1 引言

　　隨著人類對能源需求的日益增加，地球上化石能源的儲(chu) 量正日趨枯竭。開發利用可再生能源和各種綠色能源以實現可持續發展，是人類必須采取的措施。太陽能是近年來我國新能源利用領域的發展方向，是符合可持續發展戰略的理想的綠色能源。太陽能光伏並網發電是太陽能最主要和最重要的應用，其主要組成部分光伏電站太陽電池陣列均位於(yu) 戶外。因此，為(wei) 了確保係統可靠和安全地工作，必須解決(jue) 太陽能光伏並網發電係統的防雷避雷問題。

　　然而，目前人們(men) 尚不能對雷電加以有效利用，而隻能對它采取相應的預防性措施，變被動引雷為(wei) 主動引雷，以減少雷電帶來的各種災害。我國大部分的樓層建築，防雷措施一般采用避雷帶、避雷針和安裝閥型避雷器等裝置。但是，將現行的防雷技術用於(yu) 太陽能光伏並網發電係統，一方麵，由於(yu) 大麵積的太陽電池板已占據了屋麵，特別是與(yu) 建築材料一體(ti) 化的光伏屋頂，它們(men) 的水、電循環係統都可以成為(wei) 雷電的載體(ti) ，所以，從(cong) 安全角度考慮，要求有更高性能的避雷技術才不致於(yu) 使太陽能光伏並網發電係統及人類受到侵害；另一方麵，按傳(chuan) 統的避雷技術，要使整個(ge) 太陽能光伏並網發電係統都不受雷電侵襲，必須嚴(yan) 格按照技術標準安裝避雷帶、避雷針群等裝置，且對間距和高度都有很高的要求。否則，難以保證安全。如何讓太陽能光伏並網發電技術和新型避雷技術有機地結合在一起，組成實用、美觀、安全可靠的一體(ti) 化避雷係統，是目前亟需研究並解決(jue) 的重要課題。對光伏並網電站的太陽電池陣列、控製器和逆變器進行多級、綜合雷電防護，是本文研究的重點。

2 係統組成及工作原理

　　太陽能光伏並網發電係統的運行方式主要可分為(wei) 離網運行（即獨立太陽能光伏發電係統）、聯網運行（聯網太陽能光伏發電係統）和混合係統三大類。無論是離網運行，還是聯網運行，目前對它遭受雷擊狀況的檢測與(yu) 控製的雷電監控係統的研究尚在發展中。太陽能光伏並網發電係統主要由太陽電池板（組件）、控製器和逆變器三大部分組成。其工作原理是：太陽電池組件產(chan) 生的直流電經並網逆變器轉換成符合電網要求的交流電之後，直接進入公共電網，光伏電池方陣所產(chan) 生的電力除了供給交流負載外，多餘(yu) 的電力反饋給電網。在陰雨天或夜晚，太陽電池組件沒有產(chan) 生電能或者電能不能滿足負載需求時，就由電網供電。由於(yu) 太陽能發電直接供入電網，免除配置蓄電池，省掉了蓄電池儲(chu) 能和釋放的過程，減少了能量的損耗，並降低了係統的成本。但是，係統需要專(zhuan) 用的並網逆變器，以保證輸出的電力滿足電網對電壓、頻率等指標的要求。因為(wei) 逆變器效率的問題，會(hui) 有部分能量損失。這種係統並行使用公用電網和太陽電池組件陣列作為(wei) 本地交流負載的電源，減低了係統的負載缺電率，而且並網光伏係統可對公用電網起到調峰作用。但並網光伏供電係統作為(wei) 一種分散式發電係統，會(hui) 對電網產(chan) 生一些影響，需予以考慮和重視。

　　在太陽能光伏並網發電係統中，避雷的原理在於(yu) 變被動引雷為(wei) 主動引雷。各種避雷針實際上都是“引雷針”，將高空的雷電流接引入地底下釋放電荷，這是被動引雷，被保護的太陽能光伏並網發電係統，仍然處於(yu) 危險之中。如圖1所示為(wei) 太陽能光伏並網發電係統雷電監測係統組成框圖。