分布式光伏发电系统电气设计探讨

　　作为一种新兴的能源开发手段，分布式光伏发电的作用就在于其有效缓解了我国能源短缺的问题，还能节约不可再生资源，对我国经济收益的提升具有重要意义。分布式光伏发电系统的显著特点是发电系统和用户之间有着很近的距离，一般来说，在用户所处的地区或者与用户之间较近的距离区域内会建造分布式光伏发电系统，从而能使我国输电网络数量得到进一步减少，通过光伏的阵列可以进行转换能源，建筑表层温度在很大程度上就能得到降低，最终可以充分结合起发电系统和建筑物这两个方面。本文概述了分布式光伏发电系统，并且详细的分析了分布式光伏发电系统实施的可行性，最后着重阐述了分布式光伏发电系统电气设计的要点。

　　分布式光伏发电系统概述

　　1、分布式光伏发电的内涵

　　人们越来越重视能源的利用与研发，而且近年来我国在自然可再生资源的利用方面所取得的成效也是有目共睹的，在此发展背景下，分布式光伏发电就此产生，它是一种分布式发电系统。分布式光伏发电在对光伏组件的充分利用下，对太阳能加以转换，使其被转换为电能，所以，它是一种有效的能源开发手段。分布式光伏发电可以综合利用多种能源，其发展空间十分广阔。通过大量的实践可以得到结论，分布式光伏发电的应用能促进光伏发电站的发电量得到提升，并在一定程度上还能减少电能的损耗，达到节省能源的目的。

　　2、分布式光伏发电的特点

　　可将分布式光伏发电的特点概况为以下几点：发电输出功率小、污染小、利用的土地资源少、具有较高的环保效益、损耗的电能小、余电上网等。

　　分布式光伏发电系统实施的可行性分析

　　目前，大气污染问题和世界能源危机日渐严重，随着不可替代度影响力可实现度行业关联度真实度可再生资源的逐渐减少，无疑会给环境造成很大的危害。因此，世界各国都在加强研究可再生资源，使人类获得能源的方式能得到一些改变，达到可持续发展的目的。在我国，电能损耗已经达到总电能消耗的三分之一左右，可将分布式光伏发电系统安装在建筑物的屋顶，由此可以促进太阳能的吸收。由于光伏发电无需太多的制作成本，所以，我国未来的发电系统主力军必将会是分布式光伏发电系统。

　　1、优势

　　输出功率较小是分布式光伏发电系统的一个主要优势。一个分布式光伏发电系统项目可以达到数千瓦的容量，而且分布式光伏发电系统的大小对发电的效率不会产生影响，无需太多的制作成本。分布式光伏发电系统不污染环境，运行中也没有大量的噪音产生，将其安置在建筑物楼顶对于人们的正常生活不造成影响，发电时只需太阳光照射即可，不用燃烧，与此同时，在太阳能向电能转换的过程中，任何有害垃圾均不产生，不影响环境与空气。通过利用分布式光伏发电系统，使我国用电紧张地区的情况得到了一定缓解。当前我国有风力发电、水力发电以及火力发电这三种传统的发电方式，而这几种方式都有较高的环境要求，所以有些地区就受到了限制。但是，任何地区都可以使用分布式光伏发电系统，因为太阳能可以照射到每个地区、每个角落，这就节省了很多成本。

　　2、不足

　　分布式光伏发电系统的出现有利于部分地区的电力紧张问题得到很大的缓解，但是并未彻底解决该问题。因分布式光伏发电系统较低的能量密度，分布式光伏发电系统1m2的功率是100W，有些地区因楼顶用于安装分布式光伏发电系统的面积是非常有限的，所以用电紧张问题仍旧不能从根本上得到解决。目前，我国在不断深入的研究如何利用太阳能，由此也会使分布式光伏发电系统的能量密度得到根本提高，部分地区电力不足的问题也会得到合理解决，从而能推进我国均衡发展。

　　分布式光伏发电系统电气设计的要点

　　1、设计光伏的方阵

　　在当前的光伏项目中，水泥材质的屋顶与彩钢化屋顶是两类主要的建筑载体。其中，水泥材质屋顶所具有的负载能力比较强，在经过调节阵型倾斜角和间距之后，得到的发电量最为丰富。使用水泥材质屋顶的大多数情况下，都需要屋顶的附件种类较多，在实际工作中可利用的面积并没有彩钢化屋顶大，因此，使用彩钢化屋顶时多是要借助于平行的铺设。在分布型光伏系统组件整体温度不断上升的形势下，开路电压会逐渐的减小，反之，如果组件出现温度下降的情况，就会提升开路电压。为保证在极端的环境中逆变器可以始终保持正常工作，作为设计人员就应该在设计时对当地区域可能出现的极限温度进行充分的考虑，最终所得到的串联元件数目和电压也是最佳的。

　　2、设计并网逆变器

　　在光伏并网系统中，逆变器的主要作用就在于承担着系统DC/AC的转换，而且它还对简谐波、电压、振动频率等指标的转换进行管理，是连接光伏方阵与系统的一个至关重要的元件。现阶段，在我国的电气市场中，逆变器可以分成三种：一是集中型逆变器，二是集散型逆变器，三是组串型逆变器。集散型逆变器可以达到1000kW的功率，采用了DC-DC-BOOST增压和DC-AC逆变的量级电子器件转换，有较大的体积，在室内一般选用的多是立式安装法。集中型的逆变器一般可达到100kW~630kW之内的功率，有着较大的体积，如果在室内对其进行安装，则比较适用的方法就是立式安装法。相比这两种逆变器来说，组串型逆变器的功率低于80kW，而且体积较小，使用模块化的设计方案，用壁挂法直接安装在室外，这样就能使组串之间不同模块产生的影响得到避免，使逆变器与最优工作点无法匹配的问题能尽量减少。另外，组串型逆变器有很小的体积，所以在对其进行搬运和安装时，不会出现人力浪费的情况，能简化施工步骤，土地占用面积就能得到根本减少。

　　3、设计并网方式

　　基于设计并网方式的过程中，应该严格的按照我国相关行业规定进行，综合考虑不同类型的电能质量和电压等级，结合接入光伏发电系统的电压等级可以将光伏发电站分为三个类型：大、中以及小型的光伏发电站。大型的光伏电站接入的电网等级为66kV或以上；大多数中型的光伏发电站都接入的是10kV~35kV的电网；而小型的光伏发电站则接入的是0.4kV的电网。由此可见，并网电压等级的确定必须要结合起电网的实际条件，从经济角度进行合理分析，如果在接入高、低等级的两种电压都可以的情况下，那么低电压接入可作为首选，以便成本投入能够得到降低。

　　4、设计组件

　　在现阶段，光伏组件有三类：一是非晶体硅的电池元件；二是单晶体硅的电池元件；三是多晶体硅的电池元件。非晶体硅的电池元件并不具备较强的光电转换能力，还没有完全的稳定，虽然其他方面与世界先进标准并没有太大差距，但是仍在某些时候会有转换能力下降等问题随之产生，所以使用并不广泛；在近几年，晶体硅因其所具有的光电转换能力较强，而且使用周期长，所以被大面积使用。在晶体硅组件主要有两种体硅：单晶体硅和多晶体硅，单晶体硅的光电转换能力更强一些，如果在功率同等的情况下，单晶体硅总使用面积要比多晶体硅小。虽然某些方面有差异存在，但是在一些重要的指标上，两者基本没有本质差别，执行规则也基本一致。因此，可以任意的在工程中进行使用。结语总之，通过以上分析可知，作为一种新兴的能源研发手段，分布式光伏发电系统对太阳能资源进行了合理的利用，其应用前景较好。分布式光伏发电系统的电气射进组件连接电气设计、并网逆变器选型的优化发展，有效的推进了分布式光伏发电系统的创新与改革。如今，建设分布式光伏发电系统已经成为我国建设的一项重要内容，由此也指明了我国电力企业的发展方向。

　　作者：夏鼎