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摘要：目前经济社会中各个行业与领域广泛使用并依赖于石油、煤炭等不可再生的能源。由于这些能源具有不可再生的特点，因此不符合能源应用可持续发展的战略要求，同时也加重了生态环境的负担与压力。在这一背景下，加大对清洁可再生能源的发展力度已成为践行国家节能减排目标的重要手段之一。其中，分布式光伏发电具有分散生产以及就地使用的特点，与我国实际情况相适应，因此得到了大力的发展与推广。
关键词：分布式；光伏发电；电气设计
分布式光伏发电是一种新兴的、具有广阔发展前景的技术，具有输出功率较小、绿色环保等特点。该技术采取就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则，利用光伏组件将太阳能直接转化为电能，既能缓解局部用电紧张状况，又能解决长距离输电的损耗问题，还能与大电网互为备用，提高供电可靠性，对于优化我国能源结构、促进节能减排、防治大气污染具有重要意义。
1分布式光伏发电系统概述
1.1分布式光伏发电内涵
近年来，随着人们对能源利用与研发的重视，我国对自然可再生资源的利用取得了一定的成效，分布式光伏发电就是在此发展背景下得以产生的一种分布式发电系统。分布式光伏发电主要是指通过利用光伏组件将太阳能转换为电能的一种能源开发手段Ⅲ。分布式光伏发电有效实现了能源的综合利用，具有广泛的发展空间与应用前景。实践证明，应用分布式光伏发电有效的提升了光伏发电站的发电量，并在一定程度上减少了电能的损耗。
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1.2分布式光伏发电特点
由分布式光伏发电内涵可知，分布式光伏发电具有污染小、空气清洁性、发电输出功率小、环保效益高、土地资源利用少、余电上网、电能损耗小等特点。
1.3分布式光伏发电系统设计
分布式光伏发电系统设计是基于分布式光伏发电特点以及目标的基础上，利用一定科学技术手段得以形成的能源利用与及开发系统模式。由于分布式光伏发电系统设计倡导就近并网、就近发电、就近转换、就近使用设计原则，分布式光伏发电系统设计的电气设计主要包括“组件连接电气设计、光伏电缆选型、并网逆变器选型、直流汇流箱设计以及防雷系统设计”。
2 分布式光伏发电系统电气设计要点
2.1在针对光伏组件的选型方面，光伏组件主要有以下几种类型：非晶硅电池组件、单晶硅电池组件、多晶硅电池组件等。其中非晶硅电池组件成本价格低，外部环境对组件运行影响不大，存在的问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，常有转换效率衰降的现象，所以尚未大量用于作大型太阳能电源；晶硅类电池组件由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏电站项目。
晶硅类电池又分为单晶硅电池组件和多晶硅电池组件。两种组件最大的差别是单晶硅组件的光电转化效率略高于多晶硅组件，也就是相同功率的电池组件，单晶硅组件的面积小于多晶硅组件的面积。两种电池组件的电性能、寿命等重要指标相差不大，执行的标准也相同，在工程实际应用过程中，无论单晶硅还是多晶硅电池都可以选用。但单晶硅组件的价格比多晶硅组件的价格高10%左右。
综合对当前光伏电池组件技术水平，工艺成熟度，以及转换效率等因素的考虑，应当优选选用大功率晶硅电池组件，以确保光伏发电系统的可靠运行。
2.2在有关分布式光伏发电系统逆变器设备的选型方面，工作人员需参考整个分布式光伏发电系统的装机容量，选择输出功率与其基本一致的逆变器设备。除此以外，在逆变器的选型中还需要综合考虑最大直流电压、MPPT数量、MPPT电压区间、额定输出电压参数、直流输入接线端口数量、以及功率因素等相关技术参数对分布式光伏发电系统电气运行的影响。例如，在对直流输入接线端口数量的选型上需参考组串并联具体路数，在对组件组串数量的选择上，则应当考虑最大支流电压以及MPPT电压区间的影响，而在对MPPT数量的选型上还应当考虑系统内部光伏组件的具体朝向情况。
2.3在有关直流汇流箱的电气设计中，汇流箱的基本功能使将光伏组件所输出多路直流电源进行汇流处理，然后连接至逆变器中。作为直流汇流箱中最关键的电器元件之一，主断路器额定工作电压应当大于或等于回路工作电压最高值，同时额定电流应当大于或等于回路工作电流最高值。一般情况下，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。
2.4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后，再与建筑物屋顶原有的防雷接地系统进行可靠连接。
3 结束语
光伏发电是目前广泛应用的节能减排技术手段之一，可应用清洁可再生的太阳能支持电能需求，在治理环境污染问题，降低GDP能耗等方面均具有非常确切的价值。其中，对电气系统及关键设备的电气设计水平将直接影响整个分布式光伏发电系统的运行效能。以上研究中简要分析了分布式光伏发电系统的定义与特点，进而从逆变器选型、组串连接、直流汇流箱及光伏直流电缆选型这几个方面入手，对电气系统的设计要点进行探讨与分析，望能够引起相关人员的重视及关注，以促进分布式光伏发电系统电气性能的提升、完善。
参考文献：
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[3]杨中华，分布式并网光伏发电系统设计 机电信息，2014年第33期总第423期.
论文作者:王旭
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：光伏论文; 分布式论文; 组件论文; 系统论文; 电池论文; 单晶硅论文; 电压论文; 《基层建设》2018年第5期论文;