分布式光伏電站設計研究

丁峰

摘要：光伏電站是指利用太陽光能、光伏板以及逆變器等設備組成的發電系統，通過發電系統與電網之間的有效連接來實現光伏發電的目的，光伏電站是實現綠色發電的一種重要手段。分布式光伏電站是一種新型的電站建設方案，利用分散式的工商業屋頂資源，安裝規模較小的發電系統，直接接入35KV以下的配電網。本篇文章通過對分布式光伏電站的特點進行闡述，分析它的具體設計過程，并且就分布式光伏電站的具體設計應用進行探討。

關鍵詞：分布式光伏電站 系統設計 逆變器 并網

引言

進入到新世紀后，我國在能源領域上一直強調的是可持續發展，通過可再生能源來實現綠色電能的轉換，因此，光伏發電系統逐漸被推廣和應用。光伏發電主要原理就是通過半導體進行光電轉換，將光能轉變為電能的一種技術。光伏發電的主要優點是可以實現能源的可再生，不必擔心能源的枯竭問題，而且安全可靠、不受地域的限制。從理論上來說，光伏電站可以建設在有電能需求的任何地方，但是對于光伏電站來說，由于光照條件差異和組件效率的影響，組件安裝需要占用一定的面積，為了節約土地資源，有關部門希望通過分布式光伏電站來解決光伏電站大面積用地問題。

1 分布式光伏電站的特點

分布式光伏電站通常都是指裝機規模比較小的光伏電站。它的應用是非常廣泛的，可以建設在城市建筑的屋頂上，為附近用戶供電，通過與電網之間的有效連接，來保證用電過程的可靠性和穩定性。對于分布式光伏電站來說，它的主要特點是安裝場地比較機動，可以根據具體的場地來對光伏系統的容量進行不同的調整，雖然輸出功率較小，可是安裝方便、靈活和調整機動。其次，分布式光伏電站還具有一定的環保效益，在發電過程中，不會產生任何的噪聲，也不會對周圍的環境、空氣以及水資源造成污染，這種分布式的光伏電站還可以通過與城市建筑中的有效協調來提高城市的視覺感官，實現清潔能源的有效利用。另外，分布式光伏電站必須接入公共電網，依托公共電網一起為周邊供電，如果沒有電網支撐，分布式光伏系統將無法保障用電可靠性、穩定性及用電質量。

2 分布式光伏電站的系統設計

2.1光伏組件的設計

分布式光伏電站中，光伏組件是系統的主要組成部分，光伏組件的選型和設計直接影響到整個系統質量。分布式光伏電站選用的屋面主要為水泥平屋面和彩鋼瓦屋頂。首先，應該根據安裝場所環境和裝機規模選用不同規格、效率和樣式的光伏組件，如水泥平屋面現在多選用雙面光伏電池組件，由于雙面增發提高了整體發電量。其次，組件的安裝傾角是影響發電量的重要因素，如水泥平屋面通常選用15-20度傾角安裝，彩鋼瓦屋面一般按照屋面的傾角方式平鋪按照。因此，做好組件的選型和設計工作，是保障系統效率和提高發電量的重要一環。

2.2逆變器的設計

在分布式光伏電站的系統設計過程中，并網逆變器的選擇和設計對于光電轉換來說是非常重要的。逆變器就是指能夠把組件產生的直流電逆變為交流電的一種主要工具，有著不同的工作效率和使用范圍。并網逆變器通常分為組串式逆變器和集中式逆變器，組串式逆變器具備規格多樣化、多路MPPT及故障影響范圍小等特點，因此，分布式光伏系統多選用組串式逆變器。集中式逆變器通常用于大規模的集中式光伏電站，通常具有單路MPPT、單機規模較大及故障影響范圍較大的特點。

2.3并網設計

分布式光伏發電系統經過逆變器將直流轉換為交流后，通過并網柜將光伏系統與市電網或用戶配電系統實現可靠和穩定性的連接。并網點應設置安裝易操作、具有明顯開斷指示、具備開斷故障電流能力的斷路器。斷路器應具備短路瞬時、長延時保護功能和分離脫扣功能，按實際需要配置失壓跳閘及低壓閉鎖合閘功能，同時應配置剩余電流保護裝置。同時在并網點安裝電能表計量裝置和電能量信息采集裝置，關口計量點電能表準確度等級不應低于有功0.5S級，無功2.0級，電壓互感器的準確度應為0.2級，電流互感器準確度不應低于0.5S級。

2.4電纜設計

在分布式光伏電站設計過程中，依據送出的容量、電壓等級及防火要求選用電纜的規格、型號及導線截面。電纜的敷設過程應盡量沿用原建筑物的電纜井和廠區內部的電纜溝。合理的電纜選型和敷設不僅可以降低系統造價，還能提高系統效率和收益。

3 分布式光伏電站的具體設計應用

3.1在水泥混凝土屋頂的設計應用

對于分布式光伏電站來說，它在不同的環境下有著不同的設計方式，通常來說，水泥混凝土的屋頂承重一般在150千克左右，非常適用于分布式光伏電站的設計和安裝，并且不會對其造成一定的荷載影響，可以額外預留出其他物體的承重。在水泥屋頂的設計過程口中，需要注意的是可以將分布式光伏電站與屋頂進行混凝土的統一澆筑，與屋面結合成一體，即可以減少水泥的用量，又能保證在安裝過程中的穩定性。另一方面來說，有關人員在設計的過程中需要注意的是做好屋頂的環境勘察工作，包括風速以及不同季節的環境氣候變化，通過各種參數的范圍從而計算好分布式光伏電站的安裝位置，做好設計前的準備工作。但是需要明確的是，這種設計和安裝方式容易破壞水泥屋頂的防水層，需要采取進一步的加固措施。

3.2在瓦斜屋面的設計應用

通常來說，分布式光伏電站在瓦斜屋面的設計過程中，可以揭開瓦片，并且在屋頂上安裝彎鉤類型的轉接件，控制好上下膨脹螺絲的位置，做好分布式光伏電站的固定工作，注意在這個過程中的混凝土控制，避免對屋頂的結構進行破壞，設計完成后，將瓦片蓋回去，做好后續的保護工作。

3.3在彩鋼瓦結構的設計應用

一般情況下，分布式光伏電站適用于一些鋼結構的工廠建設中，由于分布式光伏電站具有體積小等特點，在標準化廠房的建設過程中，一般都會將分布式光伏電站固定到屋頂，并且進行相應的電池組件的鋪設活動，在目前我國的發展中是非常常見的一種現象。彩鋼瓦是由薄金屬板包括泡沫制成的一種結構，通過傳統的方法并沒有辦法將分布式光伏電站中的固定電池組件安裝在其中，需要借助專門的工具來完成設計工作，避免對廠房整體結構上的破壞。另外一方面來說，對于彩鋼瓦的承重能力，在分布式光伏電站的設計過程中，應該注意角度的選擇，并且可以在一定程度上增加屋頂的重量，并且從不同的方向上對設計過程進行優化。

實際上，在分布式光伏電站的設計過程中有關人員應該注意對落實項目安裝條件的具體探測，保證設計工作過程中的有效性，加強在進度上的安排，對分布式光伏電站的設計以及應用進行具體的分析，明確它的可行性，加強在不同環境下的設計組織方案，可以在一定程度上尋求政府有關部門的支持。

4 結語

總而言之，分布式光伏電站是光伏電站的一種表現形式，具有規模小、實用性高等特點，在具體的設計過程中，應該從光伏組件、逆變器、并網及電纜等方面進行設計和選擇，從而保證分布式光伏電站應用的可靠性。

參考文獻

[1]王苗苗.基于分布式架構的光伏電站遠程監測系統設計[J].西安航空學院學報，2019，37（05）：60-65+78.

[2]顏世超，王海霞.分布式光伏電站發電效率提升策略[J].電子技術與軟件工程，2019（07）：212.

[3]王新.分布式光伏電站發電效率提升策略研究[J].工程建設與設計，2019（02）：71-72.

[4]陳賢賢，曹璽彬，李澤.分布式光伏電站一體化監控平臺設計[J].中國新技術新產品，2018（23）：17-18.

[5]金晨陽.分布式村級光伏電站發電系統的設計實現[D].黑龍江大學，2018.