前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的分布式并網光伏發電站系統設計，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：電能已經成為維持社會正常運行的重要能源，但是傳統的發電方式會對自然環境造成不同程度的污染，嚴重影響到人們的生存環境。因此，必須加快推動清潔能源的發展，光伏發電就是一種無污染的清潔能源，并且其所利用太陽能是用之不竭的能源。為了對光伏發電進行充分的利用，就需要將光伏發電站所生產的電能有效的并入當地電網中，因此，需要對光伏發電站系統進行深入的分析研究，并結合當地電網的實際情況，進行有針對性的科學合理設計，進而確保光伏發電系統的高效運行，為社會經濟的可持續發展提供可靠保障。
0引言
光伏并網發電主要是通過利用太陽能進行發電，而無需借助任何可能造成污染的化石燃料，在整個生產過程中不會排放任何的二氧化碳和污染物質，有助于促進社會經濟的可持續發展。通過將光伏發電有效的并入公用電網之中，能夠及時將多余的發電量輸送至供電公司，進而確保城市電能的充足供應。為了能夠確保光伏發電系統順利接入到公用電網中，就需要其發電站系統進行統籌規劃合理安排，提高其設計的科學性，進而不斷提高分布式并網光伏發電站的設計水平[1]。
1光伏發電系統特征
1.1光伏發電系統原理及組成
光伏發電是建立在光生伏打效應的基礎之上，通過光照引起電動勢能的生成，進而生成電能，其基本的特性與二極管類似，借助光伏電池中的PN結將光能有效的轉化為電能。當有太陽光照射到PN結上時，就會在PN結的表面生成新的電子-空穴對，電子就會在勢能的作用下由P區流入到N區，而空穴對應的就會由N區流入到P區，在聯通的狀態下，電路中就會形成電流。由光伏發電的原理可知，光伏陣列具有非線性輸出的特性，當光照保持不變時，隨著周圍環境溫度的升高，其開路電壓和短路電流會呈現出下降的趨勢；當溫度保持不變時，隨著光照強度的增加，其開路電壓和短路電流會呈現出上升的趨勢。光伏發電系統的構成主要包括：太陽能電池、蓄電池充放電控制器、直交流逆變器、電能測量表以及各種電子監控設備等[2]。
1.2太陽能光伏發電系統的并網要求
電能質量對于光伏發電系統順利接入到當地電網具有決定性的影響，為了確保光伏系統能夠順利地將電能輸送至當地交流負荷之中，其電能的電壓偏差、頻率、諧波以及功率等參數需要滿足一定的條件。一旦光伏發電系統檢測到電能參數偏離標準要求后，系統能夠及時斷開與電網的連接，進而避免給電網帶來不利影響。三相電壓的允許偏差為額定電壓的±7%，單相電壓的允許偏差為額定電壓的+7%~-10%，電網的額定頻率為50Hz[3]。
2光伏發電站系統配置
2.1光伏組件選型
電池組件是光伏發電系統的重要組成部分，也是將光能轉換成電能的基本組成單元，當前的光伏電池主要有：多晶體硅電池、單晶硅電池、薄膜電池以及聚光電池等。在光伏電池的選擇中要充分考慮到電能轉換效率和成本兩個方面，不同的光伏電池具有不同的優點，由于單晶硅和多晶硅電池的制造技術相對成熟、產品的性能比較穩定、使用壽命長以及光電轉化效率較高等，被廣泛的應用于并網光伏發電站中。多晶硅太陽能電池的功率規格較多，由5~300Wp在當前國內具有生產廠商，在工程實際訂貨中需要綜合考慮組件效率、技術成熟性、市場占有率，以及采購訂貨時的可選擇余地[4]。
2.2光伏陣列運行方式選擇
光伏系統方陣支架按照其工作方式的不同可以分為固定支架和光角跟蹤支架，后者能夠根據光照角度的不同進行適應性的調整，進而確保太陽光的入射角始終保持在較小的程度，進而提高陽光的輻射強度，為光伏電池的高效轉化提供可靠保障。光角跟蹤又可以細分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤，對于1MWP的光伏陣列而言，這3種運行方式的對比如表1所示。通過以上對比發現不同的運行方式具有不同的特點，在實際的選用過程中要充分結合當地發電的實際情況，進行有針對性的選擇。
2.3逆變器選型
在逆變器的選型過程中，要充分考慮到系統規模、整體效率以及最大發電量等進而進行有針對性的選擇。對于功率較小的光伏發電系統而言，當電源電壓為200V時，通常選擇與光伏組件峰值功率相當的單項逆變器，當電源電壓為380V時，則需要選用對應的三相逆變器；對于中等規模大小的光伏系統而言，可優先選用單項接入方式，即單項逆變器，當系統的接入電壓較高時，可以設置一定的升壓變壓器；對于規模較大的光伏系統，則要選用功率較大的集中性并網逆變器，進而降低系統的復雜程度[6]。
2.4箱變的選型
在進行箱變的選擇過程中要充分考慮到以下幾個方面：（1）優先選用自冷式、低損耗電力變壓器；（2）要根據光方陣單元模塊的最大輸出功率有針對性的選擇升壓變壓器容量；（3）對于沿海和風沙較大的光伏電站而言，布置在戶外環境中的箱變元器組件，沿海防護等級不得低于IP65，風沙地區不得低于IP54;（4）就地升壓變壓器可以采用雙繞組變壓器或者分裂變壓器[7]。
2.5直流匯流系統的選擇
（1）匯流箱根據極限高溫可以知道太能電池板的最大短路電流為8.79A，當選用16進1出類型的匯流箱時，其最大的輸出電流高達140.64A，因此在進行選擇時，要確保所選擇的匯流箱每路電流不得小于10A，總輸出采用160A的斷路器。（2）直流柜直流柜的選型要充分參考逆變器的型號，進而確保能夠與其進行有效的配合，針對不同功率的逆變器選擇相應的直流柜。例如，對于500kW的逆變器而言，其接入的總串數為95，那么接入295Wp極板的數量為1710個，那么接入的匯流箱數量不得少于6個，因此，直流配電柜的配置為6×160A路輸入。
2.6光伏方陣設計
對于規模較大的并網光伏發電站而言，當前比較常用的方案主要是分塊發電、集中并網形式。在進行太陽能電池陣列子方陣的設計過程中要充分考慮到以下幾方面：（1）太陽能電池組件組成的組串，其輸出電壓的最大值不得超過逆變器的最大額定電壓；（2）每個逆變器的直流輸入側所連接的太陽能電池組件總功率不得小于逆變器的額定輸入功率，而且不得超過其最大允許輸入功率；（3）太陽能電池組件串聯后，其最高輸出電壓不允許超過太陽電池組件自身最高允許系統電壓[8]。
2.7光伏子方陣設計
在太陽能電池組串單元中，其電池的排列方式有多種不同的類型，在其設計過程中要充分考慮到接線施工的難易程度、電纜的總用量、占地面積、組件支架耗材量、安全性以及后期的維護成本等。對于1MWp的光伏發電單元而言，需要太陽能電池板的數量為3418，每塊295Wp，匯流箱12個，直接防雷配電柜2個，500kW逆變器2個，1250kVA的箱式變壓器1個。其中為了便于施工，匯流箱直接設置在電池支架上，并且做好相應的防水、防曬以及防銹處理[9]。
2.8光伏廠區的布置
為了有效避免光伏電池之間的相互影響，就需要設置科學合理的適宜間距，每列光伏電池之間的距離d需要根據下列公式進行精確的計算：
3結束語
總而言之，分布式并網光伏發電站系統設計是一項綜合性系統的工作，需要設計者對涉及到的影響因素進行統籌規劃合理安排，進而進行有針對性的設計，為光伏發電系統的高效運行提供可靠保障。筆者通過對光伏發電系統特征進行了一定的分析研究，在此基礎上，提出具有一定針對性的光伏發電站系統配置，對于從事相關工作的技術人員具有一定的借鑒意義。
作者:馬曉偉 單位:中廣核太陽能開發有限公司
