发电|碳中和｜光伏发电并网技术发展趋势( 二 )

(一)光伏并网逆变技术
国际光伏逆变器市场仍然被外国公司寡头垄断。近年来主要的变化是过去是专业型企业主导的市场(SMA ， Power-one ， KACO等) ，现在ABB、GE、西门子、施耐德这些跨国巨头也纷纷加入，中国企业也在努力向欧美市场渗透。 2007年以后，国外并网光伏发电系统中逆变器的选型越来越倾向于小型化、智能化、模块化，小型光伏并网逆变器的使用已成为光伏并网发展的趋势。
转换效率是评价光伏逆变器优劣的一项重要指标，随着新型半导体材料、新型拓扑和高效磁材料的应用，以及最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking ，简称MPPT)技术的改进，逆变器效率不断提高，目前国际上逆变器最大效率已达到99% 。近年来多电平技术在光伏逆变器中也得到了广泛应用，除了常规的3电平拓扑外，还有PowerOne的4电平、SMA的5电平、ABB的简化5电平等，此外，模块化多电平MMC也将应用于光伏逆变器。在电力电子器件方面， SiC等新材料开始得到应用，有助于提高设备开关频率，减小体积，降低成本。
为了提高光伏并网系统的并网可靠性，提高系统效益，光伏逆变器仍需要继续提高效率，同时加大功率，提高电压等级。因此， 2.5MW及以上功率等级的逆变器得到了越来越广泛的应用，相较于1MW的逆变器，至少可降低0.1元/W成本;另外，高电压等级的直流系统(例如1500V直流系统)也受到越来越多的关注，此类系统除可以降低成本外，同时可以减小系统损耗。
(二)光伏并网监控技术
施耐德电器光伏业务部门在2015年推出了一套全新的光伏解决方案以及增强型监控应用，它可与施耐德电气的转换变电站以及监控系统相连;SolarEdge展示了最新的住宅光伏储能系统及扩增产品，从而使得特斯拉的家庭储能系统Powerwall与电网和光伏系统相融合;光伏远程监控解决方案提供商Meteocontrol ，在2015年3月对即将发生的德国日蚀现象可能导致的极端波动现象进行了精准预测，从而保证电网运营商和电力交易商对此进行了快速反应，确保了系统的安全稳定。
(三)反孤岛保护技术
反孤岛保护技术是光伏技术中的一项重要研究内容，在电网发生故障的情况下能够保证并网光伏系统及时停机，避免不必要的意外发生，提高了系统的整体安全性和可靠性。
对于分布式发电系统的反孤岛保护技术，国际上提出了很多控制方法，除了传统的被动法之外，还有主动的频率扰动、电压扰动等方法。此外，远程法逐渐成为研究的热点，该方法更加适用于大规模的复杂光伏并网系统，避免多台逆变器之间的互相干扰，可靠性更高，适用范围更广。
(四)光伏直流并网技术
日本电信电话株式会社(NTT)针对供电领域的HVDC提出了一系列标准，并将光伏接入高压直流系统。 2015年NTT公司与美国德克萨斯大学签订了关于“高压直流(HVDC)供电系统”验证业务的实施计划意向书，开展光伏发电系统与高压直流并网测试;与英国就海上风电与光伏混合电站的直流接入进行了方案讨论;与印度对于光伏接入直流系统的方案及经济性也进行了研究。
三、光伏发电并网技术发展趋势
未来随着光伏电价不断下调，光伏产业不可避免地需要引入市场竞争机制，这也要求对相关技术研发工作进行相应调整，从而适应产业变革的需要。
未来光伏发电并网技术发展的主要趋势如下：集中式和组串式逆变器的功率不断加大，效率提高，电压等级升高，从而降低成本，减少损耗;微型逆变器等组件级产品越来越丰富，以适应不同类型的市场需求;电网适应能力不断提高，例如低电压穿越、高电压穿越等功能不断完善，具有高可靠性的保护功能;未来光伏逆变器将与互联网相结合，实现数字化，基于云端存储和计算的数字化平台将得到更为广泛的应用。总体来看，未来光伏逆变器将朝着更高效、更可靠、更智能化的方向发展。