試論分布式光伏發電系統的電氣設計

劉逸帆

摘要：分布式光伏發電是新興的一種能源開發手段，對解決不可再生資源浪費、緩解我國能源短缺問題、提升我國社會經濟收益、推動綠色節能創新建設具有重要現實意義。本文以分布式發電系統的概述為切入點，對分布式光伏發電系統的電氣設計進行了探索，重點對組件連接電氣設計、光伏直流電纜選型、并網逆變器選型、直流匯流箱設計以及防雷系統設計進行了闡述.以期為關注這一話題的人提供參考。

關鍵詞：分布式光伏發電；發電系統；電氣設計

引言：分布式光伏發電是在執行科學發展觀、市場經濟轉型、科學技術研發、生態平衡建設與自然資源保護的基礎上，得以提出并應用的一種新興能源開發方式。分布式光伏發電以其具有的生態清潔性、污染小、發電效率高、電損耗少、網絡化管理等特點，在我國城市化建設與資源利用中得到廣泛認可與應用。分布式光伏發電系統在一定程度上緩解了我國能源短缺問題，提升了社會經濟收益，有效推動了我國科學、可持續發展建設目標的實現。

1分布式光伏發電系統概述

1.1分布式光伏發電內涵

近年來，隨著人們對能源利用與研發的重視，我國對自然可再生資源的利用取得了一定的成效，分布式光伏發電就是在此發展背景下得以產生的一種分布式發電系統。分布式光伏發電主要是指通過利用光伏組件將太陽能轉換為電能的一種能源開發手段Ⅲ。分布式光伏發電有效實現了能源的綜合利用，具有廣泛的發展空間與應用前景。實踐證明，應用分布式光伏發電有效的提升了光伏發電站的發電量，并在一定程度上減少了電能的損耗。

1.2分布式光伏發電特點

由分布式光伏發電內涵可知，分布式光伏發電具有污染小、空氣清潔性、發電輸出功率小、環保效益高、土地資源利用少、余電上網、電能損耗小等特點。

1.3分布式光伏發電系統設計

分布式光伏發電系統設計是基于分布式光伏發電特點以及目標的基礎上，利用一定科學技術手段得以形成的能源利用與及開發系統模式。由于分布式光伏發電系統設計倡導就近并網、就近發電、就近轉換、就近使用設計原則，分布式光伏發電系統設計的電氣設計主要包括“組件連接電氣設計、光伏電纜選型、并網逆變器選型、直流匯流箱設計以及防雷系統設計”。

2分布式光伏發電系統的電氣設計

分布式光伏發電系統的電氣設計主要是對基本設備、監控裝置、環境監裝置等的選用與設計（光伏電池組件、直流匯流箱、并網逆變器、光伏方陣支架、防雷設備等）。與此同時，電氣設計是在遵循運行規律（光照-太陽能轉換-電能輸入配電柜-電能供給-余電上網）的基礎上，進行具體設計與實踐的。

2.1光伏直流電纜選型

光伏直流電纜的選用，是分布式光伏發電系統電氣設計中的重要組成部分。光伏直流電纜的選用，應根據光伏發電設備的實際應用環境以及電氣設計的具體需求進行科學與規范的選用。目前，最為常用的光伏直流電纜設備為無鹵PV1-F類型電纜，該電纜設備主要運用于組件間跳線以及電流匯流的鏈接。此外，在電氣設計過程中，對光伏直流電纜選型時也需對溫度進行考慮，當發電廠溫度高于六十攝氏度時，則需對分布式光伏發電系統中電纜的載流量進行調控與修整。

2.2并網逆變器選型

在分布式光伏發電系統的電氣設計過程中，對并網逆變器的選用，首先需要對分布式光伏發電系統的實際裝機容量以及發電機發電輸出功率進行統計與分析，并根據其實際需求量選擇合理的逆變器。其次，對布式光伏發電系統的直流電壓、直流輸入接線的接口數量、發電功率因數、額定輸出電壓參數、MPPT數量以及它的電壓應用數值進行整合、分析與歸納，從而對逆變器進行科學選擇。

2.3組件連接電氣設計

在分布式光伏發電系統的電氣設計過程中，其組串連接電氣設計的設計，需遵照先串聯后并聯的原則進行具體方案設計與實踐。

2.4直流匯流箱設計

直流匯流箱主要作用是將分布式光伏發電系統中經由光伏組件電源輸出的各直流電流進行匯流處理，并將其接入到逆轉器中。因此，在分布式光伏發電系統電氣設計中，直流匯流箱設計具有重要意義。由于斷路器是直流匯流箱中的重要組成元件，因此，應注重對斷路器進行準確與合理選用與設計。例如，對于直流斷路器的設計，應在基于直流斷路器的額定電壓、額定功率以及額定電流的基礎上，進行設計與調整；對于交流斷路器的設計，可采用多級串聯形式進行設計，用以保證其應用的穩定性與科學性，避免直流回路短路以及電能高損耗現象的產生。

2.5防雷系統設計

防雷系統設計是針對分布式光伏發電系統環境監測的重要電氣設計內容。由于分布式光伏發電系統常處于暴露環境中，因此，受自然環境因素的影響較大。雷電不僅是自然界中破壞力強、威脅性大災害，也是對分布式光伏發電系統威脅性較強的一種影響因素。對此，在電氣設計與方案實施過程中，應注重防雷系統的設計。目前，最常采用的保護措施主要是與屋頂建筑、周邊防雷系統相復合的防雷系統設計，在電氣設計過程中，可預先對光伏發電系統各環節組件以及組件支架的金屬材料進行電連，在電位連接后在進行防雷接地系統連接，用以降低雷電對分布式光伏發電系統的損失。

結論：總而言之，分布式光伏發電系統作為一種新興的能源研發手段，有效實現了太陽能資源的利用，具有廣闊的發展空間與應用前景。在分布式光伏發電系統的電氣射進中光伏直流電纜選型、并網逆變器選型、組件連接電氣設計、直流匯流箱設計、防雷系統設計的優化發展，對實現分布式光伏發電系統的創新與改革具有重要影響作用。分布式光伏發電系統的建設已成為新時期我國重要的建設內容之一，為我國電力企業的發展指明了方向。