分布式光伏电站设计中电气设计方法

分布式光伏电站设计中电气设计方法

秦浩龙

中电投新疆能源化工集团博州有限责任公司   新疆博乐  833400

摘要：作为当前中国能源转型的重要驱动力，光伏电力项目在全球范围内引发了深度热议。它巧妙地转化自然界的光能为电能，展现出无可替代的环保特性，完美契合了我国追求绿色、可持续发展的国家策略。同时，光伏电站的运行保证了稳定的电力产出，其经济效益不容忽视。分布式光伏设施的设计与构建是一项融合多元技术挑战的任务，其复杂性源于涉及领域广泛。

关键词：分布式光伏电站设计；电气设计；方法

在分布式光伏电站设计过程中，电气设计方法起着至关重要的作用。电气设计需要考虑到光伏电站的整体布局和电气设备的选型配置，确保系统的安全性、可靠性和高效性。首先，在设计电气系统时，需要充分考虑电站的布局和地理环境，合理规划光伏板的摆放位置，以获取最大的光能利用率。其次，要选择合适的逆变器和变压器等设备，确保系统的正常运行和高效发电。同时，还需要考虑到电网的接入和输出电力的输送，确保系统与电网的稳定连接。

1分布式光伏电站建设中的电气设计技术要求

1.1分布式光伏电站电气组件选型

在光伏组件的选择过程中，细致的分类至关重要，涵盖非晶硅电池单元、大规模生产的电池模块和多晶硅企业的组件等选项。尽管非晶硅电池单元的效率相对较低，且环境对其影响较小，但在实际应用中，它仍面临挑战。研究显示，其光电转化效率最高仅约10%，且稳定性欠佳，有时会出现效率下降的问题，因此其广泛应用尚受限。相反，单晶硅电池单元凭借先进的生产工艺、悠久的历史以及稳定的性能，能高效地将光能转化为电能，因此在大型光伏电站的建设中占据主导地位。单晶硅电池组件主要分为多晶硅企业和单晶硅类别，前者在转化效能上不如后者显著，即使输出功率相同，单晶硅电池组件的体积优势明显。尽管两者的其他参数相近，技术规格和运行条件大致相同，但在光伏组件选择中，全面考虑如性能、质量、成本等因素是必要的。优先选择多晶硅电池组件，旨在优化光伏产品的转化效率，确保发电系统的稳定运行。因此，当前的光伏产品技术、制造工艺和转化效能的评估是决定组件选择的关键因素。在决策过程中，务必实施全方位的综合考量。

1.2选择分布式光伏发电装置逆变器

在分布式太阳能发电设施的逆变器配置决策中，关键在于工作人员需对整个系统的综合特性有深刻理解。在挑选逆变器时，首要目标是确保其输出功率能精确匹配到整个光伏电站的整体输出，确保能量转换的一致性。在设备选择过程中，细致评估电流范围、效率指标等多维度参数至关重要，这有助于全面把握电气执行层面的影响要素，从而为后续项目实施奠定坚实的基础。这样的精细化操作，旨在提升系统效能并优化控制策略。

1.3设置分布式光伏发电控制系统直流汇流柜电器

在分布式光伏发电系统中，汇流柜的设计旨在最大化其集成能力，优化管理众多光伏模块产生的多元直流源，确保它们能迅速、高效地与逆变器同步。汇流箱的核心构建元素是主熔断器，其工作频率和标准承载力需严格匹配预设规格，与电路运行的最大电流阈值保持紧密衔接，但线路的最大电流应略高于主熔断器的额定容量。在线路配置上，选项不仅局限于直流路径，交流线路同样可作为选择。在实际操作中，直流熔断器的使用频率高，有时会选择采用二极或三极并联的配置策略，以提升系统的灵活性和可靠性。

1.4合理化地选择分布式光伏发电系统直流电缆设备

在规划光伏发电系统的直流电缆配置过程中，专业人员需细致地进行环境评估，根据分布式光伏系统的特性，精心挑选适用于控制系统的专业电缆，确保其在连接各模块间能高效地执行直接连通和汇集任务。相较于常规电线，光伏直流电缆展现出显著的优势。它们能在-40℃至90℃的宽温范围内稳定工作，而最高操作温度可达到约120℃，同时具有优异的抗紫外线性能，即使在极端条件下也能保持高效运作并有效抵御设备冲击。光电电缆的耐化学侵蚀性和抗臭氧性能尤其出色，这显著延长了电缆的使用寿命。在选择直流输出电缆设备时，考虑天气多变至关重要。在分布式光伏设备运行期间，务必确保其工作温度维持在60℃以下，同时通过精确的电流调控，不断优化光能转化效率，从而实现持续、安全的电力供应。这样的策略旨在最大化系统效能，确保长期稳定的供电服务。

2分布式光伏发电站工程设计中的电气设计方法

2.1设计保护器电感线圈

在构建过电压防护系统时，我们倾向于优先选用具有高匝数的电感线圈，以增强其内在的保护能力。这些电感线圈应独立配置于整体保护电路中，确保其专门性和有效性。在设计过程中，我们巧妙地整合了高级电气断路器和特制的双层绕组电感线圈，这不仅提升了输出信号与输入电路的无缝对接，而且强化了在雷击事件中的即时响应机制。这样，一旦雷击发生，电站内的电子设备能迅速断开连接，从而显著减小雷击对设施的潜在损害。

2.2设计熔断器的电流感应

在设计过程中，电流传感器嵌入于熔断装置的核心地位不容忽视，其精良的工程设计直接关系到对光伏发电系统中熔断信号变化的精准捕捉。在电路运作环节，电流传感器扮演着雷击防护网的角色，能迅速响应并隔离光伏电站内部的并联电路，确保电流稳定。在构建详细的设计蓝图时，电压并联保护器的设计策略应被赋予最高优先级，其稳定性和安全性是保障电路在面对突发状况时，能立即执行电流切断的关键。因此，设计者需确保保护器的坚固防线，以维护整个系统的动态平衡和应急反应能力。

2.3科学选择直流回路保护器

1.优化直流回路电流管理策略。在设计初期，我们实施了创新的电流调整措施，目标是在降容操作中，通过精细调控，确保分流管理保护器内部承受的电压在正常状态下降低至原始值的1/8或1/5。在设计流程中，针对每个特定的电流通道，我们将降容需求视为独立考虑因素，确保最终设定的系统控制电流为原电流的相应比例。2.多层次分布式光伏电压调控技术。在构建直流回路保护系统时，我们采用了一种多级串联的策略，通过串联多个并联组件来精细管理整个光伏阵列的电流保护。在实际应用中，我们会根据实时的电流运行特性，灵活选择合适的并联单元，确保其在标准负载下能稳定承载约10千安培的电流。同时，对于直流电流分段接口的承载能力，我们设定了一个合理且稳定的阈值，通常保持在2千安培左右。

结论

分布式太阳能电力设施项目的运营动态深受多元要素的综合影响，包括电气装置的特性及周遭自然环境。这种新型能源系统以其前瞻性独占鳌头，其核心价值在于高效转化日光能，严格遵循节能减排的全球标准，同时最大程度地满足用户的电力需求。这不仅带来了显著的社会效益，也带来了可观的经济效益。展望未来，我们需要深化对分布式光伏技术的理解与应用，精心策划系统构建策略，以迅猛的速度提升能源转化效能，并始终如一地保持电力品质的卓越表现。

参考文献：

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