摘要：我国社会经济的不断发展对电力系统提出了更高的要求。近年来，人们对电能的需求量不断提升，国家始终存在着资源与能源紧缺的状况，光伏发电系统实现了对可再生能源的利用得到了社会各界的广泛应用。电气设计是光伏发电系统运行过程中的最重要的核心环节之一，若该环节出现问题，就会影响电力系统的正常运行。因此，强化光伏发电系统电气设计的合理性势在必行。本文将针对光伏发电系统电气设计方案进行简要分析和探究。
关键词：光伏发电系统；电气设计；方案
引言
近年来，我国的电力事业取得了较大的进步和发展，光伏发电系统的发展在很大程度上带动了我国社会经济的发展。电气设计是确保光伏发电系统正常高效运行的基础部分，当前阶段，光伏发电系统的电气设计过程中仍然存在着诸多问题，降低了光伏发电系统工作的效率和质量，制约了我国电力企业的发展。因此，我们需要不断加强光伏系统电气设计的科学合理性，提升系统运行的效率，进而确保电力企业发展的稳定性。
1光伏发电系统概述
1.1光伏发电系统的构成
通常情况下，光伏发电系统的构成部分主要有光伏阵列、充放电控制器、储能装备或逆变器与负载等。当光照射在光伏阵列上时，能够将光能转换为电能，由于光伏阵列的输出电流容易受到环境较大程度的影响，因此需要借助DC-DC转换器才能转换成稳定的电流，进而确保在加载到蓄电池上后，能够对蓄电池起到充电的作用，然后再由蓄电池对负载进行供电。此外，在并网售电的情况下，无需使用蓄电池，借助并网逆变器能够实现直流电向交流电的转换。
1.2光伏发电系统的工作原理
光伏发电系统有效采取了光生伏打，同时借助太阳光的照射作用，使内部的部分离子在吸收了相应的光子后，通过移动产生电势能，进而实现了光能向电势能的转换。因此，在光伏发电系统运行的过程中，太阳能电池板作为影响发电效果的关键性发电元件，其材料属性对能量转换的效果起着决定性的影响。太阳能电池板、蓄电池、控制器与交流配电箱几个部分构成了完整的光伏发电系统，其中，太阳能发电系统在闭路中形成电路，因此具有独立的发电系统，其能够太阳辐射的能量转化为电能，同时将多余的能量储存在蓄电池中；并网发电系统通过标准接口与公用电网的连接，相当于一个发电厂，其通过光伏数组将太阳辐射的能量转换为高压直流电，并借助逆变器转换为交流电。
1.3光伏发电系统的种类
根据接入点电压等级能够将光伏发电站分为大型、中型和小型三种类型；根据能否允许向电网送电和安装位置、方式及所有权等方面能够将光伏发电站分为可逆式和不可逆式两种类型。对于小型光伏发电站而言，其容量较小，且难于有效管理，因此应用较少，可逆式的光伏发电站应用较为广泛。此外，对于中型和大型光伏发电站而言，多数采取不可逆式发电站。
2电气设计的具体内容
随着全球经济的不断发展，对自然资源与能源的使用率日益提高，同时对环境造成了较大程度的破坏。近年来，我国的社会经济发展一直秉承着可持续发展的理念，光伏发电能够将太阳能转换为电能，完全符合我国经济可持续发展的理念与要求，也因此得到了社会各界广泛的应用。在光伏发电系统的电气设计中，需要将其与传统的电气设计相结合，实现电气设计的改革与创新，不断完善电气设计的科学合理性和可靠性。光伏发电在应用的过程中不可避免的存在一些局限问题，因此，电气设计需要对当地的气候与地理等条件进行全面了解与分析后结合实际情况提升电气设计的合理性。在设计光伏方阵的过程中，除了要考虑气候与地理条件之外，还需要对太阳能方面进行分析。逆变器的选择需要根据间距与光伏方阵是否一致选择集中或分散的逆变方式。接线箱的安装地点选择需要便于工作人员进行操作与日常的维护与检修工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆光伏配电箱由直流配电箱与交流配电箱组成，因此，在出现问题时，需要借助并网配电箱对两网进行分离，尽量降低问题发生对系统运行产生的不利影响。在设计直流线缆的过程中，需要综合考虑发电位置及环境等因素，并做好防雷、防高温等措施。
3光伏发电系统电气设计方案
3.1设备的选择
逆变器能够利用晶闸管对不同导通时间进行控制，同时实现直流电向交流电的转换。按照电源属性进行划分，逆变器有电压和电流两种类型；按照激磁方式划分，逆变器有自动与他动两种类型；按照波形方式进行划分，逆变器有方波和正弦波两种类型。在实际发电的过程中，逆变器作为直流电转交流电的通道，同时将逆变桥和二极管进行并联，通过直流负荷实现了对开关的有效控制。其次，通过具备智能监控装置能够实现箱变模拟量的采集与通讯功能，同时与传统的自动化监控系统的通信管理机与光纤交换机的功能有效结合，实现了对数据信息的传输，并通过光纤接入自动化监控，提升光伏发电站工作的远程管理与监控工作的效率和质量。箱变装置的应用有效提升了监控设备应用与运行的效率，极大地减少了通讯管理机与光纤交换机的使用数量，有效降低了成本造价。
3.2对光伏发电系统进行监控
由于光伏发电系统的分布采用了分层的形式，因此需要通过设置监测元件和管理设备，对电流、电压和温度进行实时监测，同时，在进行监测工作的过程中，需要将数字通讯与监控设备进行有效结合，进而实现对现场运行与操作情况的实时监控。在安装监控设备时，需要对电流和电压适应的监测元件进行设置，同时使设置的装置具有较强的防雷性。
3.3光伏发电一次系统设计
光伏发电一次系统设计要根据发电站的类型进行，中小型的光伏发电站的并网电压等级通常为10kV或0.4kV，因此，只需要设置一级的升压变压器即可。而对于大型光伏发电站而言，需要较大的安装容量，且光伏阵列的分布较为广泛，如果只设置以及升压变压器，则会大大降低发电站的工作效率和质量。因此，对于大型光伏发电站需要采取两级升压的方式，通常情况下，交流电系统采取10kV或35kV电压等级的配电。
3.4光伏发电二次系统设计
远动信息主要通过测控装置获得，并传送至调度端，还能够借助发电站的监控系统对站内数据向调度方面转发。光伏发电站的远东信息包含遥测和遥信两方面。要实现对子系统的监控，首先需要实现对直流汇流箱和直流柜以及发电站内设备的监测，同时需要增强对相间距离、接地距离与零序电流方向的保护力度。此外，在直流电缆选型的过程中，要结合具体环境进行选择，确保其运行环境的温度在60℃以上，同时实现对载流量的修正。
结语
综上所述，电力工程的发展对我国社会经济的发展发挥着至关重要的作用，同时还影响着我国国民生产和生活的方方面面。光伏发电系统运行是电力工程中的重要部分，只有确保发电系统运行的效率和质量，才能提高电力工程的质量，进而为人们的生产生活提供更加便利的支持。因此，我们要制定科学合理的电气设计方案，并按照方案严格执行，确保光伏发电的电力供应能够达到预期水平，进而促进我国电力事业的发展。
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论文作者:陈沛渠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/8
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