科普 | 光伏并网的电都去哪儿了？

余电的消耗形式

如图1所示，余电真的会进入电网的源头吗?

图1

通俗的说，并网逆变器跟随大电网的电压的幅度和相位，不能改变大电网的电压，只能往上送电流，因此被看做电流源。如图2所示，逆变器与电网的等效关系是带有N个负载(R和L)的电流源I(逆变器)与电压源U(电网)的并联。

图2

如图3所示，能量从逆变器流向电网的过程中不断地被消耗，在真正流至电网前被消耗完，可能有少量没有被消耗流向电网造成轻微的冲击，一般在考虑光伏系统接入量的时候通过对装机容量的限制已经基本避免了对电网造成冲击的问题。

图3

装机容量的限制

如图4所示G是日常电网的出力特性曲线，当存在光伏发电PV时，电网出力特性曲线变为G’。

图4

但在白天照射到组件的光强强弱会随着云或其他遮挡物的影响产生变化，如图5所示，在有遮挡物的情况下，PV的功率下降，电网功率上升，当遮挡物消失时，PV的功率回升，电网功率再次下降。

图5

通过以上的说明不难看出，光伏发电会对电网的稳定造成些许影响，所幸该影响是有限的也是可控的。

如图6所示，为了便于计算，我们以每个1250KVA变压器下10个住户为例，分到每个用户侧的总功率为125KW，一般每户的安装容量限制在总功率的30%以内，对上级变压器及电网的影响在源头已经得到控制，并通过其他用户的消耗，真正能通过变压器升压至电网的光伏发电少之又少。

图6

压降将电送出

逆变器中完成了直流升压，再将直流逆变成交流的过程，升压过程的计算方法如下：

单相逆变器升压侧电压=

三相逆变器升压侧电压=逆变器侧电网电压

如图7所示，通过升压确保了电流向外的流向。

图7

如图8所示，而实际情况下，逆变器侧电网电压并不等于并网点的电压。

图8

U是并网点的电压，U’是逆变器侧电网电压，在实际情况下逆变器与并网点的距离较远，存在线阻R, U’= U + IR。

当存在高阻抗问题，会引起输出电流震荡，而后跳脱，逆变器会进入Fault状态并产生报错，也就是我们常见到的电网电压超限和电网频率超限。

下面我们以逆变器输出最大交流电25A为例，最大交流功率为5100W，最大交流电流为25A，并网点电压为220V，使用YJV-3*4mm²、YJV-3*6mm²、YJV-3*6mm²进行对比。(由于大部分逆变器的最大交流电流都小于40A，故使用经验值：每mm²的铜芯交流线缆可承载3~5A的电流。)

① YJV-3*4mm²：百米线阻0.4375Ω，

U’ = U+ IR = 220V + 25A*0.4375Ω≈ 230.9V

P = IR² = 25A*0.4375Ω² ≈ 4.6W

Q = Pt = 4.6W*6h*365 = 10074Wh= 10.074KWh

② YJV-3*6mm²：百米线阻0.29Ω，

U’ = U+ IR = 220V + 25A*0.29Ω= 227.25V

P = IR² = 25A*0.29Ω² ≈ 2.1W

Q = Pt = 2.1W*6h*365 = 4599Wh=4.599KWh

③ YJV-3*10mm²：百米线阻0.175Ω，

U’ = U+ IR = 220V + 25A*0. 175Ω≈224.4V

P = IR² = 25A*0.175Ω²≈ 0.8W

Q = Pt = 0.8W*6h*365 = 1752Wh=1.752KWh

通过以上计算不难看出，线径越粗对逆变器端的电网电压影响越小，正常工作的时间也会变长，且耗费的能量就越少，上述是以最大输出电流为25A的逆变器来计算的，如果是大型项目耗费的能量就很可观了。

注：为了便于理解及计算，并未算入感性负载，若加入的话对比将会更明显;交流电计算稍微复杂一些，由于不影响结果计算方式用的是直流电的算法，便于理解。

总结

光伏并网点需要围绕逆变器并网侧电压来进行选择，通过选择电网稳定的并网点并配合线径合理的线缆确保逆变器并网侧电压在安规要求内，并网点不将就。

另外该总结下了，光伏并网的电先自己家用，用不完的只是去了隔壁老王家而已^-^老王用不完老李用，老李用不完老张用……直到用完为止……

附中国电网电压及频率要求：

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来源：知乎

文章作者：光伏家平台