【摘要】目前，國(guó)家大力的提倡節(jié)能環(huán)保設(shè)備的安裝使用，光伏發(fā)電得到了國(guó)家政府的大力支持，所以光伏技術(shù)有了很大的發(fā)展，但是目前的光伏發(fā)電仍存在一些問(wèn)題，尤其是在電氣設(shè)計(jì)上，這里既要考慮地理環(huán)境因素愛要考慮如何與原有的電氣系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，本文重點(diǎn)研究了光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，以及電氣設(shè)計(jì)系統(tǒng)優(yōu)化的管理方法思路，希望為今后的光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)性的意義。

【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電；電氣系統(tǒng)；優(yōu)化管理；發(fā)展趨勢(shì)

引言

自改革開放以來(lái)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，近幾年來(lái)節(jié)能環(huán)保的話題越來(lái)越受到國(guó)家的重視。光伏是一種清潔環(huán)保的可再生資源，近幾年得到了很快的發(fā)展，并且在2015年9月25日可再生資源電價(jià)的征收標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)一步的提出了光伏發(fā)電的政策，一定程度上極大地促進(jìn)了光伏發(fā)電的推廣和急速發(fā)展。在實(shí)踐中，很多領(lǐng)域已經(jīng)投入了大量的資金進(jìn)行設(shè)計(jì)發(fā)展，比如建筑工程中，光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)已經(jīng)成為一種新的發(fā)展模式；2007年藍(lán)天下的德國(guó)寶馬在第五里面安裝了3660塊光伏電池板，極大地提高了功率的利用；日本的三洋集團(tuán)建成太陽(yáng)方舟，設(shè)計(jì)使用5016塊光伏電池板設(shè)計(jì)功率更是得到了極大提高。

隨著我國(guó)政府對(duì)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的大力支持外，大量的民間資金也開始流入光伏產(chǎn)業(yè)中去，近兩年我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)和技術(shù)都得到了很大的進(jìn)步與發(fā)展。現(xiàn)今階段光伏不僅應(yīng)用在了工業(yè)，企業(yè)的生產(chǎn)中，而且很多的家庭也開始使用光伏進(jìn)行節(jié)能，因此光伏的使用也直接的影響著工業(yè)、企業(yè)的發(fā)展運(yùn)行還關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此合理的光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著重要的意義。

1、光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

光伏發(fā)電系統(tǒng)就是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的過(guò)程，充分的被工業(yè)企業(yè)和人群所利用，一般情況下，該系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求：

1.1 光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要與原有設(shè)計(jì)或者已經(jīng)規(guī)劃好的電氣設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)相互影響和干擾的情況，在不破壞原有設(shè)施的基礎(chǔ)上進(jìn)行光伏電氣設(shè)備的進(jìn)行優(yōu)化和提升。在考慮光伏發(fā)電具有的特點(diǎn)使，要充分的考慮建設(shè)地點(diǎn)的地理環(huán)境、以及氣候條件，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)備的選擇和零部件的選擇，合理的設(shè)計(jì)光伏的朝向、布局、間距等條件。根據(jù)需求的不同，準(zhǔn)確的計(jì)算電能的需求量，合理選擇裝機(jī)容量及布置組數(shù)，以及所能提供的電量。

1.2 光伏方陣的設(shè)計(jì)。充分的考慮建設(shè)地點(diǎn)的氣候條件和陽(yáng)光的強(qiáng)度和能量是光伏方陣的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和前提，根據(jù)地理?xiàng)l件以及陽(yáng)光量的不同合理的布置組片的朝向以及角度，在角度大于10度的時(shí)候還要考慮組片上的積水和積雪處理問(wèn)題，確保發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證系統(tǒng)的有效性。

1.3 逆變器的設(shè)計(jì)。在光伏方陣的朝向和間距一致的系統(tǒng)中我們一般采用集中逆變方式，在朝向和間距不同的情況下往往會(huì)出現(xiàn)部分遮擋的現(xiàn)象，我們經(jīng)常的采用分散的逆變方式。這兩種逆變的方式有很大的區(qū)別，前者具有安裝方便快捷，后期的維護(hù)比較方便，初始成本不會(huì)太高，輸出方面還會(huì)比較大，但是這種方式在出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)故障，因此維修有很大的麻煩，故障的排除工作量較大。后者的陳本比較高，部分系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)，而且在維護(hù)維修中比較方便。根據(jù)需求的不同我們酌情的考慮選擇合適的逆變器系統(tǒng)。

1.4 光伏接線箱。光伏接線箱一般設(shè)置在利于后期檢修的位置上，作為連接線箱，它的防護(hù)等級(jí)不得低于IP54，并且要求本身帶有數(shù)據(jù)的采集功能，數(shù)據(jù)采集箱的保護(hù)不得低于IP65。再出現(xiàn)故障的時(shí)候，我們通過(guò)并網(wǎng)配電箱分別進(jìn)行兩網(wǎng)脫離工作，充分的保證維修人員的人身安全。

1.5 光伏系統(tǒng)保護(hù)。光伏系統(tǒng)很容易受到雷擊的影響，因此在設(shè)計(jì)上應(yīng)該充分的設(shè)計(jì)避雷針以及避雷帶。除此之外對(duì)于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)雷，在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮光伏系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)，還要考慮在建筑物上安裝時(shí)，避免破換原建筑物屋頂?shù)姆浪氨馗魺釋?。根?jù)建筑物的屋面是否為上人屋面，合理的設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)的承重結(jié)構(gòu)。

1.6 直流線纜的敷設(shè)。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)容易受到外界環(huán)境的影響，因此對(duì)線纜的敷設(shè)要求條件比較高，比如抗高溫，紫外線，防蟲等。線纜的承壓能力一定要大于系統(tǒng)的產(chǎn)電能力，同時(shí)，在敷設(shè)時(shí)，避免與外界的不同電纜之間距離過(guò)近，直流的電纜盡量多的敷設(shè)在室外，這樣可以有效的降低敷設(shè)成本。

2、設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方向

智能電網(wǎng)和微電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的最前瞻的方向，也是光伏發(fā)電未來(lái)的必經(jīng)之路，在光伏電氣系統(tǒng)優(yōu)化上，不僅要對(duì)目前階段技術(shù)的改革，還要國(guó)家對(duì)光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的大力支持，從而促進(jìn)智能電網(wǎng)和微電網(wǎng)的發(fā)展。

2.1 智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的發(fā)展是未來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展的必然選擇，通過(guò)在光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)中加入人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的邏輯推理系統(tǒng)，對(duì)光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)的設(shè)備，線路進(jìn)行時(shí)時(shí)的監(jiān)控，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的中的故障，以及第一時(shí)間進(jìn)行故障處理，保護(hù)各個(gè)零部件的正常運(yùn)行，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性能。同時(shí)通過(guò)人工智能系統(tǒng)的干預(yù)和處理，必要的時(shí)候可以節(jié)能處理，有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，更利于節(jié)省電能資源，減少運(yùn)輸過(guò)程中的損耗，更是有效實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

2.2 微電網(wǎng)。微電網(wǎng)是通過(guò)本地分布式光伏發(fā)電，向附近負(fù)荷提供電能的特殊電網(wǎng)。相對(duì)于傳統(tǒng)的電源而言，具備高獨(dú)立性、高操控性。微電網(wǎng)不僅可以獨(dú)立自主運(yùn)行，還可以并入主網(wǎng)，與其他電源一起工作。尤其是對(duì)于光伏發(fā)電而言，白天的發(fā)電量較大，但使用較少，就可以通過(guò)并入主網(wǎng)，將電能提供給附近的工廠等，從而有效利用能源。

3、總結(jié)

光伏發(fā)電雖然在我國(guó)都已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但是仍然存在很多不足，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還需要不斷地進(jìn)行完善，隨著我國(guó)政府的大力支持與拓展，人工智能和微電網(wǎng)必然會(huì)是光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)，因此政府更需要大力的支持輔助，降低個(gè)人建設(shè)光伏電站的成本建設(shè)，長(zhǎng)遠(yuǎn)的老驢更是實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。因此通過(guò)本文的研究，對(duì)今后的光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的意義。

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