陳小文

摘要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展背景下，現(xiàn)如今的電力生產(chǎn)，已經(jīng)無法滿足人們的實(shí)際需求。再加上各種資源即將枯竭，環(huán)境污染嚴(yán)重，因此就可以將太陽能資源，作為電力發(fā)電的能源之一，充分發(fā)揮其靈活性、高效性、廣泛性等優(yōu)點(diǎn)，通過并網(wǎng)型光伏發(fā)電站的建造，從而滿足人們的生活生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)新能源的充分利用，加快人類社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展步伐。

關(guān)鍵詞：并網(wǎng)型;光伏發(fā)電站;設(shè)計(jì)

引言：

光伏發(fā)電，具有著環(huán)保、可持續(xù)、高效、低成本等優(yōu)點(diǎn)，可以有效解決資源能源短缺的問題，滿足人們的用電需求，促使社會(huì)經(jīng)濟(jì)獲得可持續(xù)發(fā)展。

一、光伏發(fā)電的特點(diǎn)與價(jià)值

（一）特點(diǎn)

光伏發(fā)電的特點(diǎn)，主要為：第一，分布廣泛。光伏發(fā)電站不會(huì)受到氣候、地域等因素影響，也不需要消耗石油、煤炭、天然氣等資源，只要有光照的地方就可以建設(shè)光伏發(fā)電站，因此分布十分廣泛，值得在我國全面推廣。第二，清潔環(huán)保。在可持續(xù)發(fā)展理念下，各個(gè)行業(yè)都在探索環(huán)保、安全、綠色的生產(chǎn)方式。因此采用光伏發(fā)電，就可以充分利用太陽能這種零污染、零排放，綠色環(huán)保清潔能源，滿足人們的用電需求。第三，儲(chǔ)量豐富。太陽能資源非常豐富，使用年限較長。通過光伏發(fā)電，就可以實(shí)現(xiàn)太陽能資源的充分利用，又可以開發(fā)一種儲(chǔ)量豐富、清潔環(huán)保的資源，用于電力生產(chǎn)。第四，能量分散。能量分散，為光伏發(fā)電的一大缺點(diǎn)，主要是因?yàn)樘柲艿哪芰棵芏容^低，需要大規(guī)模的能量裝置，才能進(jìn)行廣泛收集與運(yùn)用。因此在前期建設(shè)中，就需要消耗大量的資金成本，才能滿足實(shí)際需求。第五，隨機(jī)性大。這也是光伏發(fā)電的缺點(diǎn)之一，主要是因?yàn)樘柲軙?huì)受到天氣、地勢(shì)等因素影響。比如地勢(shì)較高的西藏、青海等地區(qū)，太陽能的熱量就會(huì)較大。此外，夜間的太陽能熱量，會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于白天;陰天的熱量，也會(huì)低于晴天。因此具有著隨機(jī)性、不穩(wěn)定性因素，需要根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

（二）價(jià)值

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)于資源能源的需求在不斷增加，很多資源能源都即將面臨枯竭。如石油、天然氣、煤炭等等，而這些都是人類生活生產(chǎn)的必備能源之一，如果面臨枯竭，就會(huì)制約人類社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此在新時(shí)期背景下，國家提倡使用清潔、環(huán)保、可持續(xù)利用的資源能源，從而滿足正常的生活生產(chǎn)需求。比如潮汐能、地?zé)崮堋⑻柲艿鹊?，都是電力生產(chǎn)的有效資源能源之一。太陽能，作為一種綠色、環(huán)保、清潔能源，現(xiàn)如今已經(jīng)受到了全世界的高度關(guān)注，對(duì)其開發(fā)與利用力度也在不斷加大，有效實(shí)現(xiàn)了清潔電能、新型電能的生產(chǎn)。光伏發(fā)電，就是利用太陽能發(fā)電，將太陽能的熱量吸收存儲(chǔ)到蓄電池設(shè)備中，然后將其轉(zhuǎn)化為電能，滿足人們的用電需求。此外，光伏發(fā)電還可以降低成本費(fèi)用，如前期建造費(fèi)用、后期運(yùn)維費(fèi)用，具有著靈活高效的優(yōu)點(diǎn)，值得廣泛應(yīng)用與推廣。

二、并網(wǎng)型光伏發(fā)電站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

（一）光伏方陣設(shè)計(jì)

并網(wǎng)型光伏發(fā)電站，光伏方陣設(shè)計(jì)分為分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)兩種，可以結(jié)合不同區(qū)域的實(shí)際情況，進(jìn)行選擇與應(yīng)用。然而在實(shí)際應(yīng)用中，還需要結(jié)合集電線路的電壓等級(jí)，以及光伏子系統(tǒng)容量，進(jìn)行對(duì)比分析。如果電壓等級(jí)同為35KVA，1MWP的光伏子系統(tǒng)，比2MWP光伏子系統(tǒng)前期投資較高，但是占地面積小，后期維修成本低，較為靈活方便，故障影響較小，故選擇1MWP的光伏子系統(tǒng)。而在設(shè)計(jì)中，還需要考慮太陽能電池組件的總功率、逆變器的額定輸入功率、直流損耗、串聯(lián)數(shù)量等，才能降低成本費(fèi)用，獲得最大的發(fā)電量[1]。因此可以將2臺(tái)500KW的逆變器串聯(lián)起來，并且充分考慮溫度、光照、氣候等因素影響，將各光伏組件中的電池性能參數(shù)保持一致，就可以提高發(fā)電站的可靠性。

（二）光伏廠區(qū)布置

光伏廠區(qū)的布置，將直接影響著并網(wǎng)型光伏發(fā)電站的效率。因此需要先從光伏電池組件的布置進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，且光伏電池組件列陣間距，應(yīng)當(dāng)綜合考慮太陽入射角、太陽光照、前排與后排的高度差等，才能保障發(fā)電量最佳。接下來確定逆變器、箱變的位置與高度，且需要將這些設(shè)備組件，都安裝在分站房?jī)?nèi)部，做好監(jiān)管工作，才能充分發(fā)揮其價(jià)值[2]。為了減少逆變器對(duì)光伏組件的遮擋，需要將其高度控制在3以下，左右兩側(cè)根據(jù)電池板進(jìn)行調(diào)整。然后為電纜的型號(hào)、規(guī)格選擇，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，選擇高質(zhì)量、耐火阻燃、防腐絕緣電纜，才能降低后期維護(hù)費(fèi)用，延長使用壽命。電纜布設(shè)之后，需要定期進(jìn)行維護(hù)檢修，且定期更換，保障電纜安全平穩(wěn)運(yùn)行。

（三）升壓站配置

升壓站，是為了保障光伏發(fā)電站的平穩(wěn)運(yùn)行，從而進(jìn)行電壓等級(jí)的調(diào)整。在升壓站母線接線中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)安裝容量、規(guī)劃容量等進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果安裝容量小于30MW，需要選擇單母線接線;如果大于30MW，可以選擇單母線接線或單母線分段接線。升壓站主變壓器的選擇，需要優(yōu)先選擇自冷式、低損耗變壓器，然后選擇載調(diào)壓變壓器。在升壓站配置中，還要聯(lián)合電容器、避雷針，選擇直接接地方式。

（四）光伏列陣運(yùn)行方式

光伏列陣運(yùn)行方式，分為固定支架和光角跟蹤兩種。固定支架就是將太陽能光伏板固定在某一個(gè)角度，而光角跟蹤，會(huì)隨著太陽入射的變化而發(fā)生移動(dòng)，以保障太陽入射的輻射度始終最大。在并網(wǎng)型光伏發(fā)電站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，需要考慮各種影響因素，然后選擇最佳的光伏列陣運(yùn)行方式。比如年發(fā)電量、自動(dòng)化程度、使用年限、成本費(fèi)用、氣候因素等等，然后在適宜的地區(qū)，選擇最佳的運(yùn)行方式。一般情況下，固定方式的發(fā)電量為100%，而光角跟蹤高達(dá)120%左右。然而光角跟蹤的成本費(fèi)用較高，后期維護(hù)難度大，但是具有著自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，可適應(yīng)于各種氣候環(huán)境。如果為大規(guī)模的發(fā)電站，可以應(yīng)用固定方式;如果為小規(guī)模以及試驗(yàn)研究，可以選擇光角跟蹤。

（五）太陽能電池選擇

低成本、轉(zhuǎn)換率高，是太陽能電池種類選擇的首要考慮因素。此外，還要結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓庹涨闆r、使用年限、安裝簡(jiǎn)易度進(jìn)行合理選擇，才能滿足并網(wǎng)型光伏發(fā)電站的實(shí)際需求。目前，市場(chǎng)上常見的太陽能電池有單晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜、聚光光伏等，且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用[3]。這些太陽能電池的使用年限都在25年左右，但是轉(zhuǎn)換率較高的只有聚光光伏電池，且成本都相對(duì)較高。然后由于聚光光伏只適合直射光分量較大地區(qū)，因此應(yīng)用較少，其他的較為常見，對(duì)于光照情況要求不高。如果為小規(guī)模的發(fā)電站，或者處于試驗(yàn)研究階段，可以選擇聚光光伏電池;如果為大規(guī)模的發(fā)電站，就可以選擇其他三種。

（六）直流匯流系統(tǒng)選擇

太陽能電池列陣的匯流箱選擇，需要根據(jù)發(fā)電站的實(shí)際情況，選擇相應(yīng)的逆變器，且每一臺(tái)逆變器需要配置六個(gè)匯流箱。匯流箱需要單設(shè)熔斷器保護(hù)設(shè)施，且耐壓值為1000V;每回路設(shè)有二極管防反流保護(hù)功能，做好避雷防護(hù)。而直流柜屬于二級(jí)匯流設(shè)備，需要通過直流母線接入并網(wǎng)逆變器中。

結(jié)語：

綜上所述，本文從光伏發(fā)電的基本內(nèi)容出發(fā)，詳細(xì)分析了其特點(diǎn)與價(jià)值，并且對(duì)并網(wǎng)型光伏發(fā)電站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，展開了詳細(xì)深入的分析，希望為后續(xù)的實(shí)際工作，提供堅(jiān)實(shí)可靠的理論依據(jù)。那么在今后的發(fā)電站設(shè)計(jì)中，就可以從光伏方陣、光伏廠區(qū)、升壓站、光伏列陣運(yùn)行、太陽能電池、直流匯流系統(tǒng)等方面，進(jìn)行深入研究與分析，從而制定合理的應(yīng)用方案，充分發(fā)揮光伏發(fā)電的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳世明.光伏發(fā)電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2019（17）：50-51.

[2]智睿. 并網(wǎng)型光伏發(fā)電站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2019.

[3]鄺堅(jiān)文，黃永基.分布式光伏發(fā)電站的設(shè)計(jì)及智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù)，2019，43（04）：148-151.