光伏电站接入系统方案分析

杨阳

(国网江苏省电力有限公司南通供电分公司,江苏南通，226000)

0 引言

我国的光伏产业在国家的支持下得到了迅速的发展。光伏电站的建立对电网电能质量产生了一定的影响。但是，由于光伏电站还不够完善，在设计方面还存在许多问题，这就需要国家从全局出发，不断加强对光伏系统的研究，提高光伏系统的效率。

1 系统构成

光伏电站系统普遍通过光伏组件、直流配电柜、低压交流柜等高压交流柜以及电缆形成多级汇流并网系统构成。光伏中的光福阵列汇流箱能够对太阳能电池组件有维系作用。这个装置可以保证光伏系统维护和检查的时候更容易分离电路，当光伏组件出现问题时，尽可能的退出系统实时保护作用。光伏阵列汇流箱可以通过汇流之后经过电缆连续到机房的直流配电柜，实行第二次会流。直流配电柜把第二次汇流后的电通过电缆送到并网逆变器相，再通过转化与相位经过升压之后完成并网发电效果[1]。

2 光伏电站概况及特性分析

2.1 光伏电站出力和电量变化

光伏电站在输出功率时具有随机波动的特点，或者在变化的过程中会出现天气突变等状况，这些不确定的因素也会短时间内对于光伏电站的输出功率造成一定的影响。所以这就要求在光伏电站接入电网时，必然会给电网的可靠性、稳定性带来许多的问题，而且对于电网的调节增加难度影响传统开机方式和调度方式。所以在光伏电站接入电网之前要进行预测，预测在接入后会出现的一些状况。对于这些状况，一定要了解清楚，及时的做出反映，寻找更加适合的解决措施，提高电网的运行稳定性。

2.2 对光伏电站的影响因素进行预测

要想保证光伏电站在接入电网时有一个正确的预测，就必须实现对实测光伏电站所在区域的气象的参数和电气的参数了如指掌。实时的对光伏电站所在的区域进行气象检测，一旦发现异况及时的报告，以防备出现问题并准备好解决措施。对于光伏电站所在的地区的全年总辐射、净辐射、直接辐射和反射辐射仪及气温，风速，气压，降水等数据都必须做到精确的测量和分析。通过对这些数据的分析来保证光伏电站能够及时的应对突发状况，能够保证电站的稳定运行。

3 光伏组件的安装

光伏组件是通过数量较大的硅电池和薄膜电池结合而成。光伏组件对于太阳能辐射转化为电能有很重要的作用。由于材料研究技术的障碍，太阳能电池在转化效率上提高十分的困难，所以必须通过光伏组件的安装来进行提高。但是安装光伏组件也要考虑到实际的情况，因为影响它的因素有很多种，比如地区的经纬度，地理地质，建筑方向等都可能影响到光伏组件的工作效率[2]。所以说，光伏组件也不是随便的安装的，要考虑到让他尽可能的受到阳光的辐射，更多的发挥作用。

3.1 光伏组件的安装倾角

在地理上我们都学过，一年之内太阳的直射点会在南北回归线之间发生变化，所以不同的时间，地球的赤道面与黄道面之间夹角是不同的，地面所受到的阳光的直射范围也是不同的。一个地点的各个季节所受到的阳光辐射角度会不断的变化，面积也会从小到大，从大到小之间反复的改变。所以在光伏组件安装倾角时不能只按照经纬度数。如果这样做的话，他们在不同的季节接受到的辐射量肯定会不同，在夏季接受的多的话可能在冬季和秋季接受的就会很少。所以光伏组件在安装时倾角应根据各地区不同的实际情况，使得在安装过后他能够接受到太阳辐射量最大。

4 光伏电站系统设计方案分析

4.1 光伏电站接入系统方案

桃子光伏电站送出电力为10 MW，联网电压等级为66kV[3]。按经济电流密度选择输电线路的导线截面积，即

S＝P/3JUeλ

式中：S为导线截面积；J为经济电流密度；P为光伏电站输出功率；Ue为电网电压；λ为功率因数。

通过这种传输方式，可以提升导线的经济输送容量和极限输送容量。桃子光伏电伏的外部条件，可以有两个工程的接入方案。两种方案都可以采用t接线方式，通过这两种方案从而保证电量的输送要求。

4.2 接入系统潮流分析

桃子光伏电站两种联网方式的潮流分布都可以达到正常工作的要求和运行要求。方案一的网络损耗为5.73MW+j9.48MW，有效值为11.077MW；方案二的网络损耗为6.01MW+j8.89MW，有效值为10.731MW。由此可知方案二的网络损耗稍小。

4.3 光伏接入对电能质量的影响。

光伏并网时对电能质量影响主要体现在电压和谐波上。随着科学技术不断发展，我国对于光伏接入越来越重视，目前国内外关注的重点主要是电能质量调节功能的光伏并网系统，研究的内容包括利用有源滤波器抑制无功与谐波电流，改进并联控制器补偿电压质量等，具体如下图1所示。

图1 光伏接入对电能质量提高的方案

4.4 接入系统设计原则

不同的地区对于光伏电站的接入系统有不同的原则，根据发电厂在系统中的地位和作用，按照电网电压等级合理分层，将不同规模的发电厂的复合接入相应的电力网络。而且，光伏电站在建设的过程中，会受到天气和光照因素的影响，所以要根据实际情况，在接入中选择最适合的原则，具体如下图2所示。波动比较大，而且储存量低的情况是就要分散接入电网变电器。另一方面，在接入系统设计时要考虑到远近结合的方案。不能出现浪费资源，重复建设的现象，保证能够合理的利用资源。

5 设计规范

当下，我国国内的研究部门正在对中国光伏电站设计方法的标准进行研究。通过研究，选择更合适的方法加强我国电站的工作效率。这项工作需要长时间的运行经历的积累，再借助当下的测评技术和优化技术，形成一道科学的光伏电站设计方案[4]。对于我国的光伏电站的发展有很大的推动作用，能够促进我国光伏电站各个部门的优化，从而引导光伏电站的建设完善与开展，从而保证我国光伏电站系统事业的快速进步。

我国在光伏电站事业的发展中还存在许多的问题，所以要通过这种设计规范，来形成一个光伏电站设计方案所需要的标准。这种规范的形成可以使得今后我国的光伏电站更加标准化，满足成本和效率的需求，使得光伏电站的结构，设备在选择的过程中能够更加的完善，保证我国的光伏电站系统能够正常的运行和更快速度的发展。

6 总结

我国越来越重视对新能源的发展，并且新能源在我国已得到了很广泛的应用。光伏电站系统作为无污染、可重复利用的能源，深受人们的喜爱。但是在光伏电站系统设计方案中还存在一定的问题，所以要想我国的光伏电站系统更加成熟，就要加强方案的规范性和标准性。本文通过对光伏电站系统方案的分析，了解到了适合我国电站系统的设计方案，让我国的光伏系统设计可以顺利的进行，保证我国的电力事业能够快速发展。

图2 光伏电站接入系统