大型光伏电站电气设计分析

大型光伏电站电气设计分析
发布时间：2022-04-15T08:22:07.875Z 来源：《新型城镇化》2022年6期作者：陈维祥[导读] 随着国家科学技术的飞速发展和环境友好型战略发展的提出使可再生能源的太阳能光伏发电得到了广阔的发展空间，光伏电站在建设过程中不断扩大建设规模，因此在进行电站的电气方案设计时要符合大型光伏电站的管理模式和发展情况，对于光伏系统配备和光伏电站电气设计进行方案设计。

江西晶科电力设计有限公司南京分公司
摘要：随着国家科学技术的飞速发展和环境友好型战略发展的提出使可再生能源的太阳能光伏发电得到了广阔的发展空间，光伏电站在建设过程中不断扩大建设规模，因此在进行电站的电气方案设计时要符合大型光伏电站的管理模式和发展情况，对于光伏系统配备和光伏电站电气设计进行方案设计。

本文主要研究了大型光伏电站电器设计要点，希望对于大型光伏电站的建设能够提供一些参考性建议。

关键词：大型光伏电站；电气设计；逆变器
1.光伏电站概述
1.1光伏电站简述
光伏电站所运用的材料通常是有逆变器、晶硅板等多种特殊材料进行电站组成，光伏电站和电网之间需要进行连接，用电能对于电网进行传输组成一个完整的光伏发电体系。

光伏电站主要以并网发电系统和独立发电系统两个部分，两者之间主要是是否带蓄电池作为主要的区别，光伏发电在应用过程中主要应用在没有电能的地方对于电能进行供给，同时对于人们在生产过程中也会用到一些光伏电站的应用在日常产品生活过程中可以会使到太阳能电灯，太阳能充电器等多种日常生活用品。

光伏电站主要是由太阳能电池列阵进行太阳能光伏材料，光伏电站是由汇集箱将电流汇集到直流柜通往逆变器进行电压变幅，由温度计、辐照仪等多种采集仪器对于数据信息进行采集，由计算机通过网络信号传输由远程计算机实施实时监控将采集到的数据信息由逆变器进行处理，最后经过升压系统传输到高压电网中。

光伏电站主要是太阳能进行发电，在光伏电站的建设过程中其具有的节能环保优势使光伏电站能在我国未来发展过程中得到大力支持和广泛推广。

1.2光伏电站的应用背景
太阳能光伏发电是利用太阳能电池的光生伏打效应使太阳能辐射转变为电能的一种发电方式，光伏发电在应用过程中符合国家可持续发展战略，在光伏发电过程中的太阳能资源相对于其他资源更为清洁而且资源来源丰富，是可再生能源发电技术使用。

太阳能光伏发电系统主要是由光伏电池直接逆流变电器、控制器、蓄电池等多种部分的构建共同构成光伏电站发电系统，蓄电池在储存过程中是由光伏电池转换成电力。

光伏发电在发电过程中有没有噪音和来源丰富，没有自然枯竭的危险，因此在进行发电过程中是安全可靠，对于我国太阳能资源相对丰富，利用太阳能进行光伏发电有着较为优越的发电条件我国对于发电区域可分为五类，一类是太阳能资源最丰富的地区有青藏高原甘肃北部、宁夏北部和新疆南方，二类是资源较为丰富的地区代表地区有河北西北部、内蒙古南部等各地，三类地区是资源中等的地区有山东、河南等，五类地区划分太阳能资源依次递减。

1.3光伏电站主要设备组成
大型光伏电站电气的设备主要是由光伏组件、光伏逆变器、光伏汇集箱等多种设备组合而成。

在进行光伏组件的选材过程中由于硅材料的成本价格较为低廉，在光伏产业的应用过程中硅作为重要的基础原材料被广泛的使用。

太阳能光伏电站材料通常以多晶硅、单晶硅、非晶硅薄膜等三种光伏硅材料进行使用，但是在光伏产业的实际应用过程中多晶硅和单晶硅是最广泛使用的类型。

在进行光伏逆变器的使用过程中要进行配套的相关设施选择光伏逆变器作为光伏并网发电系统中主要的技术核心之一，对于光伏电站的整体发电量和系统生产效率以及设备使用寿命都有着十分重要的影响，光伏变电器与系统连接主要是用集中型逆变器、组串逆变器、微型逆变器等多种方式进行使用的。

光伏汇流箱对太阳电池能够起到雷电保护、过压保护，过载保护，多路太阳能方阵并列等多种功能，因此在进行光伏汇流箱的设计选型过程中需要对于箱体的结构和过流保护显示功能、外壳防护等级、环境要求、温生、安全等多种因素进行多方位的全面考虑 2大型光伏电站电气设计
2.1逆变系统设计
在进行光伏电站的设计过程中逆变系统设计作为光伏电站设计过程中十分重要的组成部分，对于光伏电站的整体发电质量具有十分重要的作用。

良好的逆变器组成系统可以提高大型光伏电站发电量逆变器作为太阳能光伏并网发电系统的核心设备运行方式主要可分为网逆变器和独立运行的光伏逆变器两大类。

光伏电站变电器的设计对于整个逆变系统设计有着十分重要的影响作用，光伏电站是整个系统中最重要的使用设备之一目前光伏组件系统生产出来的直流电能向交流电进行转变这样能够对于光伏电站所产生的介入效率进行提高同时对于光伏电站所采集的太阳能光能进行利用率的升高。

2.2升压系统设计
在进行光伏电站的设计过程中需要对于光伏电站的实际发电产量进行实时数据采集，通过分级处理的方式将多级生涯系统改变或一级升压系统进行多种种类功能的分类，暂时记得生姜系统应用过程中，一级升压主要是用来分布式光伏电站而多级升压设计主要是用于大型光伏电站系统发电过程中。

升压站作为大型光伏电器系统的重要组成部分，对于大型光伏电器设备的稳定运行具有十分重要的作用。

升压站的电气主接线是电力系统接线过程中关键的组成部分之一。

2.3接地系统设计
在进行接地系统设计过程中需要对于电网系统和光伏电站之间进行接地系统的良好设计，通过接地系统的设计进行大型光伏电站的安全性进行保证，在进行接地系统设计过程中需要对于发电厂的主控制室、配电装置室位置的进行安置，对于一些容易引发雷电发生的区域要进行防雷设备安装。

大型光伏电站在进行接电系统设计过程中要求设计人员具有较强的专业操作能力和很高的专业知识素养，因此相关部门在进行专业技术人才选才时应该选择具有操作能力较强和专业技术部门人才进行光伏接地系统设计。

2.4电气主接线并网型
在进行大型光伏电站的设计过程中光伏电站集电线路方案一般是以每个发电单元作为分别接入35kV配电装置的方案，在这种方案的使用过程中较为简单清新、安全可靠而且利于对于光伏电站发电系统的维护。

在光伏电站电器设计中使用电并网型光伏电站设置一般是使用两台变压器进行工作，其中一台变压器式市电电源的接引而另一台主要是对于光伏电站内部的高压配电装置进行引接，在进行变压器的控制过程中需要对于周边负荷进行不断供电。

我国目前在光伏电站的大型建设过程中由于成本价格过高，因此在实际的使用运行过程中需要进行引接施工电源变压器作为工作变压器使用方式，以这种使用方式的应用去降低电站建设的运行投资成本。

2.5监控系统
光伏发电站中对于监控系统要给予足够的重视，通常使用光纤维作为光伏电站中的系统使用材料，因为光纤维在实际的数据传送过程中具有距离远、抗干扰能力强的特点，因此在使用过程中能够保证监控系统数据传输的各项性能的稳定性，在进行光纤的线路引用过程中需要时光纤维避免电厂等不良因素的干扰，在监控环节对于电站的可控性要进行有效把握，使监控能够进行合理科学的布置在监控系统的安装过程中需要对于直流配电柜、光伏汇集箱、升压变电器、光伏逆变器、开关柜等多种光伏电气系统进行合理监控，能够对于各种电站电气设备在运行过程中的实时运行性能进行监控，对于出现的不临状况进行及时把握能够起到及时维护的作用。

3.总结
综上所述，由于光伏电站具有更加清洁和资源来源较广的特点使我国对于可再生资源的开发提供了新的思路，光伏电站能够有效调整能源结构、减轻环境污染，在进行光伏电站设计过程中需要对于逆变设计、升压系统设计和接地线系统设计进行重视，在进行方案设计过程中应该具有全局观的统筹思考使我国光伏电站的发电领域能够取得更好的建设效果。

参考文献：
[1] 李相华. 我国新形势下大型并网光伏电站关键电气设计研究[J]. 中国战略新兴产业,2018(40).
[2] 田晓军,张铁壁,金坎辉. 集中式光伏电站电网接入系统的典型设计方案[J]. 太阳能,2020(12):77-81.。