集中式光伏发电系统的设计与性能分析

集中式光伏发电系统的设计与性能分析

高鼎元

中电投新疆能源化工集团阿克苏有限公司  新疆阿克苏 830000

摘要：随着时代的不断发展，我国发电技术也发生了不同程度的变化，传统的发电模式已经无法满足人们的需求，人们开始寻求新的发展路径。光伏发电系统可以将太阳能转化成直流电再逆变转化为交流，通过升压输送至电网。突破传统能源消耗发现模式的限制，保证发电产业在新时代下可以做到全面发展。因此本文主要分析了集中式光伏发电系统的设计与性能，希望可以给工作人员提供一些帮助和思考。

关键词：集中式；光伏发电系统；设计；性能

引言：

社会经济飞速发展背景下，人们对电力的需求提出了新的要求，传统的发电系统主要是采用消耗不可再生能源的方式进行工作，促使全球能源开始不断减少。在这种环境影响下，人们开始对绿色能源进行分析，提升绿色能源的使用价值，确保光伏发电系统可以广泛应用，实现可持续发展。

一、集中式光伏发电的意义

人类文明的不断进步，开始对生态环境和生活质量提出了较高的标准，我国经济从改革开放以来也在朝着正确的方向稳步发展，对能源的需求也开始增加，像对石油、煤炭等这些不可再生能源需要越来越多，在发展期间由于技术的限制，对这些能源无法做到充分利用，促使空气中的有毒物质逐渐增加。如何在发展经济的同时，注重生态环境的保护，成为人们比较关注的问题。集中式光伏发电系统的出现，是人们研究的一种新型发电技术，通过这种发电系统的广泛应用，不仅可以缓解我国能源不足的问题，还可以方便人们的生活，给人们提供充足的电力需求。

此外，集中式光伏电站的建设周期比较短，而且环境适应能力偏强，这对人们在发电系统建设期间具有一定的促进意义。这种发电系统的建设不需要太多的资源，运行成本偏低，满足市场环境发展需求，在管理方面可以做到智能化管理，扩容十分方便。现在集中式光伏发电主要采用的是中、高压并网，促使电网在发展中可以保持一种稳定的状态，做到稳定可持续输出，而且不会受到配电网的影响。目前我国的光伏发电系统主要是采用高效电池板和MPPT逆变器系统组成，在运行中对太阳能的使用率标高，受到发电成本和公共电网的连接形成并网运行的方式[1]。这种运营一般不会受到影响，可以做到多角度降低系统造价，提升企业的经济利益。这种发电系统的应用范围比较广泛，无论是在沙漠地区还是石漠化地区，都可以建设集中式光伏发电站，实现太阳能资源的充分使用。

二、集中式光伏发电系统设计和性能

（一）设计方面

集中式光伏发电系统的设计是对传统发电设计的一种突破，现在这种发电系统主要是采用1MW发电单元设置，其中内部的直流汇流箱主要是十二台，多采用十六进一的方式，配备的还有两台500kW直流配电柜，两台500kW并网逆变器等这些设备，在光伏发电系统中，发射的直流电可以经过直流汇流箱与直流配电柜，在汇流结束以后，通过逆变器的影响作用，集中形成三相交流电，最后经箱变升压以后，可以接入到电网进行供电，满足人们的供电需求[2]。简单来讲，这种发电系统在设计期间主要是分成四部分内容，一部分是发电设备，主要是有太阳能电池板和防雷装置汇流箱两部分组成，变换部分主要是有直流配电柜、逆变器以及交流配电柜，并网部分则是由升压变压器以及中高压开关柜组成，最后是SCADA系统，这部分系统主要是通过环境和站点检测系统，数据采集通讯装置与网管系统进行组成。这些也是工作人员在设计中运行当中需要关注的内容。

集中式光伏电站在运行中，主要是通过大面积、大规模的太阳能电池阵列，将太阳能产生的能源直接转变成直流电，在转换工作结束以后，利用变换部分的设备将转换期间获得的电源通过多路直流直接汇入到光伏逆变器当中，利用这种转变方式才可以形成交流电，通过并网设备，给电网稳定输入电源，通过电网的运输方式，为用户进行电量输送。工作人员在设计集中式光伏发电系统时，需要注意到这种发电系统的运营方式，对四个部分做到综合掌握，不但能提升发电系统的质量，还可以实现现代化光伏发电系统的有效建设。

（二）性能方面

在提升集中式光伏发电系统建设质量时，工作人员可以对这种发电系统的性能分析，比较常见的主要是体现在以下几个方面，一是逆变器的数量比较少，方便工作人员进行管理，这是对传统发电模式的一种突破。逆变器的数量减少，可以降低发电系统出现故障的几率，如果出现问题，工作人员可以及时准确判断，及时解决故障，维护发电系统的正常运作[3]。二是逆变器中的元器件数量比较少，在发电系统运作期间，给人们的可靠性比较高。三是发电系统中出现的谐波含量比较少，尤其是直流分量少电能质量比较高，将太阳能资源的价值发挥到最大。四是逆变器集成度比较高，尤其是人们在使用期间，可以发现这种光伏发电系统的功率密度比较大，建设成本比较低。五是人们利用光伏发电系统时，逆变器的功能在信息技术影响下，现在功能十分齐全，电站中的安全性比较高。六是这种光伏发电系统的调节性能比较高，主要具备功率因数调节功能和低电压穿越功能。以上使集中式光伏发电系统的性能，工作人员可以结合这些性能展开分析，制定出科学的发电系统建设方案。

三、集中式光伏发电系统的建设方案

目前集中式光伏发电系统在建设期间主要是采用地面光伏电站作为主要基础，在应用方式还是以平地常规地面电站为主，其他的主要是以山地光伏电站、农光互补电站、水上电站以及林光电站、荒漠电站等，这些不同类型的光伏电站主要是以全额上网的方式，而且可以利用的是统一上网电价。集中式光伏发电因为自身的性能和设计特点，可应用的范围比较广，而且建设地区和其他电站具有一定的不同性，光伏发电系统建设主要是应用在荒漠山地或者滩涂等这些未能进行开发和利用的区域，主要是以太阳照射强度比较高的区域进行系统建设，保证能源充足。

从我国的光伏发电系统建设方案中可以看出，地面光伏电站依旧是利用比较广泛的一种光伏电站，这种电站的建设一方面是建设成本不高，另外一方面是人们在建设电站期间还容易受到政府的支持，推动电站的有效建设。在电站建设期间，这种电站主要是应用在我国的西北部地区，并且做到了大规模应用，这种电站的建设具有一定的特点[4]。像光伏电站在安装期间容量比较大，占地面积十分广阔，尤其是很多电站主要是建设在人烟比较稀少的地方，这些光伏电站的土建工程数量比较大，所以工作人员在建设中想要保证电站的正常运作，可以提升自身的工作素养，在每个区域安排专业的人员进行维护，既可以满足人们的需求，还可以加强基础设施的建设，确保供电系统的安全。

四、结束语

从上面的分析中，我们可以看到集中式光伏电站现在已经广泛应用到我国发电系统建设当中，突破了传统发电的限制，所以技术人员可以对这种发电系统技术做到综合分析，实现安全性和环保性建设，保证太阳能可以在未来的能源使用中占据主要地位。此外，工作人员还需要提升自身的素养，掌握各种发电技术，推动我国电力行业实现可持续发展。

参考文献

[1]李海啸. 集中式光伏电站并网无功电压控制策略研究[D].重庆大学,2021.

[2]王若瀚. 集中式光伏电站谐波放大机理与抑制方法研究[D].重庆大学,2021.

[3]刘孟哲. 西部集中式光伏平准化发电成本测算模型及经济性分析[D].华北电力大学(北京),2021.

[4]赵炜. 大型集中式并网光伏发电系统内部雷电过电压保护研究[D].北京交通大学,2020.