摘要：分布式光伏发电在我国未来市场具有广阔的发展前景，其具有发电功率低、稳定性强的优点，有利于就近并网用于配电侧的分布接入。其可再生能源综合利用方式不仅可以提高同规模光伏电站的发电量，更可以解决电力在长途运输中升压损耗的问题。
关键词：分布式；光伏发电；电气设计
一、分布式光伏发电系统基本概述
分布式光伏发电系统是指通过对光伏组件的合理应用，将具有清洁可再生特点的太阳能能源转换为可供使用电能的一类分布式电源系统。分布式光伏发电系统多建设在用户场地附近，运行方式表现为用户侧自发、自用，多余电量上网，且具有在配电系统中调节平衡的特点。作为一类具有广阔发展潜力的发电方式以及能源应用模式，分布式光伏发电系统强调遵循“就近发电就近并网、就近转换、就近使用”的基本原则，一方面能够有效促进规模同等光伏电站发电量的提升，另一方面还有效解决了电能在远距离传输过程中存在的电能损耗问题。
目前成功应用于实践中的分布式光伏发电系统具有以下几个方面的典型特点：第一是输出功率相对较小，因此其对经济性的影响低，换言之小型分布式光伏发电系统的投资收益与大型系统是基本相当的；第二是污染小，具有突出的环境保护效益。分布式光伏发电系统在发电运行的过程中无明显噪音，对周围水及空气所产生的污染小；第三是可有效缓解局部用电紧张状态；第四是可以实现发电与用电的并存。
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主要电气设计
3.1逆变器选型
根据分布式光伏发电系统的装机容量来选择与输出功率较接近的逆变器。此外，选择逆变器还需要考虑最大直流电压、MPPT电压范围、MPPT数量、直流输入接线端口数量、额定输出电压和功率因数等技术参数。光伏发电建设是我国电力建设施工中的一个重要环节。
3.2组串连接电气设计
组件方阵在电气连接的过程中，一般依据的原则是先串联后并联的原则。串联是为了获得所需要的工作电压，并联是为了获得所需要的工作电流。
3.3直流汇流箱设计
直流汇流箱用于将光伏组件输出的多路直流电源进行汇流后接入逆变器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆断路器是直流汇流箱中重要电器元件。主断路器的额定工作电压不能小于回路的最高工作电压，额定电流不小于回路的最高工作电流。原则上，直流回路的断路器采用直流断路器。如果在直流回路中使用交流断路器，可以考虑采用二极或三级串联的办法。
3.4防雷系统设计
由于分布式光伏发电系统的主要部分都是露天放置，占地面积较大，所以存在着受直接雷击和间接雷击的危害。所以应该采用滚球法复核屋顶原有的和周围建筑物的防雷系统能否对光伏发电系统进行直击雷进行保护。如果不能保护，应该加装避雷设备。为了减小感应雷对光伏发电系统中开关、电缆、汇流设备等电气元件的损害，可以将光伏发电系统的组件外框、组件支架等金属材料进行等电位连接，再与建筑物屋顶原有的防雷接地系统进行可靠连接。
四、分布式光伏并网发电对电网的影响
4.1对电压调节的影响
接入分布式光伏电源后，会造成局部配电线路的电压波动和闪变，既定的电压方案不能满足配电网电压调节的要求。
4.2对电流保护的影响
接入分布式电源后，当电路发生故障时，主要对继电保护、重合闸等动作产生影响。比如：降低本线路保护的灵敏度，甚至出现本线路保护的误动和拒动；导致相邻线路的瞬时速断保护误动，失去选择性；重合闸不能正常运行等。
4.3出现孤岛效应
孤岛效应是指当电网出现电气故障或其他原因中断供电时，并网发电系统仍然向周围的负载供电，从而形成无法控制的自给供电孤岛。孤岛效应对设备和人员安全存在着重大隐患，当检修人员停止电网供电，并对电力线路和电力设备进行检修时，若并网太阳能电站的逆变器仍继续供电，会造成检修人员伤亡事故；当因电网故障造成停电时，若并网逆变器仍继续供电，一旦电网恢复供电，电网电压和逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异，会在这一瞬间产生很大的的冲击电流，从而损坏设备。
4.4对电能质量的影响
分布式光伏发电系统的逆变器使用了大量的电力电子元件，逆变器并网易产生谐波、三相电流不平衡，造成电网电压波动和闪变。
光伏发电装置的输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化，输出功率不稳定，特别是输出功率变化较大时，会对系统接入点造成电压波动和闪变。光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再通过逆变器转为交流电能，在转换过程中，会产生大量谐波。所以在并网时要对谐波进行实时监测，如果超出国家的标准，需采取加装滤波装置等相应措施。
结语
对分布式光伏发电系统的电气系统设计方法进行了简要阐述，介绍了电气系统设计中比较重要的逆变器选型、直流汇流箱设计和防雷系统设计。光伏发电将绿色发展和可持续发展观引入到发电建设中来，开展建设新思路、保护环境、坚持绿色发展。电力建设是一项长期且综合性强的过程，其本身就有一定的规划性和科学性，光伏发电结合城市建设的步伐，充分利用城市建设的便利，将自身建设与城市建设融为一体，减少对周围环境的破坏，做到兼顾发展与安全等，进而是变电站建设顺利实施，从侧面推动我国电力事业的平稳发展，使城市建设更加完善。
参考文献
[1]李英姿.太阳能光伏并网发电系统设计与应用[M].机械工业出版社.2005.
[2]杨中华.分布式并网光伏发电系统设计机电信息[M].2014.
作者简介
罗琼（1980.4.12），女，学历：贵州工业大学电气工程学院自动化专业，单位：贵州省城乡规划设计研究院，研究方向：电气设计。
论文作者:罗琼
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/30
标签：光伏论文; 分布式论文; 系统论文; 逆变器论文; 电压论文; 电网论文; 电能论文; 《电力设备》2017年第24期论文;