关键词：20MW；光伏发电系统；电气一次；设计
1光伏组件研究
所有的系统设备中，太阳能电池是最关键的核心器件。因为太阳能电池的种类比较多，不同种类电池的优势和劣势不同，但是单晶硅与多晶硅太阳能坚持制造技术最为成熟，且产品性能也相对稳定，使用年限比较长，并凭借其转化效率高等特点，深受相关工作人员认同，且被广泛的应用到许多大型并网光伏电站中。将电站所在位置周围环境以及电站所在位置的光资源等作为基础，综合不同的项目施工条件与交通运输情况，明确光伏电站的年整体发电量，通过多晶硅太阳能电池组件来对其进行处理可以取得良好的效果。
因为20MW光伏发电系统整体组件用量比较大，而且需要用到的占地面积也比较广泛，导致组件的安装量超标，所以可以选择单位面积功率比较大的一些电池来当做组件，有效控制系统的整体占地面积。多晶硅太阳能组件是大型并网光伏发电系统中最为常见的一种，可以综合考虑不同组件其价格、技术成熟性以及组件的市场占有率等，选择最适合项目建设的组件。
2光伏组件方阵研究
光伏组件的运行模式，会影响到系统太阳能辐射接收总量，同时，还有可能会影响到光伏供电系统实际发电能力。从近年工作开展的情况来看，光伏组件运行方式主要包含固定安装与自动跟踪这两种形式。对自动跟踪系统进行研究，发现自动跟踪系统倾斜面可以接收到大量的太阳辐射，从根本上提升了整体的发电量，但也存在一定的问题。该装置相对复杂，并且电池列阵同步性较强，不论是机电控制还是机械传动，要求都比较高，且系统在正式投入运行之后，维护成本要比传统系统高很多。该系统构建所要使用到的电池组件数量比较多，需要占用较大的场地，场地的占有面积要明显超过固定式安装模式所占有的场地面积。自动跟踪系统运行需要消耗电量，且内部逆变器大多数情况下都是通过并联分布的形式进行布置，很难对其进行全面、集中控制，所以固定式逆变器方面的资金投入量比较大。虽然可以通过安装跟踪设备的形式来使其获取更多的太阳能，并利用这些太阳能来产生经济效益，但是与多支出的成本对比不值一提。
3逆变器的选择
逆变器主要是利用晶闸管控制其不同的导通时间，同一相上下二臂交替180°导通，将直流电转换为交流电。逆变器是将直流电转换为交流电的主要设备，按输入电源性质可分为电压型逆变器和电流型逆变器；按激磁方式可分为自激式震荡逆变器和他激式震荡逆变器；按波形可分为方波逆变器和正弦波逆变器；按交流电相数又可分为三相逆变器和单相逆变器等。经过调制、滤波、升压等环节，使其满足与市政电源相匹配的正弦波交流电源，并网供用户使用。方波逆变器主要是用于1kW及以下小容量系统，但效率较高；正弦波逆变器可用于大容量系统，如并网光伏发电系统，但效率比方波逆变器低。电压型逆变电路应在直流侧设置大容量电容器C，相当于电压源。因为当交流侧为电感性负载时，需要无功功率，直流侧电容能起到缓冲无功能量的作用。
4电气一次设计分析
4.1接入电力系统研究
接入电力系统建设之初，需要综合考虑不同地区对侧变电站接受度以及变电站和不同电站场址二者之间距离方面的需求。将X回架空线路接入到变电站中，并控制输送容量，保证输送容量在20MW，输送的距离控制在11km。
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4.2电气主接线研究
工作人员需要对电气一次35kV开关站电气接线进行设计，并且电气一次35kV开关站电气主接线包含了许多的侧接线以及部分箱式变电站、光伏电站等，同时也有一些站用电源，所以需要对目标进行综合开率。开关站35kv侧接线的接入系统电压等级是35kV，利用单母线接线的形式来进行接线处理，并在单母线接线上安装不同的高压开关柜，利用这些高压开关柜来提升系统运行质量。在对35kV箱式变电站进行处理时，使用双分裂相是变电站，并对变电站的高压测电压等级进行控制，让高压测电压等级始终处在35kV水平上，并搭配大量光伏发电单元来辅助其运行，所有的发电单元容量均等。所有发电单元都需要搭配双分裂箱式变压器来运行，并控制箱变低压侧的电压水平。
4.3光伏电站集中线路研究
通常情况下，输电线路完全可以通过电缆或者是通过架空线来进行搭设，二者中架空线美观程度比较堵，而且架空线还有可能会影响到光伏组件，导致光伏组件出现阴影，受到雷击的影响，情况严重时还有可能会受到绝缘子污闪的负面影响，导致系统难以正常运行。该运行模式的后期维护成本相对较高，整体资金与人力的消耗也比较大，明显超过电缆方案，所以绝大部分的光伏电站都会先选择电缆，并利用不同的集电线路来完成项目运行。
4.4站用电源研究
光伏电站工程项目使用三相四线制的接地系统来作为站用电源，搭配2回低压交流进线来保证电源的正常运行。其中，三相四线制接地系统主要使用单母线来对目标进行分段接线操作，并使其以正常的方式来分列运行。站内用电系统配合2个不同的站用变来保证系统的正常运行，并且不同站用变可以携带一母线，在对面重要负荷的时候，工作人员可以分别从不同的母线位置进行双回源引处理，让其中的1台站用变从母线当中进行引取，另外1台站用变可以与电源相连接，而站用电需要配备自投功能，并利用交直流一体化系统来对系统进行建设。
4.5电气设备布置
电气设备布置包括电缆布置，35kV配电装置、站用接地变成套装置布置，35kV无功补偿装置布置，站用电设备布置。①电缆布置。35kV集电电缆采用直埋敷设，直埋敷设的埋深为800mm，沟底铺细砂或筛过的土，且沿全长以砖或水泥板遮盖。②35kV配电装置、站用接地变成套装置布置。35kV配电装置采用户内成套装置KYN61-40.5开关柜；站用接地变压器成套装置采用干式无油化设备。35kV开关柜和接地变压器成套装置集中布置在设备楼一层的35kV配电装置室内。③35kV无功补偿装置布置。35kV无功补偿装置采用降压型SVG型无功补偿装置，集中布置在开关站的北侧。④站用电设备布置。本系统35kV站用变压器布置在站用配电室内，10kV站用变压器采用预装箱式变压器，布置在户外。
结语
20MW光伏发电系统和电气一次设计系统，都是维护社会供电正常化的关键组成要素，对促进社会发展，维护正常供电具有十分重要的意义。本文首先提出了20MW光伏发电系统设计模式，之后分别从多个角度，对电气一次设计问题进行了探讨，希望可以为后续工作的开展提供参考。
参考文献
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论文作者:李奔1,俞明磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/7
标签：光伏论文; 系统论文; 逆变器论文; 组件论文; 电站论文; 接线论文; 电气论文; 《电力设备》2018年第3期论文;