关于光伏电站电气设计的研究和应用 张立文

关于光伏电站电气设计的研究和应用张立文

发表时间：2019-12-06T12:08:50.723Z 来源：《电力设备》2019年第16期作者：张立文

[导读] 摘要：当前，我国的光伏行业发展十分的明显，很多光伏电站建设的规模都有了非常显著的提升，光伏电站在运行的过程中具有非常强的系统性，每个环节都是不容忽视的，所以要想更好的保证光伏电站运行的质量，就必须要对系统的设计予以高度的重视。

（中国能源建设集团天津电力建设有限公司天津市 300012）

摘要：当前，我国的光伏行业发展十分的明显，很多光伏电站建设的规模都有了非常显著的提升，光伏电站在运行的过程中具有非常强的系统性，每个环节都是不容忽视的，所以要想更好的保证光伏电站运行的质量，就必须要对系统的设计予以高度的重视。

关键词：光伏电站；电气设计；研究和应用

当前我国对光伏行业的发展非常重视，很多企业都积极的加入到光伏电站的建设当中，而要想光伏行业真正的得到发展，就必须要取得更高的经济效益，所以电站运行的安全性和运营的稳定性就显得越来越重要，因此我们在实际的工作中必须要对光伏电站电气设计工作予以高度的重视，保证设计方案的科学性和合理性。

1光伏电站简介

光伏电站的能量来源主要是太阳能，电站所运用的材料设备通常有逆变器、晶硅板等特殊材料，光伏电站和电网进行连接，同时将电能传输给相连的电网，这样便组成了一个完整的光伏发电体系。光伏电站以其节能环保的优势，已经获得我国的大力支持和推广。光伏电站主要包括并网发电系统以及独立发电系统，两者之间的差别为是否带有蓄电池。光伏发电的产品目前被应用在以下三个方面：第一种是给没有电能的地方供给电能；第二种是用于人们生活中的产品，例如太阳能电灯、太阳能充电器等；第三种是进行并发发电，这在我国暂时还没有得到大范围的普及应用，但在发达国家已被成熟应用。

2光伏电站设计的要点

2.1光伏组件选型

在光伏组件选型的过程中，一定要选择那些性价比比较高的组件类型，首先，一定要根据当按市场中组件的装换率和价格，选择效率更高的单晶体硅或者是多晶体硅类型的组件，之后还要按照自身的经验以及支架的具体形式来选择功率大约在250Wp尺寸为

1640*992*35mm的光伏组件。

2.2逆变器的选型

逆变器技术结构一共有三种类型，分别是集中式逆变器、组串式逆变器和组件式逆变器。第一是集中式逆变器，其优点是效率较高，成本较低，大型的集中逆变器可以联网，减少输电损耗，提高发电效率。第二是组串式逆变器，其优点是增加了发电量，减少阳光阴影带来的损失。第三是组件式逆变器，优点是应用范围比较大，缺点是铭牌容量较小。综合上述三种逆变器类型，我国市场上应用最多的集中型逆变器。

2.3集电线路

按照光伏阵列分布的具体情况，应该选择最好的直流电缆进行线路的敷设，线径的大小应该按照流量最大的情况来选择，这样就可以有效的降低线损，系统运行的质量和效率也得到了非常显著的提升。防雷汇流箱和直流配电柜设计的过程中，应该选择那些性能非常好的厂商合格的光伏专用直流断路器和浪涌保护器，这样才能更好的保证系统运行的质量和效率，此外，防雷汇流箱应该设置监控模块，其在运行的过程中可以对每一条线路的光伏组串的运行状态加以监控，这样也就可以及时的发现故障，处理故障，从而使得企业的经济效益得到显著的提升。

2.4升压系统设计技术

进行光伏电站设计时，需要根据光伏系统的真正情况，来进行分级处理，设计人员通常会将其分类为多级升压系统或者一级升压系统。通常情况下，一级升压设计技术是被用于分布式光伏系统，多级升压设计技术会被用于大型光伏电站当中。

2.5光伏方阵的设计

光伏电池方阵设计要点：根据建筑光伏系统设计的容量和光伏组件的类型、规格、数量确定安装位置和安装方式；根据逆变器的额定直流电压、最大功率跟踪控制范围、光伏组件的最大输出工作电压及其温度系数，确定光伏组件的串联数；根据逆变器容量及光伏组串的容量确定光伏方阵内光伏组串的并联数；同一组串内，组件电性能参数宜尽可能一致，其最大工作电流Im的离散性应小于±3％；光伏方阵应高效利用太阳能的方位角和倾角方式安装。

3大型光伏电站电气设计应用

3.1监控系统

在监控系统运行的过程中，人们最为关心和关注的一点就是系统运行的安全性和可靠性，针对大型的光伏电站而言，监控系统长距离通信环节应该将光纤技术作为第一选择，光纤通信在运行的过程中不会受到电场等一些不利因素的影响，可以在很大程度上使得监控系统的可靠性和安全性得到全面的提升。在监控流程设计的过程中，控制环节越多，电站的可控性就越好，这对企业实现经济效益也有着十分积极的意义，在监控系统运行的过程中应该有开关柜、光伏逆变器和给升压变压器等装置。

3.2电气主接线并网型

光伏电站的集电线路方案一般采用每个发电单元分别接入35kV配电装置的方案。该方案简单清晰、安全可靠、运行灵活、便于维护管理。站用电并网型光伏电站一般设置两台站用变压器，一台工作变压器由市电电源引接，另一台备用变压器由发电厂内的高压配电装置引接。站用变压器一般主要为控制周边负荷供电，不为就地逆变站的负荷供电。由于目前国内光伏发电的电价比当地农电或市电价格高，在实际运行中，通常将引接在施工电源的变压器作为工作变压器使用，以降低运行成本。

3.3接地网的通常设计

光伏电站接地网采用以水平接地网为主，垂直接地极为辅主，边缘闭合的方孔复合式接地网，水平接地极拟采用热镀锌扁钢，具体规格根据实际工程详细设计，垂直接地极易采用L=2.5m镀锌钢管，并与水平敷设的扁钢焊接连贯通，连接成网。建筑物屋顶避雷带引下与主地网连接处，设置必要的垂直接地极，以保证冲击电位时散流，为防止可能的绕击、侧击和球雷等情况，建筑物的梁、柱钢筋应焊接成一体，作为自然接地体与主地网相连接。根据国网公司反措，沿二次电缆的沟道、开关厂的就地端子箱等处，使用截面不小于100mm的裸铜