分布式光伏发电系统电气设计

分布式光伏发电系统电气设计

刘军昌

中冶南方工程技术有限公司四川分公司

摘要：分布式光伏发电作为一种新型的能源开发手段，其作用在于有效缓解了我国能源短缺的问题，节约了不可再生资源，对我国经济效益的提高具有重要意义。分布式光伏发电系统的显著特点是发电系统与用户之间的距离很近。发电系统和建筑两方面可以充分结合，能够有效提升分布式光伏发电效率。基于此，本文概述了光伏发电技术的原理和光伏发电系统的优势，并着重阐述了分布式光伏发电系统的电气设计要点。

关键词：分布式；光伏发电系统；电气设计

1简述光伏发电技术的原理

作为一种新型发电技术，光伏技术仍然具有巨大的研发潜力。光伏发电技术是一种主要依靠半导体材料，将太阳能逐渐转化为电能的光伏发电系统。光伏发电主要有两种形式，分别为“光、热、电”转换形式和“光、电”转换形式。现阶段，中国太阳能方阵由很多电池排列组合构成，太阳能电池方阵有助于光伏发电。

2光伏发电系统优势

低输出功率是分布式光伏发电系统的关键优势。分布式光伏系统设计可达数千瓦，且分布式光伏系统的规模不会影响发电效率，且生产成本不高。分布式光伏发电系统不污染环境，运行过程中不会产生太大的噪音。将其放置在建筑物的屋顶上，并不影响人们的正常生活。发电只需要阳光，不需要燃烧。同时，将太阳能转化为电能时，不产生有害废物，不影响环境和空气。通过使用分散式光伏发电系统，我国高耗电地区的情况有所改善。目前我国传统的发电方式主要有风力、水电和火力三种，而且这些方式对环境的要求很高，所以在一些地区受到限制。但是，分布式光伏发电系统可以在任何区域使用，因为太阳能可以到达每一个地方，每一个角落，这样可以节省很多钱。

3分布式光伏发电系统电气设计策略

3.1科学合理地选址

在太阳能光伏发电系统的设计中，需要利用现有的建筑条件和地形条件科学选址。太阳能电站对周边环境要求较高，在实际工作中需要科学选址，为后续系统运行提供必要保障。比如实际设计要结合当地的光照条件，保证有充足光照照射在太阳能板上，达到良好的发电效果，同时还需要远离容易发生自然灾害的区域，地势要平坦，避免由于自然因素而对系统运行造成一定的影响。此外，在太阳能光伏发电站周边不要有较多的遮挡，要尽可能地选择非常宽阔而光照充足的区域，从而提高整体的设计效果。

3.2加强建筑设计

光伏发电系统已经在很多领域得到了有效的应用，尤其是在普通建筑设计中。在建筑设计过程中，需要合理安装发电设备，光伏发电设备可以作为传统材料使用。在建筑设计中，需要对建筑图纸和方案进行深入研究，有效掌握所有施工流程，在建筑外墙设置光伏发电设备，后期根据实际情况做好装修，保证建筑外部美观。大楼的实际建造和建筑设计是有差异的，选择光伏发电设备以及材料的过程中，设计工作人员需要从设计方面进行全面考虑，同时重视美观性与安全性，充分地体现建筑的价值以及性能。项目施工中运用的光伏材料主要为钢材以及玻璃，在设计的过程中需要合理考虑建筑物的光照问题，做好中间以及顶层住户设计内容的罗列工作，根据相关的标准进行设备检验和审核，使每层用户能够正常使用电能。相关工作人员需要将光伏发电设备安装至建筑的最高层，应该重点关注其使用性能，最大限度地降低其磨损风险，保障该设备之后的正常运用。

3.3加强发电系统容量设计

发电系统的容量设计是太阳能光伏发电系统的重要组成部分，有助于促进系统的平稳运行。因此，有必要在实际工作中更加准确地完成发电系统的容量设计，为后续使用提供重要依据。在实际工作中，需要列出当地太阳能光伏发电系统的负荷率，确定负载大小以及耗电情况，在此基础上，科学地选择对应的蓄电池容量，不断优化当前的设计模式。同时还需要计算出太阳能光伏发电系统的电流，了解太阳能光发电的最佳电流匹配度，之后再罗列出不同的方阵电压，确定系统的功率特点和运行特点等，不断完善当前的设计模式。另外在进行方阵功率设计时，要配合增加串联的方式，通过并联整理方式来得出最终数值，从而使发电系统容量设计效果能够得到全面的提高。

3.4太阳能电池技术应用

光伏发电技术只有基于光伏电池才能发挥作用。在技术不断进步的今天，我国光伏电池的结构也发生了多次变化。最初用硅制作的光伏电池，长期使用后损耗严重，生产成本很高，不符合我国大规模供电的实际需求，因此逐渐被淘汰。技术人员在此基础上进行了新一轮的研究，对各种各样的新材料进行性能尝试，提出了第二代光伏电池的构想，第二代光伏电池摆脱了硅类材料，无论是生产制造成本问题还是电能损耗问题都得到了有效解决。近年来，经过新一轮的技术改革，光伏电池又朝着薄膜电池及继晶体硅方向发展，相比前两代光伏电池，这种新型电池具有更可观的光能转换效率，能够更好地保证电能生产稳定性，因此得到了一定的认可。

3.5光伏发电与并网施工技术应用

①确保施工前的准备工作，做好定位放线等一系列工作，确保光伏发电设备施工位置的合理性，同时做好支架的焊接工作。在此基础上，安装太阳能电池板等设备，保证光伏发电技术的正常应用。②在正式光伏发电并网建设前，应清理光伏电池的安装位置，避免杂质成为后续发电过程中的安全隐患。③工作人员应严格遵守相关施工要求，保证每一个操作的合理性，以更加标准的操作降低质量风险。同时在安装电池板之前需要进行质量检查，确定没有质量问题才能进行安装，在此基础上测量开路电压，符合光伏电池额定电压的情况下进行安装。④保证汇流箱安装效果，要保证汇流箱能够稳定地安装到特定位置，另外要关注桥架安装问题，确定桥架是否有变形等，如果存在这类问题需要进行更换。⑤要对安装后的设备进行调试并使之完成并网，工作人员要对安装结束后的每个设备进行运行试验，确定其能够正常运行以后，建立光伏发电系统的参数控制，确保调试结果符合运行要求后，可进行并网操作。

3.6组件的安装设计

在安装的这一部分，应特别注意每个组件的质量。安装前要对参数进行检查和测量，确保参数符合相关要求，然后测量太阳能组件的开路电压和短路电流，不断改进目前的安装方式。在设置工作参数方面，要以统一政策提高太阳能光伏发电系统的平方发电效率为重点，更加有序地实施现行安装模式。在太阳能面板安装中，要尽可能避免磕碰，可以采取相对的防护措施来达到良好的安装效果。在面板安装时，需要在面板边框上进行预制安装，连接不同的组件，在使用螺丝时需要特别注意其中的紧密度，并且还要按照使用的标准进行放松工作，遵循灵活性安装原则，提高整体的安装效果。将太阳能电池组件安装到基架上时，应尽可能保证安装质量，安装好的太阳能电池组件与框架之间的间隙应大于8mm左右，这样才能全面增强太阳能电池组件的散热能力。太阳能电池板的安装要防水防冻，要采取更科学的保护措施，防止对后续使用造成一定的损害。

3.7运用风力与光伏发电并网的特点，研究新型配电系统方式

为了保证输配电网的运行稳定性，在新能源发电系统的并网中，还需要结合风力发电和光伏发电的并网特点，分析研究其配电系统的方法和规划理论。通过详细的分析和研究，可以得到电源和光伏电源的最佳位置，对装机容量以及装机地质进行更加合理的规划设计。在此基础上优化调整电力与光伏发电的控制方式、并网方式以及接入位置，并开展对电压波动与电压谐波的影响性分析，让并网设计方案更具可行性。在前期规划设计的过程中，必须做好施工地点的考察工作，充分考虑到环境因素可能对风力及光伏发电系统运行状态的影响，对影响效果进行评估后，就可以在电力系统的层面上制定保证配电网络稳定运行的具有经济、环保与安全性的并网方式。

结束语

总之，从以上分析可以看出，分布式光伏发电系统作为一种新能源研发手段，合理利用了太阳能资源，应用前景良好。分布式光伏发电系统的容量设计和新型配电系统的研发，有力地推动了分布式光伏发电系统的创新和改革。如今，分布式光伏发电系统的建设已经成为我国建设的重要组成部分，这也为我国电力企业指明了发展方向。

参考文献：

[1]黄志勇.分布式光伏发电并网设计及运行分析研究[D].南昌大学,2021

[2]贾晓宇.用于分布式光伏发电系统发展潜力评估的典型气象年研究[D].西安建筑科技大学,2021.