的特性，把光伏阵列产生的电能馈入公共电网的同时亦可将部分电能储存于蓄电设备中，为负载供电时逆变设备可以快速地在公共电网和蓄电设备之间进行切换，该类系统主要为了保证敏感负载供电的可靠性以及作为公共电力不稳定地区的电力补充。图1-1为光伏发电系统的分类及应用方向。

就光伏发电系统的规模和应用形式而言，有简单系统和复杂系统之分。例如最简单的光伏发电应用系统只包含太阳电池和负载，而复杂的地面光伏发电系统主要由光伏方阵、控制器、蓄电池、逆变器、汇流箱、低压柜、高压柜、防雷器、系统检测设备、升压并网设备等部分组成。典型光伏发电系统的组成如图1-2所示。

1.1.2 光伏电站的规模

并网型光伏发电系统是将光伏系统产生的电能输送到公共电网上。此系统与公用电网通过标准接口相连接，类似一个小型的发电厂连接到国家电网的连接方式，从而成为电网的补充。并网型光伏发电系统已开始进入大规模商业化应用阶段，成为电力工业组成部分的重要发展方向。

并网型光伏发电系统可依据装机容量或电压等级，对光伏电站进行划分。根据光伏电站的装机容量，可分为小规模（100kW以下）、中规模（100kW～1MW）、大规模（1～10MW）和超大规模（10MW以上）。

根据光伏发电系统的规模，并网型光伏发电系统可以分为集中式和分布式两种类型。集中式并网型光伏发电系统一般会选址于太阳能资源较为稳定且丰富的荒漠沙地、山地、水面等构建大型光伏电站，接入高压输电系统进行远距离输电，充分利用太阳能辐射与用电负荷的正调峰作用，能够起到削峰的作用，集中式并网型并网系统的发电规模一般超过1 MW，甚至达到几十、几百兆瓦。分布式并网型光伏发电系统选址较为灵活，主要基于建筑物表面，如光伏建筑一体化系统、光伏蔬菜大棚等，就近解决用户的用电问题，通过并网的形式实现供电差额的补偿与传送，一般接入电网的电压等级不高，电站规模可以从几千瓦到几百千瓦。并网型光伏发电系统的分类如图1-3所示。

1.1.3 并网接入电压等级

还可以通过光伏电站的电压等级对光伏电站规模进行划分。综合考虑不同电压等级电网的输配电容量、电能质量等技术要求，根据光伏电站接入电网的电压等级，其可分为小型、中型、大型光伏电站。

小型光伏电站——接入电压等级为0.4kV低压电网的光伏电站。

中型光伏电站——接入电压等级为10～35kV电网的光伏电站。

大型光伏电站——接入电压等级为66kV及以上电网的光伏电站。

小型光伏电站的装机容量一般不超过200kW（峰值）。

光伏电站接入公用电网一般有3种方式。

（1）大型光伏电站接入公用电网的方式

大型光伏电站是以专线接入电力系统的变电站，其接入公用电网的电压等级通常在66kV以上。专线接入66kV公共电网结构如图1-4所示。

（2）中型光伏电站接入公用电网的方式

中型光伏电站以T接方式接入公用电网，要求光伏电站的容量应小于公用电网线路最大输送容量的30%，其接入电网的技术要求如下：

1）公共连接点应安装易操作，具有明显开断点的开断设备。

2）公共连接点应具备失压跳闸及检有压合闸功能，失压跳闸定值宜整定为30%U_N、10s，检有压定值宜整定为85%U_N。

T接方式接入10kV公共电网结构图如图1-5所示。

T接方式接入10kV公共电网技术要求如下：

1）10kV公网线路投入自动重合闸时，应调整重合闸时间或增加检无压重合功能。

2）公共连接点（用户进线开关）应安装易操作、可闭锁、具有明显开断点、带接地功能、可开断故障电流，具备失压跳闸及检有压合闸功能的开断设备。

3）失压跳闸定值宜整定为30%U_N、10s，检有压定值宜整定为85%U_N。

4）配电自动化系统自动故障隔离功能，应适应分布式光伏接入，以确保定位准确，隔离策略正确。

（3）小型光伏电站接入公用电网的方式

小型光伏电站的容量小于或等于上一级变压器供电区域内最大负荷的25%，可直接接入380V配电电网。其典型接线方式如图1-6所示。其主要技术要求如下：

1）公共连接点（用户进线开关）应安装易操作、具有开关位置状态明显指示、带接地、可开断故障电流的开关设备，并具备失压跳闸及检有压合闸功能，失压跳闸动作定值宜整定为30%U_N、10s动作。

2）公共电网恢复供电后，分布式光伏需经有压检定方可合闸，检有压定值宜整定为85%U_N。

3）并网点应装设易于操作、有明显断开指示、具备过流保护功能的开关设备。

4）分布式光伏的电能计量装置应具备电流、电压、功率、电量等信息采集和三相电流不平衡监测功能，并能够实现数据存储和上传。

5）接入380V电网的分布式光伏，应采用三相逆变器，在同一位置三相同时接入电网。

6）采用220V分布式光伏接入方案时，应校核同一台区每相接入的光伏发电总容量，防止出现三相功率不平衡问题。

7）接入220V/380V分布式光伏并网验收时，应对公共连接点的谐波情况进行校核。