光伏电站基础知识总结

一、什么是光伏发电系统?

光伏发电系统是利用太阳能组件和配套电气设备将太阳能转换成所需要电能的发电系统。

当光线照射到太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收，使电子发生了跃迁，成为自由电子，该自由电子在PN结两侧聚集形成电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的功率输出。该过程的实质是光子能量转换成电能的过程。

二、光伏发电系统的分类

分布式光伏发电系统主要分为并网光伏发电系统和离网光伏发电系统。并网发电系统又分为集中式光伏发电系统和分布式光伏发电系统。

三、集中式光伏电站系统介绍

集中式光伏发电系统规模较大，安装集中，整体升压输送到电网。建设地点主要是荒山荒坡、滩涂、戈壁、鱼塘等地。

集中式光伏发电系统主要由光伏组件、直流汇流箱、并网逆变器、交流配电柜、光伏支架、监控系统、电缆等部分组成。

系统主要组成部件：光伏组件

太阳电池组件—实用型功率系统的基本单元，是光伏系统的主要组成部分。

为使太阳电池在工程中应用，对硅电池片进行电气连接及结构集成和封装成“太阳电池组件”（简称“组件”）。

主要分为：单晶组件、多晶组件、薄膜组件。

系统主要部件：光伏逆变器

将直流电转换成交流电，是光伏系统的最主要电气设备。

主要分为并网逆变器、离网逆变器、组合型逆变器。并网逆变器又包括：微型逆变器、组串型逆变器、集中型逆变器。

系统主要部件：配电设备

直流设备：主要用于对光伏组件串直流电缆进行汇流，再与并网逆变器或直流配电柜连接。

交流设备：将若干个光伏逆变器并联接入交流配电柜，在交流配电柜内汇流后输出。

功能：主要保护光伏系统运行安全以及将线缆整合，避免线路交叉。

系统主要部件：支架系统

作为光伏阵列的支撑部分，连接基础与光伏组件; 将光伏组件按照设计的规定分为若干个方阵。

系统主要部件：监控系统

光伏发电监控系统可对太阳能光伏电站里的电池阵列、汇流箱、逆变器、交直流配电柜、等设备进行实时监控和控制，通过各种样式的图表及数据快速掌握电站的运行情况，其友好的用户界面、强大的分析功能、完善的故障报警确保了光伏电站的完全可靠和稳定运行。

四、光伏系统的设计

设计阶段：

我国工程项目建设一般分为项目策划与决策、项目准备、项目实施、项目竣工与验收等四个阶段，光伏电站的设计也可以按这四个阶段进行划分。

(1)项目策划与决策阶段：该阶段的主要任务是对工程项目投资的必要性、可能性、可行性以及为什么要投资、和谁投资、如何实施等重大问题进行科学论和多方案比较。

(2)项目准备阶段：项目备案后，就可以进入项目准备阶段。在条件具备时，项目业主应在初步设计开展之前对光伏组件、逆变器等主设备进行招标。设计方一般应提供相应主设备的技术规范书。

(3)项目实施阶段：项目实施阶段设计方的主要任务是围绕工程建设，提供产品或技术服务等。

(4)项目竣工阶段：在项目竣工阶段，设计方的主要任务是编制竣工图。

设计原则：

(1)匹配性原则：保证系统是最优化设计，各组成部分匹配良好，系统运行在最佳状态。

(2)先进性原则：随着太阳能技术的发展，太阳能系统设计必须考虑先进性，使系统在一定的时期内保持技术领先性，以保证系统具有较长的生命周期。

(3)实用性原则：太阳能系统设计充分考虑我国太阳能电源设备生产现状，选用有大规模实际工程应用经验的产品，采用先进成熟的技术，保证产品的稳定性、可靠性和可维性。

(4)经济性原则：太阳能电源系统设计在保证系统各项技术指标的前提下，努力降低工程、设备成本，提高系统的性能价格比保证用户的投资效益。

五、光伏电站的运营与维护

维护要求：

(1)光伏电站的运行与维护应保证系统本身安全，以及系统不会对人员造成伤害，并使系统维持最大的发电能力。

(2)光伏电站的主要部件应始终运行在产品标准规定的范围之内，部件上的警示标识应保持完整，接线端牢固可靠，达不到要求的应及时更换。

(3)光伏电站的主要部件在运行时，温度、声音、气味等不应出现异常情况，指示灯应正常工作并保持清洁。

(4)光伏电站运维人员应具备自身职责相应的专业技能，工作前按要求做好防护措施。

(5)运维的全部过程需进行详细记录并妥善保管，并对每次故障记录进行分析。

日常维护：

光伏阵列

1、光伏组件表面应保持清洁，定期清洗：

(1)柔软洁净布料擦拭，严禁用腐蚀性溶剂和硬物擦拭。

(2)辐照度低于200 W/m2情况下清洗，不宜使用与组件温差较大的液体清洗组件。

(3)严禁在风力较大，大雨、大雪的气象条件下清洗组件。

2、定期检查，发现问题应立即调整或更换组件：

(1)组件存在玻璃破碎、背板灼烧、明显颜色变化等;

(2)电路连接间形成连通通道的气泡;

(3)接线盒变形、扭曲开裂、烧毁等;

(4)金属边框组件与支架结合良好，并牢固接地;

(5)支架所有螺栓、焊接和连接牢固可靠，表面防腐层不存在开裂或脱落。

直流汇流箱

1、不存在箱体变形、锈蚀、漏水等，外表面安全警示完好无损，防水锁启闭灵活，防火堵泥封堵完备;

2、直流汇流箱内各个接线端子不应出现松动、锈蚀现象，器件规格符合设计规定，电气连接良好;

3、直流输出母线正负对地绝缘电阻不大于2MΩ;

4、直流短路器分段功能灵活可靠;

5、确保防雷器有效。

并网逆变器

1、结构和电气连接保持完整，不存在锈蚀积灰，警示标示完整无破损;

2、散热环境良好，模块、电抗器、变压器等散热器风扇应根据温度自动启闭功能正常风扇运行不应有较大振动及异常噪声，如有异常应断电检查;

3、定期将交流输出侧断路器开一次，逆变器应立即停止向电网断电;

4、逆变器中直流母线电容温度过高或超过使用年限，联系厂家及时更换。

高低压配电装置及变压器

1、外观符合要求，各电气连接稳定可靠;

2、直流输出母线正负对地绝缘电阻不大于2MΩ;

3、交流配电柜中母线接头连接紧密，无放电变黑痕迹，开关主接触点无烧熔痕迹，灭弧罩无烧黑和损坏等;

4、变压器温度计完好，油温正常，引线无断股，接头无热变色。

交直流线缆

1、电缆不在过负荷状态下运行，不出现膨胀、龟裂、渗油等;

2、及时清理室外电缆境内的堆积物、垃圾，如电缆外皮损坏，应及时处理;

3、检查室内电缆明沟时防止损坏电缆，确保支架接地与沟内散热良好。确保线槽与桥架的等电位连接线是否完好，紧固。

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