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分布式光伏并网系统关键技术研究Research on Key Technologies ofDistributed Photovoltaic Grid-connected System吴文进著中国科学技术大学出版社前言当前，我国经济正处于高速发展时期，经济总量已经稳居世界第二位，煤炭、石油和天然气的消耗量巨大，同时产生的二氧化硫和二氧化碳的年排放量均居世界前列，能源短缺与环境污染问题已成为我国社会可持续发展的两大难题。2015年12月12日，在巴黎气候变化大会上通过的巴黎协定确定了将全球平均气温较工业化前水平升高控制在2之内的发展目标，进一步降低碳排放已成为全球各国的共识。为了保护我们赖以生存的自然环境及实现可持续发展，可再生能源的利用是必然趋势。世界各国纷纷开始调整自身的能源结构，不断加重可再生能源在整个能源消耗中的比重，提高其开发与利用程度。太阳能以其环境友好、使用安全方便和储量丰富等优点，已被国际社会公认为最理想的替代能源。在我国，太阳能开发利用的潜力非常广阔，理论储量达每年17000亿吨标准煤。我国光伏产业起步于20世纪70年代，20世纪90年代为稳步发展时期，现在已经进入了快速发展阶段。在“十二五”时期，我国光伏产业技术进步显著，光伏制造和应用规模均居世界前列：根据国家能源局发布的太阳能发展“十三五”规划，“十三五”时期，我国太阳能产业将继续进行技术升级、降低成本、扩大应用，将实现不依赖国家补贴的市场化自我持续发展，成为实现2020年和2030年非化石能源分别占一次能源消费比重15%和20%目标的重要力量；预计到2020年底，我国太阳能光伏电站累计装机容量将会达到150GW,其中分布式电站为70GW。在国家政策的推动下，分布式光伏电站已经进入普及化应用时期，相关的理论研究和技术研发开始面临一些急需解决的关键问题，这其中就包括分布式光伏系统建模问题和提高并网电能质量以及并网稳定性的问题。对分布式光伏电站进行研究，首先需要建立其数学模型。所建模型应能准确反映分布式光伏电站运行特性，且具有一定的通用性，应能为分布式光伏并网系统的谐波谐振机理分析研究提供理论基础。光伏并网逆变器在额定工作状态时引入的谐波有限，可以由光伏系统内部的无源元器件补偿掉，进入电网的谐波可忽略不计。但光伏发电系统的输出功率与光照强度呈线性关系，因而受天气频繁复杂变化影响的分布式光伏电站常出现远低于额定工况的运行状态。当光伏并网逆变器工作在非额定状态下时，如光照受云层急剧变化影响而导致输出功率远低于额定功率时，其输出电流谐波将超过额定工况时谐波的510倍，并且其输出功率越低，输出电流的谐波含量越高；当电网支撑力较弱时，输出电流谐波也会远高于电