太陽能光伏發電系統的輸出由于受天氣影響顯著，若大量任意地并入商用電網，將會引起商用電網的電壓和頻率的紊亂。日本是世界上最早實現太陽能光伏發電系統并網發電的國家之一。本文從系統構成、并網技術、并網的電氣工程以及政府的相關政策方面對日本并網式發電系統做簡單介紹，供業界參考。

1概述

1992年，日本的第一個住宅用并網式太陽能光伏發電系統并網發電。到目前為止，并網式太陽能光伏發電系統在日本已經非常普及。國家支援政策、并網技術和產品相對成熟本文將從系統構成、并網技術、并網的電氣工程以及政府的

2系統結構

太陽能電池組件將太陽能轉化成電能，經接線箱匯集傳輸給逆變器，在此直流被轉化成交流，優先供給自身的家庭用的系統使用，剩余部分并入商用電力網絡。并網發電系統的相關器件可參見圖1.需要指出的是，圖中的接線箱除了具有匯集太陽能電池組件的輸出的作用，還有避雷設置。逆變器除了具有從直流到交流的轉換作用，還有太陽能電池組件的最大輸出功率追蹤功能和并網電壓的穩壓功能等。視頻顯示系統可有可無，不影響并網發電。并網中采用的主要器件，國家都有認證制度，確保器件的相關指標(如電壓、諧波等)滿足并網需求。

日本的商用電力網絡供給家庭的電壓和中國不同，是110V。實際的電網供電電壓略有偏差，根據日本電氣事業法規定，供電電壓被確保在95V-107V的范圍內。

并網式太陽能光伏發電系統的輸出電壓被逆變器控制在略高出商用電力網絡實際供電電壓1V-2V的范圍內。這樣可以保證太陽能光伏發電系統的輸出被優先用以滿足家庭用電系統的需求，剩余的部分又可以順利并網商用網絡，供給他人使用。為了減少并入電網的電力在傳送過程中的損耗，在部分并網電力將就近優先供給附近的用戶使用。另一方面，若并入電網的電壓高于商用電網的供電電壓過多，將會引起供電網絡的電壓混亂。當太陽能光伏發電系統的電壓過高，逆變器會自動切斷輸出，阻止并網。

太陽能光伏發電系統的輸出電壓受天氣條件影響明顯。陽光充裕時，系統輸出將優先滿足家庭用電系統消費，剩余部分并網賣給電力公司，供他人使用。賣電電量由賣電電表記錄，賣電收入會在下一個月由電力公司轉入家庭的銀行賬戶。天氣情況不好時，系統輸出并不能滿足家庭用電系統的需求，不足部分由商用電網負擔。

3并網電氣工程

如果大量的太陽能光伏發電系統任意地并入商用電力網絡，將引起商用電力網絡在頻率和電壓上的紊亂。因此，在日本并網需要相關的手續，并應滿足一定的條件。

3.1系統主要電氣設備的選擇

1)系統主要電氣設備的選擇

按照逆變器的輸入電壓范圍和容許輸入電力的大小調整太陽能電池組件方陣并進行布線。由于太陽能電池組件的輸出電壓與操作電壓(逆變器運轉時)和開發電壓(逆變器停止時的無負荷狀態)有差異，所以須按照逆變器的各操作狀態合理地配置太陽能電池板，將其輸出電壓控制在逆變器的輸入電壓范圍內。

2)逆變器的選擇

根據太陽能電池板的最大輸出值(組件公稱最大輸出×數量)，選擇相應定格容量的逆變器。由于太陽能光伏系統受組件的設置環境和日照條件影響會出現輸出電壓偏低以及時間性變動等現象，所以該系統不是一個按固定規律進行定格輸出的系統。因此，不一定非要選擇具有等于或大于太陽能電池板的最大輸出定格功率的逆變器，可在經濟適用的基礎上合理選擇逆變器。

3)接線箱選擇

選擇接線箱時，要在考慮到光伏系統的容量、太陽能電池組件的種類、組成太陽能電池板的組件數量及方陣排列等因素的基礎上進行合理的選擇。另外，最近幾年已生產出具備升壓功能的接線箱，使用這種產品的話，受屋頂一側空間制約時或者在方位各異的屋頂(例如寄棟)上安裝時，就比較容易進行系統設計(也有升壓功能內藏式逆變器)。

3.2法規遵守

在日本電氣工程的施工過程中，應遵守電氣事業法、電氣工程行業法、電氣工程師法、勞動安全衛生法、其他相關部位條例、以及電氣設備技術標準、內線規程等法規的規定，由電氣工程師(具備資格的專業電氣工程技術人員)負責施工。

3.3電氣設備的安裝

1)安裝電氣設備時，應讓其位置符合規定的安裝環境、使用場所及條件。

2)考慮到設備的散熱以及維修檢查時所需要的操作半徑，在機器周圍預先留出相應的空間。

3)確認安裝部位具有承受設備自重的強度，或者根據需要進行相應的加固。

4)安裝電池板輸出開關器箱、接線盒(中轉接線柱盒)等外設箱盒時，應采用不滲水和不結露的構造，以防箱盒內部的開關等在使用過程中發生故障。

5)住宅太陽能電池組件負荷一側的室內電路(從太陽能電池組件到逆變器之間的室內電路)的對地電壓不應超過直流450V。

6)電源電路的充電部位不得露出在外。

7)主電路