分布式光伏电站设计中的电气设计技术分析
作者 韦刚生
发表于 2025年3月

【摘 要】在分布式光伏电站建设过程中,电气设计技术的应用十分重要,不仅可以有效提高分布式光伏电站的运行效率,还能确保其安全运行,进而促进其长期稳定运行,为用户提供稳定电力。因此,应做好电气设计技术的应用工作,进而提高分布式光伏电站的整体设计效果。基于此,文章主要从变压器设计、逆变器设计、支架设计、光伏组件设计、电缆布线设计、绝缘协调设计、并网保护设计、一次设备接入系统设计、电气二次设计等方面进行电气设计技术的分析,旨在为分布式光伏电站电气设计工作提供参考,进一步促进分布式光伏电站安全、稳定运行。

【关键词】分布式光伏电站;电气设计技术;变压器;逆变器;绝缘协调技术

引言

分布式光伏电站主要是通过光伏组件将太阳能进行电能转换,从而形成的分布式能源获取系统。一般而言,可将分布式光伏电站建立于用户附近区域,可以有效缩短其与用户之间的电能传输距离,减少中间的电能损耗量。在分布式光伏电站电气设计中,对关键设备的选择和设计要求较高,是否科学的电气设计直接关系到分布式光伏电站的运行质量和安全,因此,设计人员应对电气设计技术加以把控,并将其应用于分布式光伏电站设计之中,不仅可以满足分布式光伏电站的正常供电功能,还能及时发现并解决故障问题,保障分布式光伏电站安全运行。

一、关键设备设计

(一)变压器设计

在分布式光伏电站电气设计工作中,变压器作为其中的关键设备,其设计工作十分重要。变压器不仅可以有效控制电压的升高和降低,还能进行电能的运输与功率的转换,其设计技术的应用十分重要。在实际工作中,变压器可根据实际需求对电压进行升高和降低处理,并将其处理后的电压传输至电力系统中,或传递至需求侧,进而实现对电能的有效传输和使用。在进行变压器设备的设计时,设计人员应做好其选型工作,科学选择变压器型号和容量,从而符合分布式光伏电站的设备运行要求,满足负载工作条件和实际功率需要。与此同时,还应做好变压器的调控设计工作,主要是对其散热装置和电流波动情况加以调整和控制,有效进行变压器的散热处理,在满足其基本电压升降功能的同时,提高电能传输效率[1]。

(二)逆变器设计

逆变器在分布式光伏电站中主要负责将直流电转化为交流电,对逆变器的合理设计可以影响分布式光伏电站的运行效率。在进行逆变器选型工作中,设计人员应对系统功率、负载参数、电压范围等相关情况进行综合考量,从而选择参数更加合理的逆变器设备,通过对逆变器设备的使用,可以直接将转化后的交流电传输至电力系统中,可以完全避免出现调峰、调频等工作,降低工作任务量。在设计逆变器时,设计人员可利用最大功率点追踪技术来提高输出功率的稳定性,从而确保在不同太阳辐射量下保证其输出功率达到最大值,进而有效提升分布式光伏电站的电能使用效率。此外,设计人员还可采用效率提升技术来提升直流变交流电的转化率,可有效降低其转换过程中的电能损失。设计人员还能运用多级拓扑结构技术来优化电子器件结构,进而延长逆变器的使用年限。为了进一步提高逆变器在运行过程中的稳定性,可为其设计交流短路保护、组串监测、漏电保护等功能,从而使其安全运行。

(三)支架设计

支架是分布式光伏电站中的重要构成部分,可分为固定支架、倾斜支架、可调式电动支架三种类型,在实际设计过程中,设计人员可根据实际情况加以判断。支架的设计与很多因素相关,其一,地形地貌因素。在支架设计过程中,设计人员可对分布式光伏电站的建设区域进行地形地貌的全面勘察,并依据该区域的地势情况进行支架高度的设计。其二,风雪荷载因素。为了保证支架在大风、大雪天气中的稳定性,设计人员可对当地的风荷载与雪荷载大小进行计算,并合理选择支架的制作材料与基本结构,才能确保支架稳定。其三,太阳能利用率。在分布式光伏电站运行过程中,支架的高度设计和倾斜角度调整对太阳能的利用率具有较大影响,因此,设计人员应根据当地的光照条件合理调整支架高度与倾斜度,确保可以在最大程度上对太阳能加以利用。

本文刊登于《消费电子》2024年12期
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