浅析地面光伏电站设计之电气部分注意事项

在地面光伏 电站的开发建设中，设计工作可以称之为核心工作，设计影响着整个光伏电站的建设，并且直接与效益挂钩。上周讲到光伏电站的建设过程中需要注意的总图、土建部分的一些问题，那么在设计过程中，电气部分应该注意哪些事项呢？下面为大家简要分析一下。

一、组件选型

众所周知，太阳能的能量密度较低。在这种前提下，如何有效的利用太阳能就显得非常重要。目前国家领跑者计划要求的组件效率是多晶硅组件不低于16.5%，单晶硅组件不低于17%。就组件转化效率来看，单晶硅组件优于多晶硅组件，但由于单晶硅电池组件相对多晶硅组件价格略高，所以在组件选择时，不宜仅根据价格就盲目选择组件。需要针对不同组件进行发电量计算比选及项目收益等多方面的技术经济分析，选取适合的电池组件。

二、逆变器选型

目前逆变器分为组串式逆变器与集中式逆变器两种。

1、组串式逆变器

组串式逆变器多用于山地光伏发电 系统、中小型屋顶光伏发电系统、小型地面电站。功率小于50kW。组串式逆变器的设计方案中，光伏组件产生的直流电直接接到组串式逆变器，逆变成交流电，再进行汇流升压。

组串式逆变器的主要优点为：

①不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量；

②MPPT电压范围宽，组件配置更加灵活；

③体积较小，安装灵活。

组串式逆变器的主要缺点为：

①功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区；

②户外型安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化。

③逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度大。

2、集中式逆变器

集中式逆变器一般用于日照均匀的大型厂房，荒漠电站等大型发电系统中，系统总功率大，一般是兆瓦级以上。设备功率在50kW到630kW之间。集中式逆变器的设计方案中，光伏 组件产生的直流电，经过直流汇流箱汇流之后，接到逆变器，逆变成交流电，再进行升压。

集中式逆变器的主要优势为：

①项目建设中使用的逆变器数量少，便于管理；

②就逆变器性能来看，谐波含量少，各种保护功能齐全，电站安全性高；

③有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。

集中式逆变器的主要缺点为：

①集中式逆变器MPPT电压范围较窄，不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，组件配置不灵活。

②集中式逆变器占地面积大，安装不灵活。

③自身耗电以及机房通风散热耗电，系统维护相对复杂。

逆变器选型时，需根据项目地势地况、海拔高度等多方面因素来选择合适的逆变器。例如在青海的高海拔荒漠大型地面电站的设计中，常选择集中式逆变器；在山地光伏电站中，由于安装的组件阵列面积大小不同、组件排布相对零散，可选择组串式逆变器，且用多路MPPT进行跟踪，尽可能提高发电量。

三、集电线路设计

光伏电站的集电线路设计，对于土层较厚、可以开挖的地区，通常采用电缆直埋方案，这也是最经济的方案；若地表为岩石、无法开挖的情况，则需要采用电缆沿桥架敷设方案。对于地况复杂，起伏较大，或光伏阵列布置分散的情况，一般采用杆塔形式架空敷设。在集电线路的设计过程中，需根据详细的地形测绘图，针对电站项目建设地的地形地貌，尽量绕开施工困难的区域，选取经济合理的设计方案。

四、接地设计

在光伏电站的接地设计中，除了设计时根据地勘单位提供的电阻率计算接地电阻外，还要考虑当地的土壤腐蚀性等地质情况，若当地土壤盐碱性较大，则要选择适合盐碱地的耐腐蚀性较强的接地材料。如果计算出来的接地电阻达不到规范要求，则要根据项目情况，选取经济性好的降阻措施。

以上仅为个人在工作中总结的经验，不到之处，敬请指正。

文章作者：王新月