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        光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。光伏發電并網技術是指將光伏陣列輸出的直流電轉化為與電網電壓同幅值、同頻、在光伏發電并網過程中，涉及的關鍵技術主要包括：光伏并網逆變技術、光伏并網監控技術、反孤島保護技術、低電壓穿越以及直流并網技術的選擇等，本文將針對以上各主要技術及發展現狀進行詳細闡述。并網逆變器是實現光伏并網的重要組成部分，主要作用是將光伏電池產生的直流電能轉化為交流電能，并實現與電網電壓的同相同頻，從而實現與電網電能的交互。目前光伏發電系統中常用的逆變器包括集中式逆變器、組串式逆變器和微型逆變器三類，不同類型逆變器技術特點不同，適用于不同的光伏發電系統。并網逆變器是實現光伏并網的重要組成部分，主要作用是將光伏電池產生的直流電能轉化為交流電能，并實現與電網電壓的同相同頻，從而實現與電網電能的交互。目前光伏發電系統中常用的逆變器包括集中式逆變器、組串式逆變器和微型逆變器三類，不同類型逆變器技術特點不同，適用于不同的光伏發電系統。為了保證光伏發電可靠、高效的并網運行，電站監控系統是其中的關鍵環節。目前大型電站大多配有監控系統，除了具備常規的數據采集和保護功能外，往往還能夠對光伏系統進行能量管理，針對不同的應用場合，對光伏發電功率進行控制，提高系統運行安全可靠性和經濟效益，有些還具有遠程控制和云數據功能。在光伏并網發電系統中，為了避免電網故障情況下光伏發電系統與本地負荷功率匹配，形成一定時間內的孤島系統，對電網中的人和用電設備造成威脅的狀況發生，光伏并網系統一般需要配備反孤島保護功能。孤島檢測技術分為遠程法、被動法和主動法三大類。太陽能資源非常豐富，具有獨特的優勢和巨大的開發利用潛力。在光伏電池發明以前，人類對太陽能的利用主要是光和熱。1839年法國科學家貝克雷爾發現，光照能使半導體材料不同部位之間產生電位差，這種現象即被稱之為“光伏效應”。1954年美國貝爾實驗室兩位研究人員恰賓和皮爾松，根據這一原理首次研制成功實用的單晶硅太陽能電池，人類從此進入了將太陽能直接轉換為電能的光伏發電階段。進入21世紀以來，全球光伏發電新增容量持續快速增長，年平均增速達到50%。至2015年底全球光伏裝機容量累計達到227GW，比2009年至少增加了10倍，比2005年至少擴大了40倍。獨立光伏發電系統主要應用在電網不方便或者無法進入的偏遠地區，一般用來解決無電地區居民的簡單用電需求。由于用電需求小，電氣設備的功率比較低，所以系統的容量通常在幾百瓦之內。對于草原牧區、偏遠山區等遠離電源點，居住特別分散的特點，獨立光伏發電系統可以很好的滿足大電網地區發展不平衡的弊端。但是由于光伏陣列的特性，導致其輸出電流和輸出電壓的穩定性會受到工作地的環境溫度、日照強度、負載大小等因素的影響，所以基本都會給供電系統加裝控制系統、蓄電池和能量管理環節。在對光伏電池工作原理分析時，可以了解到光伏陣列輸出的都是直流電，系統中只有搭配逆變器才能為交流負載供電。因此獨立光伏發電系統又可以根據系統能否為交流負載供電來劃分，只要能為交流負載供電那就稱為交流獨立光伏發電系統，否則就是直流獨立光伏發電系統。所以應用范圍比單純為直流負載供電的系統要大很多。根據是否有市電進行補充又可以將交流獨立光伏發電系統分為兩種，一種是無市電互補的交流獨立光伏發電系統；另一種則是市電互補型光伏發電系統。前者與直流類型發電系統相似，只是為了給交流負載供電，需要給系統安裝逆變器。后者同樣可以為交流負載供電，但是在整個用電系統中和市電進行互補工作，在陽光充足的時候負載優先使用光伏發電產生的電能，晚上或者陽光不充足的時候則由市電進行補充。

         系統并網的條件是在并網側需要輸出與電網電壓同幅、同頻、同相的交流電，所以并網光伏發電系統通常由光伏陣列、DC/DC變換器、逆變器、變壓器等構成。由于該系統具有并網特性，當環境不適合光伏系統工作時，負載從電網中獲取電能，在負載消化不完光伏系統產生的電力時，可以將多余的電能送入電網。由于本論文以獨立光伏發電系統為研究對象，在此不做過多介紹。并網光伏發電系統結構如圖所示。在能源危機和環境污染的雙重壓力下，研究開發新能源以解決未來人類對能源的需求已迫在眉睫。新能源主要包括風能、太陽能、海洋能、地熱能等。太陽能發電包括太陽熱發電和太陽能光伏發電，其中太陽能光伏發電因為其具有獨特優勢被全社會公認為當前世界最有發展潛力和前景的新能源技術。光伏發電與傳統能源和其他新能源相比，光伏發電系統是利用光伏電池的光生伏特效應，將太陽光輻射能直接轉換成電能的一種新型發電系統。光伏發電系統按照運行方式，主要可分為獨立型、并網型和混合型光伏發電系統。其中，并網型光伏發電系統，根據光伏發電系統拓撲結構的不同，可以分為單級式、雙級式和多級式光伏并網發電系統。光伏電池的作用是將太陽輻射能直接轉換成電能,供負載使用或存貯于蓄電池內備用。太陽能光伏電池按其發展可以分為三代，目前正從第一代基于硅片技術的晶體硅電池向基于半導體薄膜電池技術的第二代薄膜電池過渡，第三代太陽能電池尚處于研發階段，目標是提高轉化效率，降低生產成本。晶體硅太陽能電池可以分為單晶硅和多晶硅太陽能電池，特點是轉化效率高、壽命長和穩定好，但是在生產過程中會產生對有環境污染的物質，同時成本也比較高；薄膜電池具有工藝簡單、成本低，但是這種電池穩定性差、壽命短、效率低、發展較慢。目前，在太陽能光伏發電系統中所應用的電池大部分是晶體硅光伏電池。光伏電池是一種直接將光能轉變為電能的器件，其輸出功率是光照強度、溫度的非線性函數，工作機理相當于一個半導體發光二極管。光伏組件模型主要分為物理模型和工程模型，物理模型能夠比較精準的反映光伏電池的物理特性，但是，該方法建模時需要光伏電池的內部物理參數，工程模型是對光伏電池輸出特性進行簡化和變換，得到的模型與生產廠家提供的光伏組件參數對應，模型簡單，在研究中被廣泛地使用。光伏并網發電系統是指發電輸出端與電網相連接，不是直接與負載的系統，即光伏電池經過逆變后在相應控制下，輸出符合并網要求的交流電的光伏發電系統。該系統中逆變器與獨立式光伏發電系統的功能不用，其不僅要實現逆變還是實現并網。此外，根據光伏系統拓撲結構的不同,并網光伏發電系統可以分為單級式、雙級式和多級式光伏并網發電系統，其中最常見的是單級式、雙級式光伏并網發電系統。