201512分析光伏电站电气设计技术

分析光伏电站电气设计技术代大海苏州爱康能源工程技术股份有限公司摘要： 近几年我国加大了对光伏行业发展的推进力度，光伏电站的规模也越来越大，更多的企业投身到光伏行业中，比如投资光伏组件生产的，投资光伏电站建设的，成立 EPC总承包的等等。并且 2014 时国家设定光伏电站的建设规模为 14GWp，其地面电站须 6GWp，分布式电站须 8GWp，规模之大是难以想象的，同时国家光伏行业的发展不仅需要规模大，还需要其行业健康的发展在效益上得以体现。因此，电站安全的建设及运营尤为的至关重要，而光伏系统电气设计的环节在光伏电站设计中占很重要的比例，所以要加强对光伏电站电气设计的重视，以达到更好的效果。所以，本文将进一步解析光伏电站电气设计的技术，为光伏电站的投资建设提供相关参考意见。关键字： 光伏电站 电气设计技术一、光伏电站系统构成及主要设备选型方面1、太阳能光伏组件众所周知，光伏组件是光伏发电最主要的设备之一，其中运用最广的当属晶硅组件和薄膜组件。下表为各种组件特性：类型 转换效率 成本薄膜电池 10%左右 较低多晶硅电池 12%~15% 较高单晶硅电池 18%~25% 很高通过上表可知，单晶硅组件在转化效率和成本方面很高，薄膜组件相对较低，而多晶硅组件介于二者之间，因此在设计时根据电站实际情况，通常选用多晶硅 组件，随着光伏组件研发水平和生产工艺水平的提高，单块光伏组件功率在不断提升，目前国内用于建设光伏电站的土地越发紧张，为了减少光伏电站占地面积，规划建设 大型或超大型光伏电站，选择大功率高效率的光伏组件已是一种必然的趋势。2、智能汇流箱智能光伏汇流箱是连接光伏阵列及逆变器，提供防雷及过流保护，并监测光伏阵列的单串电流、电压及防雷器状态、断路器状态的一种智能电气设备。对于大型并网光伏电站，为了减少光伏组件与逆变器之间连接电缆，维护方便，一般需要在光伏阵列与逆变器之间添加直流汇流箱。根据逆变器输入的功率、直流输入电压范围及 MPPT的工作电压范围，把一定数量的光伏组件串联组成一个组件串，再将若干个组件串接入光伏阵列防雷汇流箱，通过熔丝、防雷器、断路器后输出，再接入逆变器直流侧输入端。目前直流汇流箱主要进出线形式有 8 进 1 出、 12 进 1 出和 16 进 1 出，部分电站在特殊情况下，也采用 18 进 1 出、 20 进 1 出或 22 进 1 出形式。3、并网逆变器目前行业内主要有集中式和组串式两大类的逆变器，具体选用集中式还是组串式逆变器需要从电站整体规划容量、电站所在地自然环境与周围遮挡情况、组件布置的朝向、 电站所在地电网对电站的电能质量及调度要求来选择。 通常电站容量在 10MW以上大多采用集中式逆变器，市场上集中式逆变器型号有 250kW~2MW，其中 500kW与630kW为主流设备。组串式逆变器适用于 10MW以下的分布式电站，尤其是厂房屋顶及山地型电站，这两种电站受屋顶角度、山体坡度、周围建筑物阴影、树木阴影等原因的影响， 采用具备多路 MPPT功能的逆变器使组件功率及种类配置更灵活， 能在一定程度上提高电站的发电量。组串式逆变器主要型号有 5kW~60kW，其中 20kW与 33kW为主流设备。无论是集中式逆变器还是组串式逆变器都必须有国家专业认证部门出具的防孤岛及低电压（零电压）穿越的相关合格证书。4. 箱变箱变型号选择必须根据单位兆瓦单元的容量情况、接入系统和电网中的电压等级来确定，通常一级升压达到 35kV，从性价比角度出发，易选择油浸式变压器较佳。与集中式逆变器相配套的箱变大多数为双分裂型，与组串式逆变器配套的箱变均为双绕组型。箱变与单位兆瓦单元容量配比一般为 1:1.32 ，这样既合理还能减少电站初设投资。5. 集电线路针对光伏电站分散发电、集中并网的特点，箱变出线电缆敷设要选择最优路径，可根据载流量选择线路敷设路径，从而达到减少线损、减少电站初期建设投资、提高系统效率的目的。6. 接入系统