賈云磊

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們生活質(zhì)量也隨之提升，因此對于自然能源關(guān)注度也有所提高。在現(xiàn)代化電站的建設(shè)過程中，分布式光伏電站的出現(xiàn)是現(xiàn)代電站建設(shè)必經(jīng)之路，分布式光伏電站的設(shè)計以及建設(shè)，涉及到多種類型的技術(shù)，具有一定的復(fù)雜性以及綜合性，為了能夠使分布式電站能夠充分發(fā)揮其重要作用，就需要不斷的加強(qiáng)對分布式光伏電站電氣設(shè)計技術(shù)的研究，從而使現(xiàn)代化電站能夠充分滿足社會發(fā)展的需求。

關(guān)鍵詞：分布式;光伏電站;電氣設(shè)計技術(shù)

引言

現(xiàn)階段，我國分布式光伏電站的電氣設(shè)計技術(shù)較為成熟，優(yōu)勢相對突出，相對于傳統(tǒng)發(fā)電站，分布式光伏電站的輸出功率相對較小，一定程度上能夠降低對于發(fā)電站經(jīng)濟(jì)效益的影響，同時與大型發(fā)電系統(tǒng)相比，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的投資收益基本相同。另外，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)對環(huán)境造成的污染相對較小，一定程度上能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行保護(hù)。此發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，噪音污染較小，不同于大型發(fā)電系統(tǒng)，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)對周圍的水環(huán)境以及空氣污染都相對較小。除此之外，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)還能夠有效的解決土地緊張的情況，并且光伏式發(fā)電系統(tǒng)還能夠保持發(fā)電與用電同時運(yùn)行。

一、直流配電裝置的設(shè)計

1.1 光伏直流防雷匯流箱

光伏防雷匯流箱多用于采用集中式光伏逆變器的分布式發(fā)電系統(tǒng)，匯流箱的設(shè)計主要考慮以下因素：1）匯流箱宜選用常用的規(guī)格：8路、12路及16路，具體應(yīng)根據(jù)光伏方陣的布置情況確定。2）匯流箱應(yīng)具有隔離短路故障功能。光伏組串應(yīng)采用光伏專用直流熔斷器保護(hù);額定電壓應(yīng)不小于光伏組串在當(dāng)?shù)刈畹蜏囟葧r的開路電壓Voc。光伏組串采用的直流電纜載流量應(yīng)不小于保護(hù)熔斷器的額定電流。3）匯流箱出口側(cè)應(yīng)采用光伏專用直流斷路器進(jìn)行隔離。4）匯流箱應(yīng)配置光伏專用防雷器，正負(fù)極均應(yīng)具備防雷功能。5）匯流箱內(nèi)應(yīng)配有監(jiān)測裝置，可實時監(jiān)測并上傳每路電池組串的直流電流、輸出總電流、母線電壓及總輸出功率，直流斷路器位置或負(fù)荷開關(guān)的位置狀態(tài)及故障狀態(tài)、直流防雷器狀態(tài)及電池組串異常報警等。

1.2 光伏直流防雷匯流柜

光伏直流防雷匯流柜多使用于采用集中式光伏逆變器且單臺逆變器容量≥250kW的分布式發(fā)電系統(tǒng)，光伏直流防雷匯流柜的設(shè)計主要考慮以下因素：1）每臺逆變器對應(yīng)1臺直流配電柜，每臺直流配電柜配置若干個固定式光伏專用直流斷路器;2）直流斷路器額定電流按實際工程中匯流路數(shù)最多的匯流箱直流斷路器或直流負(fù)荷開關(guān)額定電流選取。3）直流斷路器的開關(guān)位置狀態(tài)、故障狀態(tài)均引至端子排，接入測控裝置中。在有特殊要求時應(yīng)具有測量母線電壓、電流、輸出功率、電能的功能。4）柜內(nèi)應(yīng)配置光伏專用防雷器，正負(fù)極均應(yīng)具備防雷功能。

二、交流配電裝置設(shè)計

交流配電裝置設(shè)計原則：1）0.4kV配電裝置應(yīng)選用安裝易操作、具有明顯開斷點、具備開斷故障電流能力的交流配電設(shè)備。斷路器可選用微型、塑殼式或框架式斷路器，根據(jù)短路電流水平選擇設(shè)備開斷能力，并需留有一定裕度。當(dāng)海拔高度在1000m以上需進(jìn)行系數(shù)修正。2）10/35kV配電裝置應(yīng)選用易安裝、易操作、可閉鎖、具有明顯開斷點、帶接地功能、可開斷故障電流的開斷設(shè)備。斷路器可選用真空式斷路器或SF6斷路器，根據(jù)短路電流水平選擇設(shè)備開斷能力，并需留有一定裕度。當(dāng)海拔高度在1000m以上需進(jìn)行系數(shù)修正。

三、升壓變壓器設(shè)計

升壓變壓器多用于升壓并網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電工程，常用的有戶內(nèi)干式變壓器、箱式變壓器兩大類。升壓變壓器的設(shè)計主要考慮以下因素：1）升壓變壓器選型原則：對于采用組串式光伏逆變器的升壓并網(wǎng)分布式發(fā)電系統(tǒng)，升壓變壓器可選用雙繞組升壓變壓器;對于采用集中式光伏逆變器的升壓并網(wǎng)分布式發(fā)電系統(tǒng)，選擇升壓變壓器時應(yīng)根據(jù)所選用的光伏逆變器特點來確定，可分為雙繞組干式升壓變壓器及雙分裂繞組升壓變壓器。箱式變壓器應(yīng)能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，應(yīng)配置箱變測控裝置，并具備智能接口，可與數(shù)據(jù)采集裝置通訊。2）箱式變壓器高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)負(fù)荷開關(guān)-限流熔斷器組合電器作為短路保護(hù)，因光伏電站按“無人值守或少人值守”的原則進(jìn)行設(shè)計，負(fù)荷開關(guān)應(yīng)能進(jìn)行電動操作;低壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)低壓斷路器，并帶有長延時、短延時、瞬時過電流等保護(hù)。3）變壓器電壓等級：升壓變壓器高壓側(cè)為10/35kV，低壓側(cè)電壓等級應(yīng)根據(jù)選用的光伏逆變器的出口電壓來確定。4）短路電流水平：在具體工程設(shè)計時應(yīng)根據(jù)相關(guān)條件進(jìn)行短路電流計算，并根據(jù)短路電流計算結(jié)果進(jìn)行設(shè)備選擇及校驗。5）變壓器材質(zhì)：為減少變壓器自損耗，提高系統(tǒng)的可靠性，變壓器繞組材料可采用銅芯材質(zhì)。具體工程設(shè)計時可按實際情況確定。6）變壓器冷卻方式：分布式光伏發(fā)電工程變壓器應(yīng)具備自然空氣冷卻（AN） 和強(qiáng)迫空氣冷卻（AF）的冷卻方式。7）絕緣水平：變壓器的每一繞組絕緣水平滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，如10kV側(cè)短時工頻耐受電壓35kV，0.4kV側(cè)短時工頻耐受電壓3kV。

四、電纜選型及敷設(shè)

4.1 電纜選型

電纜選型時遵循的原則有：1）滿足回路容量要求、降低電纜損耗、減少電纜用量、節(jié)約投資成本等。2）電纜額定電壓應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的接地方式確定。3）以直埋方式敷設(shè)的電纜宜選用鎧裝型電纜。根據(jù)當(dāng)?shù)厮募皻庀髼l件，必要時采用防水、防腐型或耐寒型電纜。 4）光伏發(fā)電系統(tǒng)直流部分選用的電纜的額定電壓應(yīng)為1000V。5）電纜導(dǎo)體允許最小截面的選擇，應(yīng)同時滿足載流量和通過系統(tǒng)最大短路電流時熱穩(wěn)定的要求。6）電纜載流量的計算應(yīng)考慮不同地溫、不同土壤熱阻系數(shù)和多根并行敷設(shè)時載流量校正系數(shù)。7）根據(jù)GB 50217及《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》對電纜選型的要求，光伏電站內(nèi)電纜宜采用阻燃防火電纜。

4.2 電纜敷設(shè)

電纜敷設(shè)設(shè)計時遵循的原則：1）因地制宜，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、便于施工和維護(hù)。2）根據(jù)分布式光伏發(fā)電工程的特點，電纜敷設(shè)方式可采用電纜溝、電纜橋架、電纜豎井、直埋、穿管等，實際工程設(shè)計應(yīng)充分考慮原有電纜通道，減少施工量。3）電纜采用直埋方式敷設(shè)時，電纜埋深應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥纼鐾辽疃群蛢雒浶源_定，電纜路徑應(yīng)最短且盡量同路徑以減少開挖量。

五、結(jié)語

從目前情況來看，光伏發(fā)電站屬于最為先進(jìn)的手段，具有節(jié)能減排的優(yōu)勢，可以對太陽能源進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換，從而滿足社會對于電能源的需求。在此過程中，分布式光伏發(fā)電站系統(tǒng)具有較高的環(huán)保經(jīng)濟(jì)效益，能夠有效將光能源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成點能源，從而確保人們?nèi)粘Ｉ钣秒?。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合供電系統(tǒng)輻射范圍、供應(yīng)需求、經(jīng)濟(jì)投資、基礎(chǔ)設(shè)施分布等條件，做好直流配電裝置、交流配電裝置、升壓變壓器及電纜等方面的電氣設(shè)計，為光伏供電系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效、安全利用奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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