并网逆变器和自发自用逆变器



一文轻松读懂四大光伏发电系统：并网、离网、并离网储能和微网

一文轻松读懂四大光伏发电系统：并网、离网、并离网储能和微网

太阳能光伏发电是一种将光能直接转化为电能的技术，它依赖于半导体界面的光生伏特效应。根据应用场景的不同，太阳能光伏发电系统可以分为并网发电系统、离网发电系统、并离网储能系统和多种能源混合微网系统。下面将分别对这四种系统进行详细介绍。

一、并网发电系统

并网发电系统依赖于电网，采用“自发自用，余电上网”或“全额上网”的工作模式。它由光伏组件、并网逆变器、负载、双向电表、并网柜和电网组成。工作原理是将光伏组件产生的直流电通过逆变器转化为交流电，再供给到负载和接入电网。这样，在满足家庭负载的同时，多余的电还可以卖入电网。

特点：

与电网连接，电量部分或全部上传电网。

电网停电时，光伏发电也停止，因为逆变器都有防孤岛功能，电网停电时光伏电也必须立刻断电，主要是出于安全考虑。

晚上居民还是依靠市电。

没有储能装置。

二、离网发电系统

离网发电系统不依赖于电网，依靠“边储边用”或“先储后用”的工作模式，不受停**响。它由光伏组件、离网逆变器、蓄电池、负载等构成。在有光照时，将太阳能转化为电能，通过离网逆变器给负载供电，或给蓄电池充电。在没有光照或电网停电时，可以通过蓄电池给交流负载供电。

特点：

不依靠电网的独立系统，只要有太阳光照满足，离网系统就可以独立工作，提供电能。

必须有储能设备，即蓄电池，否则晚上或阴雨天无法工作。

可以不接光伏，但必须有蓄电池作为储能设备。

三、并离网储能系统

并离网储能系统兼具离网和并网系统的优势，由光伏组件、并离网混合逆变器、蓄电池、负载等构成。白天有光的情况下，通过离并混合逆变器优先供给负载用电，多余的电存储到蓄电池中；晚上时，蓄电池通过离并网混合逆变器为负载进行供电。同时，可以设置充放电时间，以实现电价的峰平谷调节。当电网断电时，系统会自动切换为离网模式，保证用户供电需求。

特点：

可以并网卖电，在电网断电时也可以正常运行。

无电网情况下，必须有电池才能运行。

可以不接光伏，作为离网系统，进行电价削峰填谷或应急备电用。

四、微网系统

微网系统由分布式电源（光伏/风电/柴油）、负载、储能系统和控制装置构成的配电网络。它可将分散能源就地转化为电能，然后就近供给本地负载。微电网系统是一种能够自我控制、保护和管理的自治系统，不仅可以与外部电网并网接入，也可以孤立运行。它极大程度上解决了分布式电源并网问题，促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，是一种对负荷多种能源形式的高效供给，实现主动式配电网的智能电网系统。

特点：

自我控制、保护和管理的自治系统。

可以与外部电网并网接入，也可以孤立运行。

解决分布式电源并网问题，促进可再生能源的大规模接入。

以下是各系统示意图：

并网发电系统示意图：

分体式离网发电系统示意图：

一体式离网发电系统示意图：

并离网储能系统示意图：

微网混合能源系统示意图：

综上所述，不同类型的光伏发电系统各有其特点和适用场景。在选择时，应根据具体需求和条件进行综合考虑。

太阳能光伏发电系统一般分为哪几种类型？

太阳能光伏发电系统根据不同的应用场合一般分为并网发电系统、离网发电系统、并离网储能系统、并网储能系统和多种能源混合微网系统五种类型，具体介绍如下：

并网光伏发电系统

组成：由光伏组件、光伏并网逆变器、光伏电表、负载、双向电表、并网柜和电网组成。

工作原理：光伏组件受光照产生直流电，经逆变器转换成交流电，供给负载和送入电网。

上网模式：主要有“自发自用、余电上网”和“全额上网”两种。一般分布式光伏发电系统多采用“自发自用、余电上网”模式，即太阳能电池产生的电优先供给负载，负载用不完的多余电量送入电网，当供给负载电量不足时，电网和光伏系统可同时给负载供电。

离网光伏发电系统

应用场景：不依赖电网独立运行，一般应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等无电网地区或经常停电地区。

组成：一般由光伏组件、太阳能控制器、逆变器、蓄电池、负载等构成。

工作原理：有光照时，将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池充电；无光照时，由蓄电池通过逆变器给交流负载供电，实用性很强。

并离网光伏储能系统

应用场景：广泛应用于经常停电，或者光伏自发自用不能余电上网、自用电价比上网电价贵很多、波峰电价比波谷电价贵很多的场所。

组成：由光伏组件、太阳能并离网一体机、蓄电池、负载等构成。

工作原理：有光照时，光伏方阵将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池充电；无光照时，由蓄电池给太阳能控制逆变一体机供电，再给交流负载供电。相比并网发电系统，增加了充放电控制器和蓄电池，在电网停电时，光伏系统可继续工作，逆变器切换成离网工作模式给负载供电。

并网储能光伏发电系统

功能：能够存储多余的发电量，提高自发自用的比例。

组成：由光伏组件、太阳能控制器、蓄电池、并网逆变器、电流检测装置、负载等构成。

工作原理：当太阳能功率小于负载功率时，系统由太阳能和电网一起供电；当太阳能功率大于负载功率时，太阳能一部分给负载供电，一部分通过控制器将用不完的电储存起来。

多种能源混合微网系统

定义：微电网是一种新型网络结构，由分布式电源、负荷、储能系统和控制装置构成的配电网络。

工作模式：是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。

优势：将多种类型的分布式电源有效组合在一起，实现多种能源互补，提高能源利用率；能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡的重要形式。

解析分布式光伏发电的三种并网模式

分布式光伏发电的三种并网模式分别为完全自发自用模式（防逆流）、自发自用余电上网模式、全额上网模式，以下是对这三种模式的详细解析：

完全自发自用模式（防逆流）模式特点：

“并网不上网”，即光伏电站所发出的电力只供给自己使用，不向电网输电。当光伏发出的电力不足以供应自家负荷使用时，不足部分由电网补充。

接入点在电网公司计量表的下端，理论上电网不会干涉光伏电站的接入，但要求光伏发电不可外送，需配备防逆流装置。

适用场景：

广泛应用于各种小型光伏发电站。

当发电站规模相对用户负荷占比较小，用户电价较贵且发电送出比较困难或电网不接收光伏电站的发电等情况下，可采纳此模式。

技术要求：

必须有一套防逆流装置，当光伏电站所发电力超过负荷用电量时，电流互感器将信号反馈给逆变器，逆变器根据负荷情况进行降容发电，以满足负荷用电需求并不向电网输电。

自发自用余电上网模式模式特点：

光伏电站发出的电力首先满足自己的负荷使用，多余的电量可以卖给电网公司。

接入需要与电网公司协商好相关售电协议，兼顾双方的利益。电网公司重新安装智能化双向电表，计量光伏电站的发电量和用户的用电量，并根据政策和协商电价支付或收取电费。

适用场景：

客户群体内最为理想的发电模式，适用于光伏电站建设规模较大，光伏发电的电力有较大剩余的情况。

通常要求安装自发自用余电上网的光伏电站的单位要自己消纳该电站所发电力的70%以上。

技术要求：

需要与电网公司协商售电协议，安装智能化双向电表进行电量计量。

全额上网模式模式特点：

光伏电站的交流输出直接接入电网的低压侧或高压侧，电站所发出的电力被直接销售给电网。

收益模式简单，收益期相较于常规分布式光伏项目更短。

适用场景：

主要适用于大型集中式光伏项目。

技术要求：

根据国家电网公司的要求，分布式电源并网电压等级可根据各并网点装机容量进行选择：8kW及以下可接入220V；8kW～400kW可接入380V；400kW～6MW可接入10kV；5MW～30MW以上可接入35kV等。

模式选择建议：用户要根据光伏电站规模和用电负荷、上网电价和用电价格等因素来确定并网模式，适合自身发展需求的才是最合理的模式。

并网逆变器能家用吗

网逆变器能家用，但需要满足特定条件并注意安全风险

一、家用可行性条件

1. 并网类型匹配

必须是并网型逆变器，且需与当地电网兼容（中国为220V/50Hz）。离网型或混合型逆变器需额外配置蓄电池，不适合直接接入电网。

2. 容量适配

家庭常用容量范围：

- 小型系统（3-5kW）：适用于日均用电10-20度家庭

- 中型系统（5-10kW）：适用于别墅或多电器家庭

2023年工信部数据显示，家用光伏逆变器平均容量为6.5kW/户。

3. 政策合规性

需向供电部门申请并网许可，安装由持证电工完成，并加装双向电表（符合GB/T 34129-2017标准）。

二、技术参数要求

1. 核心指标

- 转换效率：≥97%（华为、阳光电源等主流品牌可达98.5%）

- MPPT跟踪精度：＞99%

- 输出电压波动：±2%以内

- 防护等级：IP65（户外安装必备）

2. 安全保护

必须包含：

- 孤岛效应保护（IEEE 1547标准）

- 直流电弧检测

- 过压/欠压自动断网

- 绝缘阻抗监测

三、风险提示

1. 电气风险

非专业安装可能导致：

- 电网反送电危险（需安装防逆流装置）

- 直流高压触电（光伏组件端电压可达600V以上）

- 火灾风险（直流电弧温度超3000℃）

2. 法律风险

未获并网许可私接电网：

- 违反《电力法》第五十二条

- 面临最高5万元罚款

- 承担电网事故连带责任

四、实施建议

1. 设备选型

优先选择通过CQC认证的品牌：

- 华为SUN2000系列（智能组串式）

- 阳光电源SG系列（多MPPT设计）

- 固德威HT系列（支持虚拟电站功能）

2. 安装流程

① 电网公司报装申请 → ② 设备CQC认证核查 → ③ 持证电工安装 → ④ 供电部门验收并网 → ⑤ 定期年检维护

注：2024年起多地供电局要求光伏系统接入智能电网监控平台，需选择支持RS485/4G通信的逆变器。

科普！光伏电站的自发自用、发电自用的差别

光伏电站的自发自用与发电自用本质上没有差别，都是指光伏电站所发的电力优先供用户自身使用，但具体实现方式和相关细节有所不同，以下是对两者的详细科普：

一、自发自用

定义：自发自用通常指的是分布式光伏发电系统所发电量优先由发电用户（如企业、居民等）自己使用，多余电量（如果有的话）则可能馈入国家电网。这种模式下，光伏电站与用户的用电系统直接相连，实现电力的自给自足。

实现方式：

并网方式：光伏电站通过并网逆变器与用户电网相连，当用户用电时，优先使用光伏电站所发的电力。计量方式：通常需要安装双向电表来计量光伏电站的发电量和用户的用电量。用户自己使用的电量以节约电费的方式享受电网的销售电价，而多余电量则可能以规定的上网电价卖给国家电网。

注意事项：

自发自用并不意味着光伏电站发的电可以直接冲抵国家电网的用电。用户实际使用的电力来源可能是光伏电站，也可能是国家电网，这取决于光伏电站的发电量和用户的用电量。如果光伏电站白天发电不够用，国家电网会无缝供电，确保用户的用电正常化。此时，用户需要支付国家电网的电费。二、发电自用（通常指“自发自用，余电上网”模式中的自用部分）

定义：在“自发自用，余电上网”模式下，发电自用特指分布式光伏发电系统所发电量中用户自己使用的部分。这种模式下，用户不仅可以使用光伏电站所发的电力，还可以将多余电量卖给国家电网。

实现方式：

与自发自用类似，发电自用也是通过并网逆变器与用户电网相连，实现电力的自给自足。不同的是，“自发自用，余电上网”模式需要更复杂的计量系统来区分用户自己使用的电量和卖给国家电网的电量。

注意事项：

发电自用与自发自用一样，都需要注意光伏电站的发电量和用户的用电量之间的匹配问题。如果光伏电站发电量大于用户用电量，多余电量会馈入国家电网并获得电费收入；如果光伏电站发电量小于用户用电量，则不足部分需要由国家电网提供，并支付相应电费。三、自发自用与发电自用的共同点与差异

共同点：

两者都强调光伏电站所发的电力优先供用户自身使用。两者都需要通过并网逆变器与用户电网相连。两者都需要计量系统来记录光伏电站的发电量和用户的用电量。

差异：

自发自用更侧重于描述光伏电站与用户用电系统之间的直接连接和电力自给自足的概念。发电自用则更侧重于在“自发自用，余电上网”模式下用户自己使用的电量部分。四、展示（光伏发电系统示意图，展示了光伏电站与用户电网的连接方式）（双向电表示意图，用于计量光伏电站的发电量和用户的用电量）（光伏电站与国家电网并网示意图，展示了光伏电站、用户电网和国家电网之间的连接关系）（并网控制箱示意图，用于控制光伏电站与国家电网之间的电力转换）

综上所述，光伏电站的自发自用与发电自用虽然本质上没有差别，但在具体实现方式和相关细节上有所不同。用户需要根据自己的实际情况和需求选择合适的光伏电站并网方式和运营模式。

光伏发电自发自用余电上网,余电上网原理

光伏发电"自发自用、余电上网"的原理是：光伏系统产生的电能优先供用户自己使用，用不完的剩余部分通过逆变器转换为符合电网要求的交流电，然后输送至公共电网，电网公司会按政策对这部分上网电量进行计量和结算费用。

1. 核心原理

光伏组件将太阳能转化为直流电，通过逆变器转换为交流电。转换后的电能优先满足用户自身的实时用电需求。当发电量超过用电量时，剩余电能便会通过并网点输送到公共电网。

2. 关键设备与技术条件

实现余电上网的核心设备是并网逆变器，其作用是确保输出电能与电网同频率、同相位，并具备防孤岛保护等功能，以保证电网安全。系统必须安装双向电表，分别精确计量用户的自发自用电量、从电网的购电量以及向电网的售电量（余电上网量）。

3. 政策与收益

用户与电网公司签订购售电协议，电网公司会依据当地燃煤机组基准电价或政府规定的上网电价收购余电。电费结算周期通常为按月或按年。

如何选择光伏逆变器？

选择光伏逆变器需综合考虑多方面因素，以下是具体介绍：

依据应用场景选类型

市场上的光伏逆变器分为集中型逆变器、组串型逆变器、微型逆变器三种，应根据不同的环境和使用需求来选择：

集中型逆变器：主要应用于大型的地面电站，电压等级为315V，适合高压并网。如果建设的是大型地面光伏电站，集中型逆变器是合适的选择。组串型逆变器：又称分布式逆变器，主要应用于各类荒山、工商业或家庭屋顶，电站规模一般不大，通过全额上网或者余电上网方式并入国家电网。对于工商业屋顶或家庭屋顶的光伏发电项目，组串型逆变器能较好地满足需求。微型逆变器：主要应用于直接集成在电池板上，适合小型家庭类电站。如果只是为家庭安装小规模的光伏发电系统，微型逆变器是不错的选择。根据并网电压选输出电压等级

不同输出电压的并网逆变器适用于不同类型的电站：

220V输出电压的并网逆变器：一般应用于家庭光伏电站，这类电站大多采用自发自用余电上网的形式并入国家电网。如果家庭安装了光伏发电系统，且希望将多余的电卖给国家电网，同时自己也能使用部分光伏发电，可选择220V输出电压的并网逆变器。380V输出电压的并网逆变器：主要应用于建设在各类工商业屋顶电站以及目前国内很多地方以村为单位的小型集中型电站，这类电站多采用全额并网的形式并入国家电网。对于工商业屋顶的大型光伏电站或以村为单位的小型集中光伏电站，380V输出电压的并网逆变器更为合适。480V输出电压的并网逆变器：这类逆变器主要应用于10KV中压并网的荒山及滩涂电站。如果是在荒山或滩涂建设大型光伏电站，并需要10KV中压并网，那么应选择480V输出电压的并网逆变器。关注关键性能指标

逆变器的配置除了要根据整个光伏发电系统的各项技术指标并参考生产厂家提供的产品样本手册来确定，还需考虑以下指标：

额定输出功率：选择光伏逆变器时，其额定输出功率应与光伏发电系统的装机容量相匹配。一般来说，逆变器的额定输出功率应略大于光伏组件的总功率，以保证在光照充足时能够充分将直流电转换为交流电，避免出现功率限制导致发电效率降低的情况。例如，光伏组件总功率为5kW，那么可以选择额定输出功率为5.5kW或6kW的逆变器。输出电压的调整性能：由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V的蓄电池，其端电压可能在10V - 16V之间变化。这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并且能够稳定地输出符合要求的交流电压。良好的输出电压调整性能可以确保光伏发电系统在不同的工作条件下都能为负载提供稳定的电力供应。整机效率：目前太阳能电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳能电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。逆变器的效率越高，在将直流电转换为交流电的过程中损耗的能量就越少，能够更有效地将太阳能转化为电能。一般来说，应选择整机效率较高的逆变器，目前市场上优质的逆变器整机效率可以达到98%以上。启动性能：逆变器应具备良好的启动性能，能够在短时间内快速启动并进入正常工作状态。特别是在光照强度突然变化或系统重新启动时，逆变器能够迅速响应，保证光伏发电系统的稳定运行。同时，逆变器还应具备软启动功能，避免启动时对电网和设备造成冲击。考虑可靠性和保护功能

目前光伏电站系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并具备各种保护功能，如：

输入直流极性接反保护：防止在安装或维护过程中因直流输入极性接反而对逆变器造成损坏。交流输出短路保护：当交流输出端发生短路时，逆变器能够迅速切断输出，保护设备和电网的安全。过热、过载保护：在逆变器工作过程中，如果温度过高或负载过大，逆变器能够自动采取保护措施，如降低输出功率或停止工作，以避免设备损坏。

逆变器如何实现负载优先使用光伏发电

逆变器实现负载优先使用光伏发电主要基于电路原理和电压控制机制，具体实现方式如下：

核心原理：电压差驱动电流方向

根据电路原理，电流始终从电压高的地方流向电压低的地方，且同一时刻电流方向唯一。并网逆变器通过控制输出电压略高于电网电压，使负载优先消耗光伏发电，仅在光伏功率不足时由电网补充供电。

具体实现步骤

电压控制机制并网逆变器通过技术手段使其输出电压始终比电网电压高一点（例如高0.1V-0.5V）。由于电流优先流向电压较低的节点，负载会优先消耗光伏发电产生的电能。

功率匹配与供电切换

光伏功率≥负载功率：逆变器输出的电压持续高于电网电压，所有负载需求由光伏发电满足，多余电能通过并网点反向送入电网。

光伏功率＜负载功率：当光伏发电无法满足负载需求时，并网点电压下降，电网自动向负载补充差额电能。此时电流方向为“光伏+电网→负载”，但光伏部分仍优先被消耗。

关键技术保障

并网点位置选择光伏并网点需安装在用户电表内侧（靠近负载端），确保电压比较点位于负载与电网之间。若并网点在电表外侧，可能导致电压比较失效，无法实现优先自用。

电网稳定性支撑电网被视为“无穷大电源”，其电压和频率受电网调度系统稳定控制。即使光伏发电功率波动，电网也能通过调节保持电压稳定，确保供电切换无缝衔接。

配套设备与监测双电表计量系统

逆变器侧电表：记录光伏发电总量。

用户侧双向电表：记录光伏送入电网的电量（反向计量）和用户从电网购买的电量（正向计量）。通过数据对比可验证优先自用效果，例如某时段光伏发电50kWh，负载消耗60kWh，则双向电表显示反向送出0kWh、正向购入10kWh。

实际应用案例

以家庭光伏系统为例：

白天发电高峰：光伏功率为8kW，负载功率为5kW，此时8kW全部供给负载，多余3kW送入电网。傍晚发电不足：光伏功率降至3kW，负载功率仍为5kW，电网自动补充2kW，电流方向为“光伏3kW+电网2kW→负载5kW”。整个过程无需人工干预，完全由电压差和功率匹配自动实现。注意事项电压控制精度：逆变器需具备高精度电压调节能力（误差＜0.5%），否则可能导致供电切换延迟或电流环流。并网规范合规性：需符合当地电网公司的并网技术标准，例如并网点防雷、接地保护等要求。（注：此图为太阳能供电系统示例，原理与光伏并网类似）

通过上述机制，逆变器可高效实现“自发自用，余电上网”，最大化利用光伏发电的经济价值。

并网逆变器会导致电费增加吗

正常情况下，并网逆变器不会增加电费，反而可能减少电费；仅在故障或老化时可能轻微增加用电成本。

1. 并网逆变器的工作原理

其核心功能是将光伏板产生的直流电转换为符合电网要求的交流电。自身运行虽消耗少量电能，但功耗极低（通常不超过总发电量的1%-3%），远低于其转换输出的电能。

2. 不同使用场景的影响差异

◆ 家庭自发自用模式：白天光伏系统发电优先供给家电，此时逆变器耗电量几乎可忽略。若产生余电并网出售，综合计算后电费往往下降。

◆ 全额上网模式：所有发电量均出售给电网时，逆变器轻微功耗仅略微减少售电量，但家庭实际使用的电网购电量不受影响，因此不会推高电费。

3. 异常情况的例外处理

当设备持续出现散热异常、电容鼓包或电路板老化时，其功耗可能升至总发电量的10%以上。此时需及时维修，否则可能导致光伏系统净输出降低，间接影响电费节省效果。

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