【科普】光伏系统中 电缆选型为什么会影响发电量？

光伏系统安装之后，用户最关心就是发电量，因为它直接关系到用户的投资回报，影响发电量的因素很多，组件、逆变器、电缆的质量、安装朝向方位角、倾斜角度、灰尘、阴影遮挡、组件和逆变器配比系统方案、线路设计、施工、电网电压等等各种因素都有可能，本系列文章将根据实际案例一一探讨各种因素。

本文主要讨论电缆选型错误对发电量的影响

案例现场

有一个光伏扶贫电站，装机容量是110kW，使用2台30kW逆变器和1台50kW逆变器，采用全额上网的方式，通过并网柜，接入变电站的低压端，并网后，安装方发现电站发电量偏低，联系到逆变器厂家，售后客服人员在现场检测，分别只开启一台逆变器，此时并网电压不高于440伏，3台机器均能正常运行，没有出现待机重连的现象，这说明逆变器本身是没有问题的。

逆变器没有任何问题，发电量偏低的主要原因是当3台逆变器电站同时工作功率增加时，电网电压也会随之升高，当达到国家标准所规定的最高限制时，启动保护机制，逆变器停机或者限额运行，造成发电量偏低。

为什么光伏输出功率增加时，电网电压会升高?虽然问题不是出在逆变器上，但逆变器厂家为了协助客户找出真正的原因，从线路上进行了仔细检查，经排查，组件、逆变器、开关设计选型都正常，问题出在逆变器到箱变这一段电缆上，电缆截面积达不到要求，未改进的线路如下图所示。

逆变器交流侧线缆，应该使用交流电缆，50KW逆变器原来的4*6平方直流PV线缆，应该换成4*35平方铜线，两台30KW逆变器原来的4*6方直流PV线缆，应该换成4*16平方铜线。

(表一 逆变器输出线缆线径选择参考对照表)

2个交流配电箱到交流并网柜的距离分别为30米和110米，使用的线缆都是4*50平方铝线，能达到要求。

变压器至电表箱并网点距离大约600米，电线杆上使用4*35mm²铝线，线径过细，成为该电站现象的根因所在，逆变器交流侧线缆整改后，问题继续存在。

在30℃时，铝的电阻率约p=2.8×10^-8，

则600米铝电缆，35mm²铝线600米电阻为

R=Lp/S=600×2.8×10^-8/(35×10^-6)=0.48欧姆。50mm²铝线100米R=Lp/S=100×2.8×10^-8/(50×10^-6)=0.056欧姆，加上其它电缆及开关的电阻，总值约 0.54欧姆.

在农村地区，各户距离较远，为了照顾远的地方，箱变端电网电压一般都比较高，在420V左右。逆变器是一个电流源，为了向电网输送电流，逆变器的输出电压要比箱变的电压高，逆变器的输出电压=电缆损耗电压+箱变电压。电缆损耗电压=电流*电阻。

从上表可以看到，随着功率的增加，如果电缆不整改，逆变器的输出电压也会随之增加，如果要符合国家标准，必须到逆变器的电压降到460V以内，电缆损耗电压只有40V，经计算，110kW交流输出电缆如果大于700米，电缆面积必须要用120平方才可以。

电缆设计选型的原则

1)电缆的耐压值要大于系统的最高电压。如380V输出的交流电缆，要选举450/750V的电缆。

2)光伏方阵内部和方阵之间的连接，选取的电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.56倍。

3)交流负载的连接，选取的电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.25倍。

4)考虑温度对电缆的性能的影响。温度越高，电缆的载流量就越少，电缆要尽量安装在通风散热的地方。

5)考虑电压降不要超过2%。

分布式光伏常用逆变器电缆选择：

文章作者：刘继茂