劉逸帆

摘要：分布式光伏發(fā)電是新興的一種能源開發(fā)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(jīng)濟收益、推動綠色節(jié)能創(chuàng)新建設具有重要現(xiàn)實意義。本文以分布式發(fā)電系統(tǒng)的概述為切入點，對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)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(wǎng)逆變器選型、直流匯流箱設計以及防雷系統(tǒng)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(fā)電；發(fā)電系統(tǒng)；電氣設計

引言：分布式光伏發(fā)電是在執(zhí)行科學發(fā)展觀、市場經(jīng)濟轉型、科學技術研發(fā)、生態(tài)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(fā)方式。分布式光伏發(fā)電以其具有的生態(tài)清潔性、污染小、發(fā)電效率高、電損耗少、網(wǎng)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(fā)電系統(tǒng)在一定程度上緩解了我國能源短缺問題，提升了社會經(jīng)濟收益，有效推動了我國科學、可持續(xù)發(fā)展建設目標的實現(xiàn)。

1分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)概述

1.1分布式光伏發(fā)電內(nèi)涵

近年來，隨著人們對能源利用與研發(fā)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(fā)電就是在此發(fā)展背景下得以產(chǎn)生的一種分布式發(fā)電系統(tǒng)。分布式光伏發(fā)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(fā)手段Ⅲ。分布式光伏發(fā)電有效實現(xiàn)了能源的綜合利用，具有廣泛的發(fā)展空間與應用前景。實踐證明，應用分布式光伏發(fā)電有效的提升了光伏發(fā)電站的發(fā)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(fā)電特點

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

1.3分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設計

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設計是基于分布式光伏發(fā)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(fā)系統(tǒng)模式。由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設計倡導就近并網(wǎng)、就近發(fā)電、就近轉換、就近使用設計原則，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)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(wǎng)逆變器選型、直流匯流箱設計以及防雷系統(tǒng)設計”。

2分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣設計

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣設計主要是對基本設備、監(jiān)控裝置、環(huán)境監(jiān)裝置等的選用與設計（光伏電池組件、直流匯流箱、并網(wǎng)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(guī)律（光照-太陽能轉換-電能輸入配電柜-電能供給-余電上網(wǎng)）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(fā)電系統(tǒng)電氣設計中的重要組成部分。光伏直流電纜的選用，應根據(jù)光伏發(fā)電設備的實際應用環(huán)境以及電氣設計的具體需求進行科學與規(guī)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(fā)電廠溫度高于六十攝氏度時，則需對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中電纜的載流量進行調(diào)控與修整。

2.2并網(wǎng)逆變器選型

在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣設計過程中，對并網(wǎng)逆變器的選用，首先需要對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際裝機容量以及發(fā)電機發(fā)電輸出功率進行統(tǒng)計與分析，并根據(jù)其實際需求量選擇合理的逆變器。其次，對布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流電壓、直流輸入接線的接口數(shù)量、發(fā)電功率因數(shù)、額定輸出電壓參數(shù)、MPPT數(shù)量以及它的電壓應用數(shù)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(fā)電系統(tǒng)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(lián)后并聯(lián)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(fā)電系統(tǒng)中經(jīng)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(fā)電系統(tǒng)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(diào)整；對于交流斷路器的設計，可采用多級串聯(lián)形式進行設計，用以保證其應用的穩(wěn)定性與科學性，避免直流回路短路以及電能高損耗現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.5防雷系統(tǒng)設計

防雷系統(tǒng)設計是針對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測的重要電氣設計內(nèi)容。由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)常處于暴露環(huán)境中，因此，受自然環(huán)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(fā)電系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)相復合的防雷系統(tǒng)設計，在電氣設計過程中，可預先對光伏發(fā)電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)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(tǒng)連接，用以降低雷電對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的損失。

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