摘要：分布式光伏发电是在执行科学发展观、市场经济转型、科学技术研发、生态平衡建设与自然资源保护的基础上，得以提出并应用的一种新兴能源开发方式。分布式光伏发电以其具有的生态清洁性、污染小、发电效率高、电损耗少、网络化管理等特点，在我国城市化建设与资源利用中得到广泛认可与应用。分布式光伏发电系统在一定程度上缓解了我国能源短缺问题，提升了社会经济收益，有效推动了我国科学、可持续发展建设目标的实现。
关键词分布式；光伏发电；电气设计
一、分布式光伏发电概述
分布式光伏发电指的是在用户附近建立分布式电源，并以环保、高效的自主发电方式将太阳能转换为电能，向本地负荷直接提供电力。早些年，我国的分布式发电只是利用锅炉的余热发电并输送给附近用户，以此提高原系统的能源利用效率；而近些年，分布式发电指利用太阳能、风能等新能源发电，并使发电系统靠近负荷中心。太阳能不但清洁、环保，而且总量无限，又由于太阳的大范围辐射，分布式光伏发电摆脱了地理位置的约束，其可与建筑物有机地结合。另外，分布式光伏发电系统的安装简单且容易操作，不占用建筑物以外的土地面积，且其运行过程对环境几乎无损害，因此，分布式光伏发电是利用太阳能发电的有效方式。分布式发电系统的发电地距用电地非常近，所以无需建立变电站和配电站，因此可有效降低传输过程中的损耗，节约发电成本，提高生产效率。另外，分布式发电系统的运行方式将电力的生产与利用更加紧密地联系起来，使得用户可以实现电力自行管理。同时，分布式光伏发电系统具有较高的可靠性，其能为公共电网无法覆盖的偏远地区提供电力。因此，分布式光伏发电是一种极具发展潜力的能源转换形式。
分布式光伏发电系统具有以下几个特点：①输出功率低，对经济性具有较小的影响，即与大型发电系统相比，其投资收益率相差不大；②分布式光伏发电清洁、环保，对环境的负面影响较小，系统运行过程不仅污染物排放少，对空气和水的污染小，且几乎不产生噪声；③能有效克服局部地区用电紧张的难题；④发电和用电科学、有效地并存。
二、分布式光伏发电设计遵循的基本原则
2.1易操作性
分布式光伏发电集成系统的设计必须尽量易于操作，和人口稀少的西部拥有开阔的安装地点不同，这种分布式的发电集成系统一般安装在屋面楼顶等地方，这些地方一般存在一定的倾斜度或者是高度比较高。在这种屋面具有一定的倾斜度并且承重能力有限的情况下工人的施工难度将会增加，所以集成系统在设计之初就要考虑到后期的施工难度，降低操作的难度，并且尽量保证将工程设计控制在一期之内。
2.2安全性
由于分布式的光伏发电集成系统主要应用于人口和建筑比较密集的中部和东部地区，因此集成系统的安全性问题显得尤为重要。在具有倾斜度的屋顶施工需要将各个部件运送到屋面或楼顶进行施工，在这过程中存在部件因运输而导致损伤和施工人员的安全问题。目前市场上通常采用安装一定的导轨实现与屋面材料进行连接，采用目前市场上较为通用承载力比较高的铝合金的支架结构，它便于安装操作且不易锈蚀损坏，在一定程度上可以减少后期的安全隐患。在施工过程中还存在高空坠物的危险，由于施工地区的人口和建筑物的密度比较大，施工人员高空作业后期会产生废弃的材料，加上屋面的倾斜度会增加高空坠物的隐患，在设计的中要考虑到集成系统的整体性以及将后期的废料收集进行合理的回收设计。
三、分布式光伏发电系统的电气设计
分布式光伏发电系统的电气设计主要是对基本设备、监控装置、环境监装置等的选用与设计（光伏电池组件、直流汇流箱、并网逆变器、光伏方阵支架、防雷设备等）。与此同时，电气设计是在遵循运行规律（光照-太阳能转换-电能输入配电柜-电能供给-余电上网）的基础上，进行具体设计与实践的。
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3.1光伏直流电缆选型
光伏直流电缆的选用，是分布式光伏发电系统电气设计中的重要组成部分。光伏直流电缆的选用，应根据光伏发电设备的实际应用环境以及电气设计的具体需求进行科学与规范的选用。目前，最为常用的光伏直流电缆设备为无卤PV1-F类型电缆，该电缆设备主要运用于组件间跳线以及电流汇流的链接。此外，在电气设计过程中，对光伏直流电缆选型时也需对温度进行考虑，当发电厂温度高于六十摄氏度时，则需对分布式光伏发电系统中电缆的载流量进行调控与修整。
3.2并网逆变器选型
在分布式光伏发电系统的电气设计过程中，对并网逆变器的选用，首先需要对分布式光伏发电系统的实际装机容量以及发电机发电输出功率进行统计与分析，并根据其实际需求量选择合理的逆变器。其次，对布式光伏发电系统的直流电压、直流输入接线的接口数量、发电功率因数、额定输出电压参数、MPPT数量以及它的电压应用数值进行整合、分析与归纳，从而对逆变器进行科学选择。
3.3组件连接电气设计
在分布式光伏发电系统的电气设计过程中，其组串连接电气设计的设计，需遵照先串联后并联的原则进行具体方案设计与实践。
3.4直流汇流箱设计
直流汇流箱主要作用是将分布式光伏发电系统中经由光伏组件电源输出的各直流电流进行汇流处理，并将其接入到逆转器中。因此，在分布式光伏发电系统电气设计中，直流汇流箱设计具有重要意义。由于断路器是直流汇流箱中的重要组成元件，因此，应注重对断路器进行准确与合理选用与设计。例如，对于直流断路器的设计，应在基于直流断路器的额定电压、额定功率以及额定电流的基础上，进行设计与调整；对于交流断路器的设计，可采用多级串联形式进行设计，用以保证其应用的稳定性与科学性，避免直流回路短路以及电能高损耗现象的产生。
3.5防雷系统设计
防雷系统设计是针对分布式光伏发电系统环境监测的重要电气设计内容。由于分布式光伏发电系统常处于暴露环境中，因此，受自然环境因素的影响较大。雷电不仅是自然界中破坏力强、威胁性大灾害，也是对分布式光伏发电系统威胁性较强的一种影响因素。对此，在电气设计与方案实施过程中，应注重防雷系统的设计。目前，最常采用的保护措施主要是与屋顶建筑、周边防雷系统相复合的防雷系统设计，在电气设计过程中，可预先对光伏发电系统各环节组件以及组件支架的金属材料进行电连，在电位连接后在进行防雷接地系统连接，用以降低雷电对分布式光伏发电系统的损失。
结语
总而言之，分布式光伏发电系统作为一种新兴的能源研发手段，有效实现了太阳能资源的利用，具有广阔的发展空间与应用前景。在分布式光伏发电系统的电气射进中光伏直流电缆选型、并网逆变器选型、组件连接电气设计、直流汇流箱设计、防雷系统设计的优化发展，对实现分布式光伏发电系统的创新与改革具有重要影响作用。分布式光伏发电系统的建设已成为新时期我国重要的建设内容之一，为我国电力企业的发展指明了方向。
参考文献：
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[3]郑伟彦，杜红卫，朱义勇等.分布式光伏接入对配电自动化的影响及应对措施研究[J].中国电业（技术版），2015.
作者简介：
赵婧琦（1987.02.05—），性别 女；籍贯 内蒙古；民族 蒙古；学历 本科；职称：电气工程师：职务：电气一次主设：研究方向：电气工程及其自动化；单位：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司
论文作者:赵婧琦
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：分布式论文; 光伏论文; 系统论文; 电气设计论文; 防雷论文; 逆变器论文; 过程中论文; 《电力设备》2018年第26期论文;