太阳能光伏并网电站简介

光伏并网电站简介

太阳能光伏发电并网系统与电力电网的联网已有接近20年的历史，在这期间光伏发电技术、光伏逆变技术和并网接入技术都有了很大的进步。太阳能光伏的开发利用已成为当今国际上的一大热点。

白天，在光照条件下，太阳电池组件产生

一定的电动势。通过组件的串并联形成太阳能

电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的

要求。再通过方阵接线箱汇流后，经并网逆变

器将直流电转换成交流电，并入用户侧电网或

公共电网。光伏发电系统还有（包括）防雷装

置、监控装置，以及保护系统设备的过负载运

行，免遭雷击，维护系统设备的安全使用。

一、光伏并网电站简要描述

光伏并网电站，也就是与电网相联接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站。可以认为是一种将集中电站分散到电网的节点上

的一种方式，是指与公用电网通过标

准接口相连接，像一个小型的发电厂

连接到国家电网的发电方式，成为电

网的补充，典型特征为不需要蓄电池。

光伏并网电站，其运行模式是在

有太阳辐照的条件下，太阳能组件阵

列输出的电能，经过直流汇流箱集中

送入直流配电柜，并网逆变器并入电网的用户侧或配电侧。整个发电系统无需考虑储能，在电网的支持下完全达到电能的最大利用率。

光伏并网电站，其并网逆变器会把直流电转换为与电网同频率、同相位的正弦波交流电接入220V/380V低压电网。如果要接入公共电网，则需要通过与电站装机规模、电网电压相匹配的升压变压器接入。

光伏并网发电系统的应用范围，一是应用在光伏地面电站：集中大规模发电，经逆变器、升压变压器在电网的高压侧并网，利用电网远距离传输到终端用户；二是应用在光伏屋顶电站：以光伏建筑一体化的形式，有效利用建筑屋顶，因地制宜应用光伏发电，经逆变器就近实现用户侧并网。

二、光伏并网电站设备组成

光伏并网电站，由光伏发电系统、逆变系统和并网接入系统等三部分组成。光伏电池组件、

光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备（如果是高压并网还应该有升压变压器），是光伏并网系统的基本

设备。其中光伏电池组件、并网逆变器属于关

键设备。另外还有电站监控装置和环境监测装

置。

光伏并网电站，光伏发电系统、逆变系统

和并网接入系统，是最基本的组成部分。而对

于光伏离网发电系统来说，系统的组成和采用

的设备略有不同，最关键的是增加了蓄电池储能系统。

三、光伏并网电站设备功能

1、光伏电池组件

光伏组件是光伏发电系统的关键部件，其定义为具有封装及内部联结的、能单独提供直流电流输出的，最小不可分割的太阳电池组合装

置。同时，光伏组件也是支撑多块电气连接的

光伏电池的集成单元，并起到保护作用。

电池组件的连接包括电路连接、结构连接

两部分。线路连接是将太阳能电池产生的电力

与外部线路连接，通过直流汇流箱、直流配电

柜和逆变设备把电能送至终端负载；结构连接

是将电池组件与方阵支架连接，通过铝压块、C型铝材轨道、型钢支架、混凝土基础或屋面梁集成为一个整体。

2、方阵支架

方阵支架，是光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能电池组件而设计的支撑物。无论是地面光伏电站、屋顶光伏电站，还是光伏建筑一体化。方阵支架的强度和与基础连接可靠性是重中之重，但是方阵支架表面防腐、光伏组件安装、缆线走向、防雷接地等方面也必须考虑到。特别是光伏建筑一体化，方阵支架应充分考虑与建筑屋顶、立面墙的完美结合，以及光伏组件安装、缆线走向，穿线孔应提前预留。

线、管、孔、洞的预留位置、走向等应与土建

同步设计、同步施工、同步验收。充分考虑防

雷措施。方阵支架要可靠接入防雷接地网。

光伏方阵间距计算。当光伏电站功率较

大，需要前后排布太阳电池方阵，或当太阳电

池方阵附近有较高的建筑物或树木的情况下，

需要计算建筑物到前排方阵的阴影，以确定太阳电池方阵与建筑物的距离。一般的确定原则：冬至当天早9：00至下午3：00 光伏方阵不应被遮挡。

3、直流汇流箱

在太阳能光伏发电系统中会使用到汇流箱，汇流箱又名太阳能光伏汇流箱、光伏阵列防雷汇流箱、光伏防雷汇流箱等。将光伏组串经过串联和并联后，接入汇流箱中，从而使线缆集中放置，以减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之间的连线。同时，汇流箱包含有电流监控与通讯功能。

汇流箱有4、8、12、16路标准规格型号的产品，

可接入4、8、12、16路太阳电池串列，每路电流最大

可达10A。右图是8路汇流箱。

输入端位于机壳的下部，从图中可以看出汇流箱

最多允许8路输入，注意与光伏组件输出正极的连线

输入位于底部的左侧，而与光伏组件输出负极的连线

位于底部的右侧，用户接线时需要拧开防水端子，然

后接入连线至保险丝插座，然后拧紧螺丝，固定好连

线，最后拧紧外侧的防水端子。

输出端位于机壳的下部，从图中可以看出输出包

括汇流后直流正极、直流负极与接地线，接地线为黄

绿线。用户接线时需要拧开防水端子，然后接入连线，然后拧紧螺丝，固定好连线，最后拧紧外侧的防水端子。

4、交直流配电柜

在光伏并网发电单元中，直流配电柜输入端与直流汇流箱、输出端与逆变器相接。直流配电柜的直流配电单元，主要是将光伏组件输入的直流电源进行汇流后接入

逆变器或直接供给其它直流负载。◆直流输入电压：＜800VDC；◆直流输

出电压：＜800VDC；◆直流输入电流：≤125A/路（回路数可选）；◆直流

输出电流：≤125A/路（回路数可选）；◆额定绝缘电压：1000VDC。

在光伏并网发电单元中，交流配电柜输入端与逆变器、输出端与电网

相接。交流配电柜的交流配电单元，主要给逆变器提供并网接口，配置输

出交流断路器，直接供交流负载使用。另外还含有并网侧断路器、防雷模

块、逆变器输出计量电度表，交流电网侧配置电压电流表等测量仪表等，

方便系统管理。◆交流输入电压：220/380V±10%；◆交流工作电压：

220/380V±10%；◆输入功率：≤500KVA；

工作环境：◆配电柜防护等级：IP30；◆最大海拔高度2000m；◆周围空气温度：上限+45℃，

下限-25℃；◆相对湿度：不大于95%。

5、并网逆变器

我们知道，把交流电能变换成直流电能的过程称