(锦州辽能配售电有限责任公司 辽宁锦州 121000)
摘要：近年来，光伏产业在国家政策的大力支持下，得到迅速发展，光伏电站建设规模不断扩大，经济效益不断提升。根据本人近年来从事光伏电站工作经验，对光伏电站电气设计进行了简要分析，希望可以为相关从业人员提供参考。
关键词：光伏发电；电气设计；研究
引言
目前我国能源结构仍以煤为主，燃煤废弃排放产生的大气污染对国家经济发展带来的环境问题已日益突出，严重阻碍了社会可持续发展。太阳能光伏发电具有高效、无噪声、无污染、可再生的特点，是一种理想的可再生能源发电技术，因此把光伏发电作为新能源开发研究重点十分必要。
1光伏电站阐述
光伏电站能量来源是太阳能，电站所运用材料设备通常有逆变器、箱变等，光伏电站与电网相连，另外，把电能传输给相连电网，这样就组成一个完整光伏发电系统。按照光伏电站所处的安装环境的不同，又可分成山丘光伏、水上光伏、屋顶光伏等。
2光伏电站设计过程中的串联电路的过电压保护器选择
在分布式光伏电站设计中要对其配电设备中的串联过电压保护器进行专门的设计，在设计过程中应该有针对性得进行串联电路的过电压保护器选择。之所以为电站设计中安装过电压保护器是为了防止在实际电站作业过程中出现雷击现象，造成电站的应用受损，只有选用了专门的过电压保护器，才能保障当电站内出现雷击现象后可以及时进行断电操作[1]。这样不仅在根源上保障了电站运行的稳定性，同时还能够保障不会因为雷击出现大电流而烧毁电站内部的变电设备。
2.1防护器电感线圈设计
在实际设计过程中应该注重对过电压保护器内的电感线圈设计，要采用大匝数的电感线圈，将串联电路内的过电压保护器进行专门性的设计。因此在实际设计过程中会通过专门的匝数电感线圈进行专门的电磁脱扣器设置，只有增强了电流串联回路的设计，才能保障在经受雷击后及时将电站内的设备进行断路，减少因为雷击出现而造成的电站设备损毁。
2.2熔断器的电流感应设计
在实际设计中要注重对熔断器的电流感应设计，只有熔断器的电流感应在实际工作中能够及时的感受到电路熔断带来的光电信号转换，才能使得在实际电路运行过程中发生雷击时及时将光伏电站内的串联电路实现断路管理，因此在实际设计过程中相关的设计人员应该有针对性地进行专门的电流串联保护器设计，只有保护器的设计实现了稳定性运行，才能在实际工作中将整个串联电路的电流进行熔断处理。
3光伏电站设计过程中的直流回路保护器选择
在光伏电站的设计过程中应该注重对直流回路保护器的设计，在实际设计过程中应该根据光伏电站工作的特性进行专门的设计方案应用。在这个过程中应该注重对光伏电站中的蓄能电池种类的特性选择，在直流回路保护器的设计过程中，应该加强对太阳能光伏电池以及直流回路保护器的选择。只有直流回路保护器的配电设施能够满足基本的电路选择，才能在实际技术的应用过程中有效的处理好保护器同电站技术应用选择之间的关系，直流回路保护器在电站作业过程中起到的作用是进行电流容量的测定和保护[3]。当光伏电站内的电流出现了大规模的线路故障后，保护器就能够及时将变电站内的电流进行断路处理，在断路过程中将整个的电流输送线路划分为两个部分，因此这就会使得整个电流在其运行过程中的稳定性得到了保障。
3.1直流回路电流降容处理
实际设计过程中应该对直流电路进行回路降容处理，这样才能保障在实际降容处理过程中将保护器内的电压实现分流控制，一般情况下直流回路保护器的分压变流能力为五分之一到八分之一的降容空间。也就是说在实际回路设计过程中应该根据电流选择的需要去制定专门的降容设计空间需求，这样才能保障在实际降容过程中，有效将原电压的回路电流降低到原电压的五分之一以及八分之一。
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3.2多级串联光伏调节
在实际直流回路保护器的设计中应该引用多级串联方式去调节光伏电站中的电流分段保护能力，在这个过程中应该针对电流运转的情况有针对性地进行多级串联的电阻能量选择，一般情况下，光伏电流选择中的端口承受能力为10KA，在直流电流的分段端口承受能力选择中其应该具有的分段端口承受能力值应该设计为2KA。
4光伏电站电气设计
4.1设计发电单元分组连接方式
光伏电站集电线路的设计过程中，需要合理的设计发电单元分组连接方式以及科学的选择集电线路电压等级。通过对国内电网实际运行状况进行分析，光伏场区至升压站的输电线路电压等级通常选用两种方案，即lOkV和35kV。发电单元分组连接方式主要包括三种，星形、环形以及链形。由于光伏电站度电投资成本比较高，因此，在一定程度上对于光伏发电发展产生了制约，在对系统进行设计的时候，要尽力减少成本，从而提升了光伏发电的竞争力，所以光伏发电单元分组连接方式引荐采用链式连接，能够有效减少光伏电站投资成本。
4.2过电压维护及接地
根据有关规定，我们一般不在普通地区的发电厂的主控制室、主厂房以及配电装置室位置安装预防直击雷的设备，但是若处于雷电发生十分频繁的地域，这些位置我们通常会安装防雷设备。避雷、防雷装置应符合《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010要求，接地应符合《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-2006要求，光伏发电系统防雷包括直击雷和感应雷，防雷接地电阻小于4Ω，接地电阻通过电阻测量仪测量。
4.3分布式光伏电站设计过程中的光伏电缆选择
电缆作为分布式光伏电站设计中必需的一项元素，在其实际设计过程中应该加强对光伏电缆的应用选择，这样才能在设计选择过程中找准光伏电缆应用同分布式光伏电站设计中的技术需求关联。在实际电缆的选择过程中，要选用直流电缆这样才能在实际使用中将光伏电缆的兼容性协调好，但是在我国目前并没有相关的电缆选择应用标准，因此在进行实际光伏电站的电缆选择中应该参考国际上的电缆应用选择需求，目前国际上通用的是德国光伏电缆选择标准，其标准为K411.23号电缆。
在电缆的选择和应用中该种型号的电缆最大能够承受的直流电压为1.8kV，其电缆芯采用的是单芯软电缆，因此在实际应用过程中该种电缆被广泛应用到2类安全级别以内的电缆选择上，在实际电缆选择应用过程中能够有效地将整个电缆系统内的光伏电阻值进行调控，在调控的过程中能够实现对电缆的性能提升，在实际电缆应用过程中由于光伏电站所处的位置不同，因此对电缆的要求也是不同的，其具体的电缆应用需求范围如下：一是在实际施工过程中对温度范围的选择，光伏电缆适应的温度为零下40摄氏度到零上90摄氏度之间，其导体在实际工作中能够承受的最高温度为120摄氏度，在实际工作中当电缆内的温度上升至200摄氏度时就会熔断。二是在实际电缆的应用中对其电压的应用需求，电缆能够承受的额定电压是1.8kV，在实际使用过程中其耐腐蚀性以及其对抗紫外线的能力都是相对较强的，以一根正常生产的光伏电缆为准，如果保证其在120摄氏度的环境下工作，其使用的寿命可以维持在20年左右，因此看来在实际光伏电站的设计和选择上应该注重对电缆的选择。
5结语
综上所述，我国光伏并网装备与关键技术越来越得到人们的认可，而且正取得了快速的发展。而电气设计技术也比较的成熟，但在造价方面还具有很大的提高空间。相信通过我们的努力以及科技的不断发展，我国光伏发电定会取得很好的成果。
参考文献：
[1]曹子丕.大唐新能源光伏发电项目方案优化研究[D].长春：吉林大学，2016.
[2]葛庆.0.98MW并网光伏电站设计[D].湘潭：湖南科技大学，2016.
[3]明瑞.20MW光伏发电系统研究与设计[D].湘潭：湖南科技大学，2016.
[4]陈琨.高校太阳能光伏屋面电站的设计、安装及并应用研究[D].山东建筑大学,2013.
论文作者:于峰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/21
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