并网光伏电站设备关键技术要点分析

并网光伏电站设备关键技术要点分析

王海鹏

420922198802241415  中工武大设计集团有限公司     湖北省武汉市 430074

摘要：光伏电站目前正处于快速发展阶段，其发展过程中仍存在着一定的不足，随着科学技术的不断进步，光伏电站会得到完善。为了减轻光伏电站在实际运行过程对配电网的影响，光伏电站的相关设备在建设时要特别注意其技术要求。基于此，本文主要分析了并网光伏电站设备关键技术要点。

关键词：光伏发电并网关键技术要点

中图分类号：TM76文献标识码：A

引言

现阶段，光伏发电的作用和优势逐渐体现，各研究单位和设备厂商积极优化技术，今后光伏发电的设备制造采购成本和工程建造成本将会有所降低，光伏发电节能优势将进一步显现，独立电站建设逐步发展为土地光能综合利用。对光伏发电技术研发和推广的过程中，需要积极探索和优化光伏发电技术，促进发电效率提升。通过对光伏电站的组成和工作原理进行了解，在此基础上对其主要部件的关键技术要求进行分析，以保证光伏电站在建设的过程中能够满足各项要求，为后续的并网提供良好的基础，以减轻传统发电形式的电力压力。

1光伏并网电站概述

光伏电站主要由光伏组件、并网逆变器、汇流箱、蓄电池组以及相关的并网配件组成，在光伏电站光伏组件将太阳能转换成为直流电能，再通过串联和并联的方式将光伏电站产生的电压和电流进行扩展，利用并网逆变器将直流电压转换成为交流电，最后可直接接入到配电网中或者时利用储能装置将电能进行收集。光伏并网按照可调度分为两种形式的光伏并网系统：一种是可调度的光伏并网电站；另一种不可调度的光伏并网电站，这两种的主要区别就是可调度光伏并网电站可以持续性地产生电能，不受到配电网的运行状态的影响，但是不可调度的光伏并网在配电网停电状态时，就必须切断其发电系统，自动停止供电。在光伏电站实现并网的关键零部件就是并网逆变器，并网逆变器将光伏组件产生的直流电转换成为交流电，同时还具有拓扑建构简单，节约成本的作用，随着技术的发展，并网逆变器其允许最大输入电流电压值在不断扩大，提高了软开关的技术应用[1]。

2分布式光伏并网的特点

光伏电站的不断扩大和发展，其光伏组件的光电转换效率也在不断上升，但是在光伏电站建设的过程中其采用的是分布式的策略，其对于光伏电站今后的发展是不利的，并且在并网的过程中其不能够直接并入到低压配电网中，需要采用变压器将电压提升以后才能够并网使用。光伏电站在电容量方面的建设还是比较保守的，其相对于传统的电站，其在实际中的占比还是比较小应该逐渐加大其光伏电站的使用。光伏电站在接入到电网系统时，其选择的接入点要保证不能够影响到电网系统的安全性和稳定性，并且分布式光伏电站产生的电量总和不能够超过上一级电网变压器最大负荷的35%。

3并网光伏电站设备关键技术要点

3.1光伏电池类型的选择

以组件固定式安装为基准，对采用晶硅太阳能电池组件（方案一）、采用非晶硅薄膜太阳能电池组件（方案二）进行比较分析。方案一晶硅电池成熟度较高，效率稳定，国内国外大型光伏发电站均有较大规模使用。晶硅组件价格较非晶硅组件价格昂贵，组件投资较高。方案二非晶硅电池相对价格较低，组件投资少，但相同容量下非晶硅组件占地面积是晶硅电池的2.7倍，稳定性较差。综合推荐选用晶硅光伏电池组件。单晶硅光伏组件的转换效率在18%～21%，电池转换效率高、稳定性好、效率衰减率更低。相同容量采用单晶硅组件的电站，土建基础减少、组件支架、线缆等用量降低。通过计算度电成本，单晶硅组件方案更低，单位装机量单晶硅电池的运维成本低于多晶硅电池，度电综合成本远低于多晶硅。一般推荐选择单晶硅光伏组件。

3.2光伏组件技术

光伏组件选择需要综合考虑当前已商业化的各种太阳能电池组件的产业形势、技术成熟度、运行可靠性、未来技术发展趋势等，并结合电站区域的气象条件、地理环境、施工条件、交通运输等实际因素，综合比较选用适合光伏电站使用的太阳能电池组件。为保证支架调整裕度满足安装要求，必须将全部螺栓拧紧，并在光伏组件与支架之间加一块橡胶垫，以免影响光伏组件与支架的使用寿命和工作性能。安装时要自下而上，由内向外进行，安装时不得损坏面板玻璃。在使用连接螺栓时，要注意选用优质的密封垫和弹簧垫圈。在安装完毕后，要将裸露的部位固定好，确保在安装完毕后，光电面板的平整度和安装角度准确，并且接线箱的方向合适。在调节光电面板时，可以将两条电线分别放在光电面板的两边，确保二者在同一平面上[2]。

3.3并网逆变器的技术

光伏电站在接入到配电网中运行过程中，一般是配合保护装置进行成套使用的。在光伏发电系统中安装逆变器之前，必须仔细地检查施工场地的状况，对工地进行彻底的清扫，确保场地干净、光照强度达到要求，然后才能进行逆变器的安装。安装时要充分考虑逆变器的体积和重量，逆变器的体积和重量都很大，在安装前必须设置固定的支架，在安装时要保证设备整体的稳定性，并且要尽可能地把安装支架固定在同一个平面上，这样才能避免设备的坠落。

3.4绝缘开关

绝缘开关可控性较好，可以将额定电流和短路电流控制在一定的范围内，以确保供电的稳定性和连续性。安装绝缘开关时要确保设备和连杆机构之间没有任何空隙。通常，在架空电缆和断路器的侧边连接处安装绝缘开关，也可以把绝缘开关安装在架空电缆的接触点等地方，在安装时要注意力度，避免出现不协调的情况。

3.5监控系统以及零配件技术

并网光伏电站监控系统作为光伏电站接入到配电网的重要监控装置，其一般情况下与并网逆变器设定到一起，利用计算机以及通讯装置实现对整个光伏电站的实时数据和运行状态的监控。并网光伏电站的监控系统内部设置有远程控制装置，其能够实现对光伏电站系统继续有效的调整和保护。同时其系统配合并网逆变器具备有最大功率点的跟踪监测功能，能够实时对系统进行自动控制，并且通过计算机的主站显示能够实时显示光伏电站的设备的运行状态以及周围环境的状态，对光伏电站产生的电量以及系统的状态进行评价，对收集到的数据进行存储，为今后的运维提供一定的条件[3]。

3.6光伏阵列运行方式选择

固定式安装方案组件倾角固定，有一定的倾角，安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例和特定的场地条件等。不能根据光照角度做出应对调整，在规模较大时综合成本最低，占地面积最小，抗风能力好，运行维护的工作量最小，发电量最低；固定可调支架方案依据不同季节调节最佳倾斜角，发电量会有所增加，同时，人工调节的运维成本也同步增加；跟踪系统对土建基础平整度要求较高，在坡度较大的区域不适宜安装。平单轴跟踪安装方案保证每一时刻太阳光线与组件板面的法线夹角为最小值，可以显著提高项目收益率，控制倾角应对大风天气，综合效益最好[4]。

结束语

光伏发电是一种新兴的发电技术，它有着多种优点，在实际生产中得到了广泛的应用。在能源产业中，光伏电站到了进一步的发展。通过对传统电网结构的修正，将目前的配电网与光伏发电系统有机地结合起来，可以保证光伏电站的正常运行和发展。

参考文献

[1]高新杰.光伏电站设备的可靠性分析[J].集成电路应用，2020，37（4）：126-127.

[2]顾洋铭.光伏电站电气设备运行维护检修方法创新探索[J].门窗，2019（24）：236.

[3]翟文亚.光伏电站电气设备的运行维护分析[J].中国新通信，2019，21（19）：225.

[4]王文晶.大型光伏电站电气设备的运行维护检修[J].科技展望，2016，26（28）：60.