【正文】 在此之前出臺(tái)的有關(guān)規(guī)劃政策，明確了產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展的路線和方向，同時(shí)描繪出了光伏平價(jià)上網(wǎng)的前景和目標(biāo)，已經(jīng)傳遞出支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展的信號(hào)。在光伏產(chǎn)業(yè)跌入低谷的這個(gè)冬天，利好政策帶來了陣陣暖意，帶來了企業(yè)在迷茫中走出困境的希望。根據(jù)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)來看，國(guó)家政策引導(dǎo)甚至強(qiáng)制規(guī)定，是光伏裝機(jī)能否在該國(guó)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。美國(guó)提出“太陽能先導(dǎo)計(jì)劃”意在降低太陽能光伏發(fā)電的成本，使其2015年達(dá)到商業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)的水平；日本也提出了在2020年達(dá)到28GW的光伏發(fā)電總量；歐洲光伏協(xié)會(huì)提出了“setfor2020”規(guī)劃，規(guī)劃在2020年讓光伏發(fā)電做到商業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)。靜止無功補(bǔ)償裝置（STATCOM）是柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）的重要設(shè)備，采用STATCOM進(jìn)行無功補(bǔ)償具有響應(yīng)速度快、輸出容量范圍大、占地面積小、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，在提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性，抑制電壓波動(dòng)與閃變，改善系統(tǒng)穩(wěn)定及動(dòng)態(tài)性能等方面具有重要作用，是變電站、風(fēng)電場(chǎng)、電弧爐等無功補(bǔ)償場(chǎng)合的理想裝置，具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于光伏電站自帶的無功補(bǔ)償裝置一直不能投入運(yùn)行，僅僅調(diào)整并網(wǎng)光伏逆變器的控制策略對(duì)光伏電站的電壓波動(dòng)的改善能力比較有限。（3）電壓波動(dòng)與閃變的改善方案由于供電端母線電壓出現(xiàn)短時(shí)暫降造成供電端母線電壓閃變超標(biāo)，若故障持續(xù)時(shí)間進(jìn)一步增大，光伏電站可能會(huì)因?yàn)榈碗妷捍┰侥芰Χ摼W(wǎng)，影響局部電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。這種新型的光伏并網(wǎng)控制系統(tǒng)采用兩個(gè)閉環(huán)進(jìn)行控制，即電壓外環(huán)控制和電流內(nèi)環(huán)控制。此系統(tǒng)主要是把光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變直流側(cè)當(dāng)成是APF的直流電壓側(cè)。直到1996年才提出了以瞬時(shí)無功功率理論為基礎(chǔ)的單相電路無功和諧波電流的檢測(cè)方法。采用定積分運(yùn)算的積分分離方法，盡管檢測(cè)效果好一些，但很難構(gòu)造所需要的積分器，基于瞬時(shí)無功功率理論的三相電路諧波檢測(cè)方法可以推廣到單相電路，但由于要先構(gòu)造三相電路并要對(duì)畸變電流進(jìn)行相移，所以實(shí)時(shí)性較差、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于實(shí)現(xiàn)。比如采用固定頻率濾波器的直接濾波法，存在較為嚴(yán)重的相移和頻率漂移問題，且無法直接分離出畸變電流中的基波有功分量。對(duì)三相電路來說，已經(jīng)有了得到公認(rèn)的諧波抑制和無功電流檢測(cè)方法，即基于瞬時(shí)無功功率理論的諧波檢測(cè)方法，并且它已經(jīng)在三相APF中獲得了成功的應(yīng)用。最早的諧波電流檢測(cè)方法是采用模擬電路實(shí)現(xiàn)的，這種方法對(duì)電網(wǎng)頻率波動(dòng)和電路元件參數(shù)十分敏感，而采用周期電流相位的無功電流檢測(cè)方法由于其具有較長(zhǎng)時(shí)間的延遲，實(shí)時(shí)性不好，且不能檢測(cè)電流中的諧波，因而不適應(yīng)要求快速反應(yīng)的光伏系統(tǒng)。因此可以充分利用光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)有的電力電子裝置，將諧波抑制和無功補(bǔ)償功能融入其中，形成具有諧波治理及無功補(bǔ)償?shù)墓δ埽瑥浹a(bǔ)現(xiàn)有補(bǔ)償設(shè)備的不足，改善電能質(zhì)量。 光伏電站系統(tǒng)電能質(zhì)量研究隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，大量非線性和沖擊性負(fù)荷接入電網(wǎng)，傳統(tǒng)的無源濾波已經(jīng)不能滿足電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的要求，因此可采用有源電力濾波器來實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)的無功補(bǔ)償和諧波抑制。作為光伏電站的投資建設(shè)單位也應(yīng)該在運(yùn)維管理方面發(fā)揮在降低度成本工作當(dāng)中的作用，共同努力來實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的平價(jià)上網(wǎng)。而在歐洲所建的光伏發(fā)電站基本上都是利用遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式對(duì)電站進(jìn)行管理，運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用相對(duì)國(guó)內(nèi)低很多。（7）充分利用先進(jìn)的自動(dòng)化手段，實(shí)現(xiàn)發(fā)電站的無人或少人值守國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電站基本上是每建一個(gè)電站就要設(shè)立一套人員及設(shè)施齊備的運(yùn)營(yíng)管理機(jī)構(gòu)來進(jìn)行電站的管理。一般來說，光伏電站的板陣呈規(guī)則陣列排布，風(fēng)荷載分布不均，呈現(xiàn)一定的衰減特性。（6）借助于先進(jìn)的仿真計(jì)算軟件．實(shí)現(xiàn)板陣支承結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化太陽電池板陣系統(tǒng)是光伏發(fā)電站中數(shù)量最大、價(jià)值最高的部分，室外布置的板陣支架設(shè)計(jì)最主要的是載荷設(shè)計(jì)，而目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)光伏電站在支架設(shè)計(jì)方面進(jìn)行深入研究的較少，設(shè)計(jì)質(zhì)量過剩的問題普遍存在。這種方式是將全部發(fā)電單元采用分區(qū)送出，每個(gè)區(qū)域的設(shè)置采用一段母線送出到主站的進(jìn)線柜，母線采用分段串聯(lián)形式，各段母線根據(jù)承載電流情況可選用適宜的規(guī)格。這種方式與方式一相比可減少進(jìn)線柜數(shù)量和高壓電纜用量。出線方式二是分組并聯(lián)出線方式。每一個(gè)發(fā)電單元出線均經(jīng)一路高壓電纜由進(jìn)線柜接入交流母線，開關(guān)柜及電纜數(shù)量很大，尤其是在35kV系統(tǒng)中，大多數(shù)高壓電纜最小規(guī)格為50ram2。每個(gè)發(fā)電單元至主站交流母線的出線方式主要有下圖所示的幾種方式。（5）結(jié)合廠站整體規(guī)劃分析功率分布．確定最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電單元出線方式光伏并網(wǎng)電站一般采用將整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)分為若干個(gè)發(fā)電單元的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)對(duì)比結(jié)果來確定全站的直流集電匯流線路物理布局。匯流的支路越多，線路的復(fù)雜性越大，同時(shí)還要考慮發(fā)電單元中逆變升壓設(shè)備的安裝位置，很難用簡(jiǎn)單的判斷或計(jì)算就能得到最佳的方案結(jié)果。圖9 幾種不同的組串引出線形式三種導(dǎo)線連接方式相比，線纜用量是不同的，從單獨(dú)每個(gè)支架的引出線路來看，方式一的引出線路最長(zhǎng)，方式二次之，方式三最短。在組串引出以及定位匯流箱安裝位置時(shí)要選用合理的方式使導(dǎo)線長(zhǎng)度最短，這樣既可減少線纜用量，又可降低線損。（4）采用科學(xué)手段，優(yōu)化板陣直流集電線路，進(jìn)一步降低線路損耗及線纜用量光伏發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電單元主要是光伏組件，一個(gè)光伏發(fā)電站是由一定數(shù)量的光伏組件按照設(shè)計(jì)要求及排列方式進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)組合后來提供光伏電力的。當(dāng)同一個(gè)組串中所串聯(lián)的光伏組件的電流或功率離散性較大時(shí)，組串中所有組件的電流或功率將會(huì)被鉗制在最小值的組件值上，造成組件功率的浪費(fèi)，使得光伏電站組件實(shí)際發(fā)電功率比安裝的功率要小，如果同組件中組件的離散性越大，則損失掉的功率也就越大。更加安全可靠的大功率并網(wǎng)逆變器在大型光伏電站應(yīng)用的必要性巳在行業(yè)內(nèi)被認(rèn)可，目前國(guó)內(nèi)外各主要逆變器生產(chǎn)廠商都在著手進(jìn)行更大功率逆變器的開發(fā)，并且已有一些品牌產(chǎn)品通過大規(guī)模應(yīng)用表現(xiàn)出了較明顯的優(yōu)勢(shì)。減少設(shè)備及材料用量更高效的大功率逆變器的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)中將會(huì)引起關(guān)聯(lián)設(shè)備材料的配置隨之變化，在逆變器前端，不論是輸入電流的增大還是輸入電壓的升高，其結(jié)果都會(huì)帶來匯流設(shè)備和電纜用量的減少。針對(duì)存在的問題，通過在逆變器硬件電路和軟件算法上進(jìn)行優(yōu)化，繼而可有效地解決光伏并網(wǎng)逆變器在弱光特性下的輸出諧波超標(biāo)、效率較低的問題。其采取的主要措施如下：（1）從關(guān)鍵設(shè)備入手，發(fā)揮設(shè)備潛能，進(jìn)一步提升系統(tǒng)在弱光條件下的效率通過對(duì)大功率逆變器的電路分析，在弱光條件下(一天中的早晚及陰雨多云天氣)：一方面，紋波電流占總輸出電流的比重將大幅增加，會(huì)導(dǎo)致逆變器輸出諧波含量超標(biāo)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)400V級(jí)以下電網(wǎng)，諧波含量要求THD≤5％，6kV／10kV級(jí)電網(wǎng)，要求THD≤4％，35kV級(jí)電網(wǎng)，要求THD≤3％，對(duì)于110kV級(jí)電網(wǎng)，要求THD≤2％，諧波超標(biāo)將會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成較大的諧波污染。作為國(guó)內(nèi)最早從事光伏發(fā)電系統(tǒng)集成應(yīng)用的振發(fā)新能源科技公司，經(jīng)過十余年的經(jīng)驗(yàn)積累和發(fā)展，在光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)研究及光伏工程設(shè)計(jì)，建設(shè)、技術(shù)服務(wù)、運(yùn)行維護(hù)等方面奠定了良好的基礎(chǔ)。目前一個(gè)典型的地面安裝10MW光伏電站的主要成本構(gòu)成及各部分所占比重如圖所示：圖8 光伏電站的主要成本構(gòu)成及各部分所占比重其中組件成本占68％，其他部分占32％。在光伏發(fā)電成本的構(gòu)成中，光伏電站的建設(shè)投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本占決定性因素。光伏電站建設(shè)中除組件和逆變器外，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的成本優(yōu)勢(shì)并沒有被充分挖掘。 光伏電站系統(tǒng)集成技術(shù)研究光伏電站系統(tǒng)集成關(guān)鍵在于系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，自2009年至今全國(guó)各地已有大量10MW級(jí)以上規(guī)模的大型光伏電站已建成投運(yùn)或正處于建設(shè)當(dāng)中，電站的設(shè)計(jì)及集成安裝技術(shù)從最初的模仿發(fā)展到現(xiàn)今，正逐步向合理性和專業(yè)化方向邁進(jìn)，光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由最初參差不齊的光伏企業(yè)自行設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向了具有電力行業(yè)設(shè)計(jì)資質(zhì)的專業(yè)設(shè)計(jì)院所。當(dāng)直流電壓到達(dá)最低逆變啟動(dòng)電壓后，交流接觸器繼續(xù)保持?jǐn)嚅_，在未接入電網(wǎng)情況下逆變器先獨(dú)立運(yùn)行，逐步建立勵(lì)磁電流，直至交流接觸器兩端的電壓一致，吸合交流接觸器，進(jìn)入并網(wǎng)發(fā)電狀態(tài)。為此，針對(duì)隔離型與非隔離型光伏逆變器投切技術(shù)分別進(jìn)行研究。光伏逆變器并網(wǎng)時(shí)，當(dāng)輸入直流電壓達(dá)到最低允許值，吸合交流接觸器或繼電器，交流側(cè)并入電網(wǎng)發(fā)電，這種直接的并網(wǎng)邏輯，會(huì)造成系統(tǒng)頻繁開關(guān)機(jī)和接觸器（繼電器）的反復(fù)吸合。該技術(shù)的引入使得逆變器可以適應(yīng)不同的電網(wǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)無功的完美調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的維持。該技術(shù)的引入使得逆變器可以適應(yīng)不同的電網(wǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)有功的完美調(diào)節(jié)。目前可按照下圖降功率曲線，但是如何得到更好的頻率與降功率的曲線是比較困難的。綜上所述：光伏分布式發(fā)電一定要具有有功自調(diào)節(jié)或者調(diào)度調(diào)節(jié)的功能，根據(jù)負(fù)載情況穩(wěn)定有功輸出減小接入點(diǎn)的頻率波動(dòng)情況，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。因此光伏分布式發(fā)電接入電網(wǎng)會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)頻率發(fā)生變化。② 頻率變動(dòng)問題。將會(huì)更大的電壓波動(dòng)和閃變。由于光伏電源的出力隨入射的輻照度而變。這給逆變器提出了更高的要求，需要逆變器根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)情況調(diào)節(jié)無功輸出。其電壓被抬高多少與接人光伏電源的位置及總?cè)萘看笮∶芮邢嚓P(guān)。在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)下，電網(wǎng)電壓沿饋線潮流方向逐漸降低。同時(shí)光伏并網(wǎng)電源發(fā)出的有功功率與無功功率也是隨時(shí)變化的 ,使電網(wǎng)的電壓調(diào)整控制十分困難。在區(qū)域電網(wǎng)的多個(gè)接入點(diǎn)中接入光伏分布式并網(wǎng)電源 ,將引起電網(wǎng)中電壓分布的變化。為了滿足以上的電網(wǎng)實(shí)際情況，并網(wǎng)逆變器需要能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)，并根據(jù)電網(wǎng)指令或電網(wǎng)頻率實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整有功功率輸出，而且還要根據(jù)電網(wǎng)指令或電網(wǎng)電壓實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整無功功率輸出，達(dá)到穩(wěn)定分布式光伏并網(wǎng)接入點(diǎn)的電壓與頻率的目的。由于前期太陽能發(fā)電在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中所占的比例非常小，逆變器對(duì)電網(wǎng)的擾動(dòng)可以忽略不計(jì)，不需要逆變器具有穩(wěn)定電網(wǎng)的功能，所以目前國(guó)內(nèi)外并網(wǎng)逆變器廠家大多是以單位功率因數(shù)并網(wǎng)發(fā)電的，而且沒有有功功率可調(diào)功能。問題解決方案電流振蕩有源阻尼母線電壓抬升可能不需要撬棒不平衡雙dq變換、雙dq正負(fù)序電流控制電流尖峰PWM封鎖過電流電壓環(huán)開環(huán)，減小電流指令（2）逆變器自身有功/無功功率可調(diào)。我國(guó)也制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并從2011年起強(qiáng)制執(zhí)行。在電網(wǎng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致電壓跌落后，如果光伏電站紛紛脫網(wǎng)則將會(huì)帶來系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定，并有可能造成局部甚至是系統(tǒng)全面癱瘓，這使得人們開始關(guān)注光伏并網(wǎng)的低電壓穿越（LVRT）要求，即在電網(wǎng)短期跌落時(shí)，系統(tǒng)能保持并網(wǎng)，從而“穿越”這個(gè)低電壓時(shí)間(區(qū)域)，直到電網(wǎng)恢復(fù)正常。使得電站型光伏并網(wǎng)逆變器具有耐受電壓跌落的低電壓穿越能力，避免在電網(wǎng)電壓異常時(shí)脫離，起到支撐電網(wǎng)的作用。為了解決上述技術(shù)難題，染料敏化太陽電池還需要在如下幾個(gè)方面開展進(jìn)一步的研發(fā)工作:（1）產(chǎn)業(yè)化中批量制備納米TiO2漿料、染料、電解質(zhì)，及其質(zhì)量控制：研究高消光系數(shù)和寬光譜吸收的染料純化和工業(yè)合成技術(shù)，具有高遷移率的新型電解質(zhì)材料及其與納米薄膜和染料匹配、優(yōu)化組合方案，研究低價(jià)批量生產(chǎn)染料敏化太陽電池材料的工業(yè)化制造技術(shù)，重點(diǎn)研究解決大面積薄膜均勻性和穩(wěn)定性問題、染料吸附濃度的控制等技術(shù)；（2）面向產(chǎn)業(yè)化的大面積電池密封與工藝技術(shù)研究：大面積電池密封方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，耐腐蝕密封工藝技術(shù)研究，解決納米多孔薄膜制備、染料吸附和電極制作之間相互矛盾的方案研究；（3）低電阻、耐腐蝕電極材料制備及其工藝技術(shù)研究：降低大面積電池電阻和增加電池有效面積的電極設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究，電極材料制備與工藝技術(shù)研究，電極保護(hù)和抗溶劑研究等；（4）電池放大技術(shù)研究：從小面積電池放大到大面積電池過程中所產(chǎn)生的各種關(guān)鍵制造技術(shù)研究，包括電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電池連接技術(shù)、電池最優(yōu)化設(shè)計(jì)、各項(xiàng)關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)和材料性能的控制等；（5）產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中的成套工藝裝備技術(shù)：產(chǎn)業(yè)化中各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的配套、優(yōu)化組合以及機(jī)械化和提高自動(dòng)化水平研究；（6）研究提高電池成品率的工藝及技術(shù)：各種關(guān)鍵材料及中間產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)規(guī)范，技術(shù)工藝與各種性能參數(shù)綜合優(yōu)化研究，研究中試階段電池成品率和產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；（7）產(chǎn)品穩(wěn)定性的研究；開展電池中導(dǎo)電玻璃/納米多孔TiO2薄膜/染料/電解質(zhì)/反電極界面特性對(duì)電池穩(wěn)定性能的影響；研究電池室內(nèi)加速老化和室外自然老化的異同點(diǎn)及其機(jī)理研究，以及室內(nèi)外電池壽命長(zhǎng)短對(duì)比和換算研究；（8）產(chǎn)品實(shí)用化性能研究：開展大面積染料敏化太陽電池制造技術(shù)和穩(wěn)定性與實(shí)用化的研究，包括電池在應(yīng)用過程中環(huán)境條件，如力、熱、光照性能、溫濕等對(duì)電池性能的影響，建立染料敏化太陽電池的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等。 染料敏化太陽電池關(guān)鍵技術(shù)研究目前，隨著染料敏化太陽電池研究的不斷深入，新材料新工藝的不斷涌現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)染料敏化太陽電池產(chǎn)業(yè)化和實(shí)用化已初見曙光，但染料敏化太陽電池工業(yè)化生產(chǎn)還存在一定技術(shù)難題：（1）大面積納米半導(dǎo)體多孔薄膜的制作技術(shù)難題：解決大面積薄膜均勻性和穩(wěn)定性問題；大批量制作納米半導(dǎo)體材料中的工藝技術(shù)和相關(guān)設(shè)備研制問題；（2）大面積電池的密封與工藝技術(shù)：大面積電池的耐腐蝕密封方案設(shè)計(jì)及其工藝實(shí)現(xiàn)，以及電極與染料吸附、多孔薄膜制備等相互矛盾的技術(shù)難題；（3）低電阻、耐腐蝕電極材料制備及其工藝技術(shù)：減少大面積電池電阻、保護(hù)電極材料的方案設(shè)計(jì)和材料制備及工藝技術(shù)問題；（4）制造中的成套工藝裝備技術(shù)：產(chǎn)業(yè)化中各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的配套、優(yōu)化組合以及機(jī)械化和自動(dòng)化程度的實(shí)現(xiàn)；（5）提高成品率工藝及技術(shù)：生產(chǎn)過程中成品率和產(chǎn)品質(zhì)量保證；電池穩(wěn)定性的技術(shù)研究；（6）電池實(shí)用化過程中所遇到的難題，包括電池在應(yīng)用過程中環(huán)境條件，如力、熱、光照性能、溫濕等對(duì)電池影響以及對(duì)應(yīng)解決方案。%的高效率，而Jsc ㎡。采用優(yōu)化的反射鏡設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步改進(jìn)布拉格效應(yīng)，優(yōu)化反射鏡使少孔層及多孔層的厚度隨深度而變化（靈活的多孔硅疊層），讓反射鏡的帶寬增得足夠大。實(shí)際上，利用電化學(xué)交替生長(zhǎng)多孔和少孔薄層（一種多重布拉格反射鏡，Braggreflector）形成多孔硅疊層，制作反射鏡，由四分之一波長(zhǎng)定律定義交替層的厚度。硅反射鏡提高外延薄膜硅太陽能電池效率的另一種方式是在活性層與低成本襯底的界面處插入一層多孔硅反射鏡。除優(yōu)化散射、提高電池效率外，等離子處理還能降低反射，實(shí)現(xiàn)傾斜光耦合和降低接觸電阻。利用基于氟的等離子處理，僅會(huì)去除極少量的硅（），就可獲得表現(xiàn)出朗伯折射的理想上表面。的角度穿過活性層，使得傳播路徑長(zhǎng)度增大兩倍。目的是形成最理想的上表面，100%漫反射（朗伯折射，表現(xiàn)出全散射）。結(jié)果表明，這些措施可將外延薄膜硅太陽能電池的效率提高至14%左右。挑戰(zhàn)在于