中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 ■ 金安君 彭文博 刘大为 马铭远 徐越 许世森

一 引言

以屋顶光伏为主要载体的分布式光伏发电系统是未来光伏装机容量增长的一个主要方向，是各大发电集团公司希望介入的市场，同时也是我国“十二五”发展规划中明确鼓励发展的可再生能源发电方式。2012年仅金太阳工程即批准了1.709GW的屋顶光伏装机容量。

相对于目前已取得规模化增长的地面大型光伏发电系统，屋顶光伏系统在设计和建造上面临一些新的挑战：如可安装位置分散、面积不等、朝向和角度不同、阴影分布不均匀等。这些问题易造成光伏阵列电气参数失配和局部阴影引起的系统能量损失，同时不易实现全系统的最大功率点跟踪。

目前在地面大型光伏电站中广泛使用集中式拓扑结构，虽然结构简单并易于实现，但是其抗热斑和抗阴影能力差，对系统中各阵列的电气参数一致性要求高，同时难以实现良好的最大功率点跟踪功能，不适宜推广应用于分布式屋顶光伏系统。

图1 光伏系统电气结构示意图[1]

为克服上述屋顶光伏系统中存在的问题，提出了模块式光伏系统电气设计理念，其中包括交流模块结构[2]和直流模块式结构[3]，如图1。所谓交流模块式结构是指把光伏组件或小容量阵列与小功率并网逆变器集成在一起作为一个标准交流电压输出的光伏发电系统模块，直接并入交流母线。直流模块式结构是指将电气参数相对一致的光伏阵列与高增益DC/DC变换器集成为具有标准输出电压的直流模块，各直流模块通过直流母线并联后经逆变器集中逆变。……