屋頂光伏發電系統雷擊浪涌防護

（新鄉職業技術學院機電工程系，河南新鄉453002）

0 引言

隨著清潔能源在我國的不斷推廣，光伏發電已經成為我國能源系統中的重要組成部分[1，2]。相關統計數據[2]表明，截止2016年底，中國光伏發電新增裝機容量34.54GW，累計光伏裝機容量已達77.42GW，新增和累計裝機容量均為全球第一。我國光伏發電裝機呈現出的顯著特點是分布式光伏提速，光伏電站趨緩[3]。

光伏設備暴露在戶外，且多安裝在屋頂或曠野，十分容易遭受雷電威脅。由于光伏陣列回路的抗壓能力越來越差，逆變器的電子元件非常敏感，為了確保光伏系統至少20年的使用壽命[1]，雷擊浪涌的防護是必不可少的。目前國內外對于光伏電站的雷電防護研究較為成熟[4-5]，通過試驗[6]和仿真手段[7]得出一系列有價值的防護建議。但是對于屋頂光伏等分布式光伏發電的防雷研究[8-9]相對較少，多是局限于經驗性指導描述[10]，缺乏具體防護措施效果的定量與定性分析。

筆者介紹了屋頂光伏發電系統雷擊浪涌危害途徑，利用EMTP軟件[11]建立外部防雷系統與光伏組件等效電路模型，計算雷擊建筑接閃器時光伏發電系統雷擊浪涌過電壓，討論改變雷電流幅值、接地電阻和SPD安裝方式對降低雷擊浪涌危害的防護效果。

1 屋頂光伏發電系統的防雷保護

對于屋頂式光伏發電系統，雷電對其危害途徑主要有以下三種[7-8]：雷電直擊、高電位反擊、電磁感應耦合。雷電直擊：屋頂光伏組件處于暴露空間，且組件邊框均為金屬材質，雷電直接擊中光伏陣列金屬邊框時，引起整個光伏組件的損壞。……