并网型分布式光伏电站接入电网系统设计

并网型分布式光伏电站接入电网系统设计

林信毅

广西冠宇电力有限公司 广西南宁 530000

摘要：伴随着社会经济的不断发展，人们对于能源的需求也越来越大，加上传统资源的短缺，人类开始将目光转向了可再生资源的开发利用上，希望可以将现在的能源结构进行调整。并网型分布式光伏发电系统就是一种具有节能环保效果的发电技术，有效弥补了传统集中式发电的污染严重、耗能高以及安全性差的问题，得到了人们广泛的关注。基于此，本文简单探析并同型分布式光伏电站接入电网系统的设计，以期为分布式并网光伏发电系统的相关研究提供参考借鉴。

关键词：并网型；分布式；设计

引言:

并网型分布式光伏电站是将太阳能所产生的直流电转化为人们日常所用的交流电，然后接入公共电网的光伏发电系统，其具有环保性、节能性、经济性以及高效性的特点。主要是由并网逆变器、太阳能电池组件以及监控系统三大部分所组成。对此研究是实现节能减排、保护环境的重要内容，需要相关的工作人员可以在实践中不断探索，实现可再生能源有效利用的最终目标。

1并网型分布式光伏发电系统概述

太阳能电池组件、并网逆变器等是并网型分布式光伏发电系统主要的组成部分，其系统还包括了数据采集系统、汇流箱、运行显示、数据交换系统以及监控设备等。工作原理是将太阳能所产生的直流电利用并网逆变器转化为交流电，再输入到电网中，供给人们日常生活的需要。

2光伏电站并网接入对电网的影响

2.1电能质量问题

光伏电站的输出功率由于具有随机性的特点，容易使电网电压出现闪变和波动;并网逆变器是光伏电站将太阳能产生的直流电转变为交流电的重要装置，但是它的存在容易导致三相电流不平衡;在接入电网后，容易因为电能质量问题而对电网其他用电设备的安全产生威胁^[1]。

2.2电网调度与经济运行问题

在光伏发电在电源中所占比例不断增加时，由于太阳能资源存在周期性、间歇性和波动性的特点，电网调峰会受到较大影响。

2.3配电网的运行控制问题

光伏电站被接入到电网后，常常导致配电系统的电源结构发生改变，由多电源结构替代放射状结构，且短路电流的流向、大小以及分布和潮流都会发生相应变化。因此，传统的调压方式无法满足光伏电源的调压需求，当光伏电源被接入到配电网时，需要结合实际情况来调整调压策略。如果输配电线路出现故障，光伏电源会直接影响到重合闸和继电保护等动作行为，影响最为明显的就是基于断路器的三段式电流保护，可能会导致该线路的保护误动作，如灵敏度降低，重合闸不成功等。当系统电源与光伏电源脱离后，孤岛运行也可能会对其内部保护装置的协调和维护人员的安全等造成影响。

3并网型分布式光伏电站接入电网系统设计

3.1光伏组件的安装

一般光伏组件主要由薄膜电池封装或者若干块晶硅电池组成，被施工人员安装在建筑物的顶部。光伏组件在安装的过程中要结合实际的施工地形、经纬度以及建筑朝向等，确保光伏组件可以尽可能多被太阳辐射，在安装的过程中，其安装的间距和倾角是重要的两个内容^[2]。

1）安装的间距。通常光伏组件的安装会因为场地环境的限制，需要将其安装分为前后几排，合适的排间距应确保在冬至日上午九点到下午三点之间互不遮挡太阳辐射。

2）安装的倾角。由于地球赤道面和黄道面之间的夹角，太阳在一年之中的直射点主要在南北回归线之间进行变化，这也就导致不同季节所受到太阳最大辐射角度的变化。所以，要想确保光伏组件可以受到最大的阳光辐射量，需要结合当地在一年之中的辐射角变化区间及其对应的平均太阳辐射量来选择合适的安装倾角。

3.2直流侧线路压降的控制

光伏组件在受到太阳辐射后产生直流电能，而其要想通过并网逆转器转化为交流电能还需要经过二级汇流，一般逆变器与建筑物顶部的光伏组件都是由电缆连接。根据相关的要求，直流侧线路的电能损耗需要被控制在百分之二以内。可采取以下两点措施控制直流线路损耗:首先，通过增加电缆截面降低线损。电缆截面的选定需要进行整体的压降计算，如组件到汇流箱、光伏组件之间、直流配电柜与汇流箱和逆变器之间等。其次，减少并网逆变器和光伏组件之间的线路长度^[3]。这涉及整个项目的总平面布置，一般光伏组件会被安装在多栋建筑物顶部，要想减少光伏组件和逆变器之间的线路长度，需要将其集中安装在配电房内，而配电房的位置要选择在与各建筑物之间最小的路径上。

3.3防雷及浪涌保护

通常在安装并网型分布式光伏电站的组件时，其安装的楼顶都会有比较完善的防雷系统。但有的光伏组件可能无法被屋顶防雷系统所覆盖，就需要加装适当的避雷装置。此外，项目须安装符合Ⅰ级实验要求的浪涌保护器在现场直流配电柜、汇流箱内的汇流母线上，浪涌保护器的标称放电电流需等于大于20kA.持续运行电压需等于大于1.15U_O。

3.4开关站及其他

并网型分布式光伏发电系统的安装地点通常选在已建成的建筑物上，因此开关站的布置需要根据用地和规划等情况进行通盘考虑，有的开关站会被布置在厂区角落位置。另外，在安装较大装机容量的光伏系统时，应该注意空调通风的设计，避免损耗的热能无法及时被排除。

结束语:

综上所述，本文主要针对并网型分布式光伏电站接入电网系统设计进行简单探析，根据分析，总结了光伏组件的安装间距和倾角的计算方法及直流侧线路减小线损的措施，浪涌保护措施和防雷措施，以及在设计开关站过程中应该注意的问题。

参考文献:

[1]张弼宏.并网分布式光伏发电系统的选型及配置方案研究[J].电工技术2016(8):108-109.

[2]毛彦力，朴在林,胡博.分布式光伏发电并网对配电网电压分布影响的研究[J].中国农机化学报，2015，35（6）:244-247.

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