【电力电子】什么是并网？为什么要并网？并网需要考虑哪些因素？
“并网”是逆变技术和新能源发电系统（如光伏发电、风电等）中非常关键的一个概念。下面我们详细解释：
✅ 一、什么是并网？
并网（Grid-connected 或 Grid-tie）是指将逆变器输出的交流电能接入公共电网，使得逆变电源与电网并联运行，共同向负载供电，或将多余电能反馈给电网。
通俗地说：
并网 = 把自己发的电“并入”国家电网，供别人一起用。
🧭 二、为什么要并网？
1. 提高能源利用效率
- 可将太阳能/风能等不稳定能源转变为电网可用电力；
- 白天多发的电可以“卖”给电网，晚上缺电时“从电网买回来”。
2. 减轻储能压力
- 如果不并网，就需要配套电池储能系统；
- 并网后，用电和发电可解耦，系统更轻便、更便宜。
3. 政策鼓励 / 上网电价机制
- 各国推行“新能源上网”政策，允许小型分布式发电接入电网；
- 用户可以按电价出售电力（如中国的“光伏发电并网补贴”）。
⚠️ 三、并网需要考虑哪些因素？
1. 电压、电流同步
- 并网逆变器必须生成与电网相同频率、相同幅值、相同相位的正弦波。
- 否则会造成冲击电流、甚至电网扰动。
2. 频率与相位锁定（PLL）
- 并网逆变器内部使用**锁相环（PLL）**锁定电网频率（如 50Hz），保持相位同步。
3. 孤岛检测（Islanding Detection）
- 如果电网断电，逆变器不能继续输出电压（否则会造成安全风险）；
- 必须具备孤岛检测机制，防止“无意识供电”。
4. 并网电能质量要求
-
并网电流需满足：
- 低谐波含量（THD < 5%）
- 功率因数接近 1
- 无直流分量
-
需符合国家或地区电网并网标准（如 GB/T 19939, IEEE 1547, EN 50549 等）
5. 反灌电保护 & 安全隔离
- 防止市电断电后逆变器“倒灌电”危害抢修人员；
- 需要专门的并网继电器或防孤岛继电器。
6. 电网扰动适应能力
- 并网设备需能应对电压跌落、频率偏移、电网干扰；
- 高端设备甚至支持 LVRT（低电压穿越）功能。
📐 四、并网逆变器的关键技术指标
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 输出功率 | 并网逆变器的最大输出功率 |
| 输出频率 | 固定为 50Hz 或 60Hz |
| 输出电压 | 与电网一致，如 230V/400V |
| 效率（欧姆效率） | 一般 > 97% |
| 谐波含量（THD） | 通常要求 THD < 5% |
| 功率因数 | 通常要求 > 0.9 |
| 孤岛检测反应时间 | 一般要求小于 2 秒 |
| MPPT 跟踪效率（光伏系统） | 保证输出功率最优 |
🏭 五、典型应用场景
| 应用类型 | 并网优势 |
|---|---|
| 屋顶光伏发电系统 | 白天供家用，多余电卖给电网 |
| 分布式工商业电站 | 降低企业用电成本 |
| 风电场、光伏电站 | 大规模并网，供城市用电 |
| 微电网系统 | 自发自用 + 与电网互动 |
📌 总结一句话：
并网的核心就是“安全、同步、稳定地把电能接入电网”，它是新能源发电技术商业化的基础。
在做并网相关项目时，例如光伏并网逆变器、风电系统、微网应用，不了解并网控制策略（如电流控制环、同步控制、无功功率调节等），也不了解完整的系统框图设计，谨以此文笔记。