光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光伏发电并网技术是指将光伏阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅值、同频、在光伏发电并网过程中，涉及的关键技术主要包括：光伏并网逆变技术、光伏并网监控技术、反孤岛保护技术、低电压穿越以及直流并网技术的选择等，本文将针对以上各主要技术及发展现状进行详细阐述。并网逆变器是实现光伏并网的重要组成部分，主要作用是将光伏电池产生的直流电能转化为交流电能，并实现与电网电压的同相同频，从而实现与电网电能的交互。目前光伏发电系统中常用的逆变器包括集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器三类，不同类型逆变器技术特点不同，适用于不同的光伏发电系统。并网逆变器是实现光伏并网的重要组成部分，主要作用是将光伏电池产生的直流电能转化为交流电能，并实现与电网电压的同相同频，从而实现与电网电能的交互。目前光伏发电系统中常用的逆变器包括集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器三类，不同类型逆变器技术特点不同，适用于不同的光伏发电系统。为了保证光伏发电可靠、高效的并网运行，电站监控系统是其中的关键环节。目前大型电站大多配有监控系统，除了具备常规的数据采集和保护功能外，往往还能够对光伏系统进行能量管理，针对不同的应用场合，对光伏发电功率进行控制，提高系统运行安全可靠性和经济效益，有些还具有远程控制和云数据功能。在光伏并网发电系统中，为了避免电网故障情况下光伏发电系统与本地负荷功率匹配，形成一定时间内的孤岛系统，对电网中的人和用电设备造成威胁的状况发生，光伏并网系统一般需要配备反孤岛保护功能。孤岛检测技术分为远程法、被动法和主动法三大类。太阳能资源非常丰富，具有独特的优势和巨大的开发利用潜力。在光伏电池发明以前，人类对太阳能的利用主要是光和热。1839年法国科学家贝克雷尔发现，光照能使半导体材料不同部位之间产生电位差，这种现象即被称之为“光伏效应”。1954年美国贝尔实验室两位研究人员恰宾和皮尔松，根据这一原理首次研制成功实用的单晶硅太阳能电池，人类从此进入了将太阳能直接转换为电能的光伏发电阶段。进入21世纪以来，全球光伏发电新增容量持续快速增长，年平均增速达到50%。至2015年底全球光伏装机容量累计达到227GW，比2009年至少增加了10倍，比2005年至少扩大了40倍。独立光伏发电系统主要应用在电网不方便或者无法进入的偏远地区，一般用来解决无电地区居民的简单用电需求。由于用电需求小，电气设备的功率比较低，所以系统的容量通常在几百瓦之内。对于草原牧区、偏远山区等远离电源点，居住特别分散的特点，独立光伏发电系统可以很好的满足大电网地区发展不平衡的弊端。但是由于光伏阵列的特性，导致其输出电流和输出电压的稳定性会受到工作地的环境温度、日照强度、负载大小等因素的影响，所以基本都会给供电系统加装控制系统、蓄电池和能量管理环节。在对光伏电池工作原理分析时，可以了解到光伏阵列输出的都是直流电，系统中只有搭配逆变器才能为交流负载供电。因此独立光伏发电系统又可以根据系统能否为交流负载供电来划分，只要能为交流负载供电那就称为交流独立光伏发电系统，否则就是直流独立光伏发电系统。所以应用范围比单纯为直流负载供电的系统要大很多。根据是否有市电进行补充又可以将交流独立光伏发电系统分为两种，一种是无市电互补的交流独立光伏发电系统；另一种则是市电互补型光伏发电系统。前者与直流类型发电系统相似，只是为了给交流负载供电，需要给系统安装逆变器。后者同样可以为交流负载供电，但是在整个用电系统中和市电进行互补工作，在阳光充足的时候负载优先使用光伏发电产生的电能，晚上或者阳光不充足的时候则由市电进行补充。

         系统并网的条件是在并网侧需要输出与电网电压同幅、同频、同相的交流电，所以并网光伏发电系统通常由光伏阵列、DC/DC变换器、逆变器、变压器等构成。由于该系统具有并网特性，当环境不适合光伏系统工作时，负载从电网中获取电能，在负载消化不完光伏系统产生的电力时，可以将多余的电能送入电网。由于本论文以独立光伏发电系统为研究对象，在此不做过多介绍。并网光伏发电系统结构如图所示。在能源危机和环境污染的双重压力下，研究开发新能源以解决未来人类对能源的需求已迫在眉睫。新能源主要包括风能、太阳能、海洋能、地热能等。太阳能发电包括太阳热发电和太阳能光伏发电，其中太阳能光伏发电因为其具有独特优势被全社会公认为当前世界最有发展潜力和前景的新能源技术。光伏发电与传统能源和其他新能源相比，光伏发电系统是利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳光辐射能直接转换成电能的一种新型发电系统。光伏发电系统按照运行方式，主要可分为独立型、并网型和混合型光伏发电系统。其中，并网型光伏发电系统，根据光伏发电系统拓扑结构的不同，可以分为单级式、双级式和多级式光伏并网发电系统。光伏电池的作用是将太阳辐射能直接转换成电能,供负载使用或存贮于蓄电池内备用。太阳能光伏电池按其发展可以分为三代，目前正从第一代基于硅片技术的晶体硅电池向基于半导体薄膜电池技术的第二代薄膜电池过渡，第三代太阳能电池尚处于研发阶段，目标是提高转化效率，降低生产成本。晶体硅太阳能电池可以分为单晶硅和多晶硅太阳能电池，特点是转化效率高、寿命长和稳定好，但是在生产过程中会产生对有环境污染的物质，同时成本也比较高；薄膜电池具有工艺简单、成本低，但是这种电池稳定性差、寿命短、效率低、发展较慢。目前，在太阳能光伏发电系统中所应用的电池大部分是晶体硅光伏电池。光伏电池是一种直接将光能转变为电能的器件，其输出功率是光照强度、温度的非线性函数，工作机理相当于一个半导体发光二极管。光伏组件模型主要分为物理模型和工程模型，物理模型能够比较精准的反映光伏电池的物理特性，但是，该方法建模时需要光伏电池的内部物理参数，工程模型是对光伏电池输出特性进行简化和变换，得到的模型与生产厂家提供的光伏组件参数对应，模型简单，在研究中被广泛地使用。光伏并网发电系统是指发电输出端与电网相连接，不是直接与负载的系统，即光伏电池经过逆变后在相应控制下，输出符合并网要求的交流电的光伏发电系统。该系统中逆变器与独立式光伏发电系统的功能不用，其不仅要实现逆变还是实现并网。此外，根据光伏系统拓扑结构的不同,并网光伏发电系统可以分为单级式、双级式和多级式光伏并网发电系统，其中最常见的是单级式、双级式光伏并网发电系统。