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摘要：从系统设计方案、设备选型、安装及运行维护等方向，对家用分布式并网光伏系统进行了探讨和研究，在工程实践以及供用电双方系统日常管理均具有一定指导作用。
关键词：分布式、光伏系统、建设、维护
1.项目建设方案
1.1、系统原理
分布式光伏发电是利用太阳能电池的“光生伏特效应”，将太阳的辐射能量直接转换成电能的发电系统，也是当前有效利用太阳能的一个重要途径。倡导就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则，不仅能够有效提升同等规模的光伏电站的发电量，还有效解决了电力在升压和长途运输中的损耗问题。
系统主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。白天有日照时，太阳能电池方阵发出的电，经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电后并入公共电网，构成并网光伏发电系统。若是将太阳能所发出的电经过并网逆变器直接为当地的交流负载供电，不与公共网相连接，则构成离网发电系统。本文主要探讨的是家用屋顶分布式并网光伏发电系统。
1.2、项目设计原则
作为家用并网光伏系统，一般有以下几个设计原则：
1）利用现有建筑物进行设计，不破坏现有建筑结构；
2）主要设备选型遵循先进性、成熟性、稳定性的原则；
3）发电系统推荐的并网电压序列为：光伏发电系统在200KVA以内的接入0.4KV低压电网，在200KVA～8MVA的接入10KV中压电网，更大容量的接入更高电压等级的配电网。；
4）自发自用，余电上网；
1.3、地理因素及气象条件
项目的设计及建设需要考虑地理因素。以湖北省武汉市为例，地理坐标为北纬 30.37°，东经 114.08°，海拔高度23.1m，属亚热带季风性湿润气候，年平均气温在15.8～17.5℃之间。武汉地势平坦，大气能见度较高。但与国内大多数地区相比，武汉地区的太阳能利用总量相对较少，年平均日照小时数为1958h，全年相对日照时间约为45%，辐照量为1400～1750kWh/㎡。武汉地区太阳能年均发电量估算约为250kWh/㎡。
1.4、主要产品选型原则
光伏组件：选用高效能晶体硅太阳能电池片，高透光的低铁钢化玻璃，具有优良的机械强度，组件适应各种恶劣天气的高耐候性，具有广泛的的适用性。
并网逆变器：操作简便，安全可靠，转换效率高，最好集成汇流功能，支持多种通讯接口，有实时监控及故障监测功能，具有一定的直流和交流防雷功能。
光伏支架：一般优先采用碳钢和铝合金构成支架，主要支撑导轨为冷轧成型型钢，铝合金配件原材料为优质铝镁合金，表面氧化处理，外形美观，防腐性能优良。
2、光伏系统的建设安装
2.1、家用屋顶式光伏系统的安装
现在家用屋顶式光伏系统，工程实践中多采用热镀锌支架安装，每个阵列中间用水泥基础做支撑，既不破坏原有屋顶防水结构，又很好的搭配了陣列的整体配重，做到了防风、防寒、防热的多重效果。
2.2、并网接入方案
根据国家相关规程要求，分布式光伏并网点应该安装易操作、具有明显开断指示、具有开断故障电流能力的开断设备。接入装置应该具备失压跳闸及检有压闭锁合闸功能。电能计量装置应该具备电流、电压、电量等信息采集和三相电流不平衡监测功能，并将采集数据上传相关电网调度部门。接入380/220V配电网的分布式光伏并网验收时，应测量其并网点的谐波。10KV的公共电网线路投入自动重合闸时，还要校核重合闸时间以及执行远程调度控制指令的执行情况。
本项目总安装容量为 10KW，采用 1 台组串式并网逆变器，经由并网开关/计量箱统一接入至用户侧市电引入配电箱，实现自发自用余电上网。在逆变器与市电并网端之间设置一块电度表，可对系统发电量进行计量，作为电力局补贴发放的依据，与电力局结算的电表采用双向计量电度表，可对太阳能发电系统余电上网的电量与购电电量进行计量，作为双方买/卖电的结算依据。
2.3、系统监控方案
采用一套监控系统集中监控整个光伏发电区域，此系统可以对逆变器进行实时监测和控制，监控内容包括：光伏发电实时功率、系统累计发电量、系统效率、系统故障等相关信息。
2.4、系统防雷方案
项目防雷方案参照 GB50057-94 《建筑防雷设计规范》，光伏电站为三类防雷建筑。
1）雷电直击防护，据现场勘查项目所在建筑屋顶较高且附近没有较高之建筑物，且光伏阵列高度超出建筑防雷网之高度，光伏组件阵列有直接被雷击之可能，需考虑直击雷防护，初步方案为在建筑原有防雷網加装避雷针，光伏阵列支架采用热镀锌扁钢接入建筑防雷网。
2）电涌侵入防护，直流侧每台汇流箱及并网逆变器都必须具有性能良好的防雷装置，确保过电压进入设备时防雷装置可以起到保护作用。
3）接地防护，良好的接地是防雷保护的重要保障，包括光伏阵列、汇流箱、电缆桥架、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等所有设备，都需具备良好的接地。
2.5、并网性能评价
根据GB/T29319《光伏发电系统接入配电网技术规定》的相关要求，需要对光伏系统并网情况出具检测报告，主要是电能质量（闪变、谐波、直流分量）、防孤岛评价、电网适应性评价、功率特性评价等。
3、光伏系统的运行巡视
现在的光伏发电设备日趋成熟，组件的维护也较为简单。主要是以下方面注意巡视：
3.1、光伏组件。应定期检查和清洁光伏组件，使用干燥或潮湿的柔软洁净的布料擦拭，保持表面清洁，提高发电效率。检查光伏组件不存在玻璃破碎、背板灼焦、明显的颜色变化等情形，接线良好，组件牢固接地，组件与支架的接触电阻应不大于4Ω。
3.2、逆变器。警示标识正常无破损，运行温度正常，散热装置启停正常无异响。
3.3、终端监视器。显示正常，无异常报警，数据传输正确。
4、并网后的故障管理
在分布式光伏发电系统并网后，产权分界设置在并网开关处，相应计量、维护分别由供电单位的营销、检修部门负责。供电公司负责对接入的公用部分，包括接入的断路器、隔离开关、电缆线路和相应的通信设施等进行巡视维护。用户负责对其发电设备定期维护，也可签署维护协议交由供电公司代为维护。并网后，检修工作的主要难点在于复杂网络中未知的电源点对于工作人员的安全威胁，以及大量分布式光伏接入后计划停电前的负荷转移方案的制定等。具体来说，配网调度部门需要在停电检修前，根据网络结构和光伏接入情况制定停电计划，明确负荷转移方案，在工作票中签发各断路器、分段开关等操作内容，检修人员需要熟悉光伏发电设备的工作特性和运维要求，按照配网操作规程实地操作即可。
分布式光伏系统通过380V接入大电网的情况，其对大电网系统的运维影响非常小，而且光伏本体内部故障时会解列，不会对线路上的其他用户造成停电，因此通常只在公共连接点处安装计量、保护及自动化装置即可满足配网运行要求，而且在380V电压等级不配置防孤岛保护。
若是线路发生故障，并网接口装置监测到电网电压、电流等信息，自动将分布式光伏切除，随后线路故障处保护动作，通过并网接口装置远动功能，确保光伏已经切除，此时便可进行故障检修的相应操作，排查线路故障并进行故障定位和维修。故障排除后，先从线路部分进行合闸操作，分布式光伏系统在供电回复正常后延时启机操作。
参考文献：
【1】张中青。分布式光伏发电并网与运行维护管理 [M]。北京：中国电力出版社，2014.
【2】周志敏。分布式光伏发电系统工程设计与实例 [M]。北京：中国电力出版社，2014.
关键词：分布式、光伏系统、建设、维护
1.项目建设方案
1.1、系统原理
分布式光伏发电是利用太阳能电池的“光生伏特效应”，将太阳的辐射能量直接转换成电能的发电系统，也是当前有效利用太阳能的一个重要途径。倡导就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则，不仅能够有效提升同等规模的光伏电站的发电量，还有效解决了电力在升压和长途运输中的损耗问题。
系统主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。白天有日照时，太阳能电池方阵发出的电，经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电后并入公共电网，构成并网光伏发电系统。若是将太阳能所发出的电经过并网逆变器直接为当地的交流负载供电，不与公共网相连接，则构成离网发电系统。本文主要探讨的是家用屋顶分布式并网光伏发电系统。
1.2、项目设计原则
作为家用并网光伏系统，一般有以下几个设计原则：
1）利用现有建筑物进行设计，不破坏现有建筑结构；
2）主要设备选型遵循先进性、成熟性、稳定性的原则；
3）发电系统推荐的并网电压序列为：光伏发电系统在200KVA以内的接入0.4KV低压电网，在200KVA～8MVA的接入10KV中压电网，更大容量的接入更高电压等级的配电网。；
4）自发自用，余电上网；
1.3、地理因素及气象条件
项目的设计及建设需要考虑地理因素。以湖北省武汉市为例，地理坐标为北纬 30.37°，东经 114.08°，海拔高度23.1m，属亚热带季风性湿润气候，年平均气温在15.8～17.5℃之间。武汉地势平坦，大气能见度较高。但与国内大多数地区相比，武汉地区的太阳能利用总量相对较少，年平均日照小时数为1958h，全年相对日照时间约为45%，辐照量为1400～1750kWh/㎡。武汉地区太阳能年均发电量估算约为250kWh/㎡。
1.4、主要产品选型原则
光伏组件：选用高效能晶体硅太阳能电池片，高透光的低铁钢化玻璃，具有优良的机械强度，组件适应各种恶劣天气的高耐候性，具有广泛的的适用性。
并网逆变器：操作简便，安全可靠，转换效率高，最好集成汇流功能，支持多种通讯接口，有实时监控及故障监测功能，具有一定的直流和交流防雷功能。
光伏支架：一般优先采用碳钢和铝合金构成支架，主要支撑导轨为冷轧成型型钢，铝合金配件原材料为优质铝镁合金，表面氧化处理，外形美观，防腐性能优良。
2、光伏系统的建设安装
2.1、家用屋顶式光伏系统的安装
现在家用屋顶式光伏系统，工程实践中多采用热镀锌支架安装，每个阵列中间用水泥基础做支撑，既不破坏原有屋顶防水结构，又很好的搭配了陣列的整体配重，做到了防风、防寒、防热的多重效果。
2.2、并网接入方案
根据国家相关规程要求，分布式光伏并网点应该安装易操作、具有明显开断指示、具有开断故障电流能力的开断设备。接入装置应该具备失压跳闸及检有压闭锁合闸功能。电能计量装置应该具备电流、电压、电量等信息采集和三相电流不平衡监测功能，并将采集数据上传相关电网调度部门。接入380/220V配电网的分布式光伏并网验收时，应测量其并网点的谐波。10KV的公共电网线路投入自动重合闸时，还要校核重合闸时间以及执行远程调度控制指令的执行情况。
本项目总安装容量为 10KW，采用 1 台组串式并网逆变器，经由并网开关/计量箱统一接入至用户侧市电引入配电箱，实现自发自用余电上网。在逆变器与市电并网端之间设置一块电度表，可对系统发电量进行计量，作为电力局补贴发放的依据，与电力局结算的电表采用双向计量电度表，可对太阳能发电系统余电上网的电量与购电电量进行计量，作为双方买/卖电的结算依据。
2.3、系统监控方案
采用一套监控系统集中监控整个光伏发电区域，此系统可以对逆变器进行实时监测和控制，监控内容包括：光伏发电实时功率、系统累计发电量、系统效率、系统故障等相关信息。
2.4、系统防雷方案
项目防雷方案参照 GB50057-94 《建筑防雷设计规范》，光伏电站为三类防雷建筑。
1）雷电直击防护，据现场勘查项目所在建筑屋顶较高且附近没有较高之建筑物，且光伏阵列高度超出建筑防雷网之高度，光伏组件阵列有直接被雷击之可能，需考虑直击雷防护，初步方案为在建筑原有防雷網加装避雷针，光伏阵列支架采用热镀锌扁钢接入建筑防雷网。
2）电涌侵入防护，直流侧每台汇流箱及并网逆变器都必须具有性能良好的防雷装置，确保过电压进入设备时防雷装置可以起到保护作用。
3）接地防护，良好的接地是防雷保护的重要保障，包括光伏阵列、汇流箱、电缆桥架、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等所有设备，都需具备良好的接地。
2.5、并网性能评价
根据GB/T29319《光伏发电系统接入配电网技术规定》的相关要求，需要对光伏系统并网情况出具检测报告，主要是电能质量（闪变、谐波、直流分量）、防孤岛评价、电网适应性评价、功率特性评价等。
3、光伏系统的运行巡视
现在的光伏发电设备日趋成熟，组件的维护也较为简单。主要是以下方面注意巡视：
3.1、光伏组件。应定期检查和清洁光伏组件，使用干燥或潮湿的柔软洁净的布料擦拭，保持表面清洁，提高发电效率。检查光伏组件不存在玻璃破碎、背板灼焦、明显的颜色变化等情形，接线良好，组件牢固接地，组件与支架的接触电阻应不大于4Ω。
3.2、逆变器。警示标识正常无破损，运行温度正常，散热装置启停正常无异响。
3.3、终端监视器。显示正常，无异常报警，数据传输正确。
4、并网后的故障管理
在分布式光伏发电系统并网后，产权分界设置在并网开关处，相应计量、维护分别由供电单位的营销、检修部门负责。供电公司负责对接入的公用部分，包括接入的断路器、隔离开关、电缆线路和相应的通信设施等进行巡视维护。用户负责对其发电设备定期维护，也可签署维护协议交由供电公司代为维护。并网后，检修工作的主要难点在于复杂网络中未知的电源点对于工作人员的安全威胁，以及大量分布式光伏接入后计划停电前的负荷转移方案的制定等。具体来说，配网调度部门需要在停电检修前，根据网络结构和光伏接入情况制定停电计划，明确负荷转移方案，在工作票中签发各断路器、分段开关等操作内容，检修人员需要熟悉光伏发电设备的工作特性和运维要求，按照配网操作规程实地操作即可。
分布式光伏系统通过380V接入大电网的情况，其对大电网系统的运维影响非常小，而且光伏本体内部故障时会解列，不会对线路上的其他用户造成停电，因此通常只在公共连接点处安装计量、保护及自动化装置即可满足配网运行要求，而且在380V电压等级不配置防孤岛保护。
若是线路发生故障，并网接口装置监测到电网电压、电流等信息，自动将分布式光伏切除，随后线路故障处保护动作，通过并网接口装置远动功能，确保光伏已经切除，此时便可进行故障检修的相应操作，排查线路故障并进行故障定位和维修。故障排除后，先从线路部分进行合闸操作，分布式光伏系统在供电回复正常后延时启机操作。
参考文献：
【1】张中青。分布式光伏发电并网与运行维护管理 [M]。北京：中国电力出版社，2014.
【2】周志敏。分布式光伏发电系统工程设计与实例 [M]。北京：中国电力出版社，2014.