大型光伏电站光伏发电系统方案设计

大型光伏电站光伏发电系统方案设计

范玉升 马洪武

山东安迅电力运维有限公司 ,山东 潍坊 261000

摘要：近年来，我国的光伏电站行业的发展迅速，随着近几年大型光伏电站在我国的迅速发展，对光伏电站光伏发电系统的技术方案提出了更高的要求。文章介绍光伏发电系统的构成，并依托某大型光伏发电项目，在太阳能电池组件型式参数的选择、光伏方阵安装方式、逆变器型式参数的选择、光伏子阵容量、光伏系统容配比、光伏发电系统配置及接线等方面对大型光伏电站光伏发电系统方案进行研究论证，确定光伏发电系统设计方案。

关键词：大型光伏电站；光伏发电系统；方案设计

1新能源光伏发电站项目建设的重要性

1.1有利于环保发电

太阳能是光伏发电站唯一的能源供给，不仅不会产生噪声和污染，而且突破了地域限制，取之不尽，用之不竭。同火力发电、水力发电相比，太阳能发电不需要太多大型机械设备的参与，减少了电能在设备上的消耗和浪费，可直接输送到用电设施，符合当下环保发电的标准和要求。

1.1提高电力转化率

光伏发电是将光能直接转化为太阳能的技术，利用半导体界面的光生伏特效应。该技术能降低太阳能在发电过程中的无用损耗，电力转化率超过80%。作为重要的可再生能源，太阳能可改善当下全球能源紧缺的状况，避免国家之间因争夺资源引发的“价格战”。光伏发电不需要对发电设备降热散温，不会受到地理条件的束缚，可在地广人稀的地区开展，极大节约了土地资源；同传统发电站相比，光伏发电的流程和环节更加简便，省略了很多复杂的步骤，节约了人力、物力和财力指出，维护机械设备的成本大大缩减。在太阳能转化为电能的过程中，晶体硅作为电力储存设备起到了关键作用。晶体硅结构简单，在运输中不需要配备太多防护措施，大大节约运输成本；使用年限较长，正常运转时间长达30年，极大节省了材料上的成本开支。

2光伏发电与并网技术的具体内容分析

2.1关于太阳能电池技术的分析

光伏电池是整个光伏发电技术的应用核心。随着近年来国内科学技术水平的不断进步，光伏电池也前后历经了多次的改良。最初一代的光伏电池通过采用硅原料来进行工作，其缺陷主要表现在材料成本偏高，电能损耗程度也相对较高；随着光伏发电技术应用范围的逐步扩大，第二代光伏电池相继出现，该类电池采用非硅类的材料作为其衬底，这样一来，能够在减少原料成本的同时大大降低对电能的损耗程度；此外，目前最新型的光伏发电系统所采用光伏电池的则主要由薄膜电池及继晶体硅构成，该类电池的设计能够更好地提升其工作过程中的光伏转换效率。

2.2关于反孤岛保护技术的分析

所谓孤岛效应，即当电网系统内部出现突发状况时，会发生供电中断的情况，但与此同时，发电系统仍保持着负载电压的运行供电模式，并源源不断地进行输出，这就将最终形成独立的孤岛模式。若孤岛效应未能及时得到监测和控制，就会导致系统内部的电频及电压出现问题，从而对用户的设备及工作人员的人身安全造成极大的威胁。针对孤岛效应问题，可以通过利用反孤岛保护技术来进行解决。反孤岛保护技术的科学应用，能够及时在系统电网故障发生的第一时间强制其转为停机状态，从而能够有效防止发电系统持续运行情况的出现。从形式上来看，反孤岛保护技术主要包括远程法、电压扰动法及频率扰动法等，该类技术的应用能够快捷有效地解决光伏电网系统的孤岛效应问题，从整体上提升了电网系统的稳定性及安全性。

2.3关于光伏发电及并网施工技术的分析

一是及时做好施工前的准备，即提前完成施工现场的具体定位、结构焊接、设备安放以及并网调试等工作；二是要加强工程施工全过程的安全管理，及时做好光伏屋面的清洁工作，并要求技术人员严格按照规范图纸来逐步进行操作；三是在太阳能电池板的安装环节，工作人员应提前做好电池质量的检验工作，对开路电压进行准确的测量和记录，同时还应对电缆材料距离进行合理的控制，以保障整个安装过程人员及设备的安全；四是在并网的调试过程中，工作人员应全面做好所有设备运行情况的核对工作，并对系统内部各类参数进行实时的监测控制，只有在确保系统一切功能及状态处于稳定的前提下，才可以正式启动运行并网系统。

2.4关于太阳能聚光光伏技术的分析

太阳能聚光光伏技术的科学应用，能够在一定程度上降低太阳照射到地表过程中所产生的能量损耗，从整体上进一步提升太阳能的利用效率。所谓聚光光伏技术，其实质就是通过采用特殊的技术手段，将太阳光能够集中分布于聚光电池中，从而有效提升太阳的辐射强度。太阳能聚光光伏技术的应用，不仅能够促进系统完成最终生产目标的，还能有效降低生产过程中的成本投入。聚光器作为太阳能聚光光伏技术的核心设备，其主要工作就是就是进一步完成对太阳能的加热。当聚光器温度达到一定标准后，系统将实现太阳能向光热能的转化。在此之后，系统将通过相应设备将光热能转移至太阳能电池，便能够有效达到光能与电能的有效转换，从而使光伏发电技术的实际作用得到充分发挥。

2.5加强资金控制

与传统火力发电、水力发电项目相比，光伏发电需要有更高水平的技术支持、专业素养更高的研究团队和项目经验更丰富的建设团队，需要投入更多的物力、财力和人力，其建设周期会比一般发发电项目更长。如果出现一些微小失误，可能会直接导致几十万或上千万投入的资金打了水漂，没有起到任何作用。所以在运用资金时应秉持着前紧后松的原则，在施工前期压缩成本开支，尽量减少不必要的资金浪费，以备在施工后期还留有充足的资金以应对突发状况。

结语

通过了解光伏电站主要设备的市场情况及发展趋势，并根据光伏电站的规划容量以及场站地太阳能资源情况、气候条件、场地面积与地形条件等因素，经过技术经济比较，合理选择光伏组件型式参数与安装方式、逆变器型式参数、光伏发电系统容配比、光伏子方阵方案等，最终确定光伏发电系统方案，以保证光伏电站技术水平和安全可靠，合理降低项目成本，提高光伏发电项目的经济性。

参考文献

［1］戚忠华.新能源光伏发电站项目建设管理思考［J］.科技风，2020，（19）：3.

［2］郭经州.浅析光伏发电技术在废弃矿山中的应用［J］.能源与环境，2020，（1）：68-69.