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摘要：
本研究針對1MW的光伏并網發電站工程，采用分塊發電、集中并網的發電方式。并結合工程實例，對該工程總光伏組件、并網逆變器、匯流箱等電氣組件的性能和設計參數，以及設備選型進行了研究分析。
關鍵詞：
光伏并網發電站；研究；設計
1引言
近年來，我國面臨能源嚴重缺乏的嚴峻形勢。國家對于新能源的開發越來越重視。光伏發電是新能源利用的一個重要途徑，在我國獲得了飛速的進展。有數據顯示，2013年，我國就已一躍成為世界最大光伏裝機容量市場[1]。經過100多年的發展，光伏發電系統在生產工藝技術上得到了飛躍的發展。當前，我國太陽能電池多采用多晶硅電池組件。本研究以山東某地1MW光伏并網發電站建設項目為研究對象，設計了該項目的光伏發電系統，以及接入當地電網的方案。
2光伏并網發電系統
（1）光伏并網發電系統設計。本研究以山東某地的光伏并網發電站工程為例。該光伏發電站的裝機容量為1MW。設計采用分塊發電、集中并網的發電方式，將整個光伏陣列分為4個發電單元。每個單元的裝機容量為250KW。之后將光伏陣列所產電能接入0.4KV低壓配電柜，該配電柜設置于新建的10KV變電站中。對所產電能使用變壓器升壓裝置進行升壓后接入當地10KV中壓交流電網。該光伏并網發電站工程還配置了1套監控裝置。監控裝置的作用是用來對發電系統運行情況和參數的監控。1）光伏陣列。光伏陣列的效率與太陽輻照強度有關，也與光伏組件排列方陣的方式也有關。本研究中光伏發電工程采用的是江蘇林洋新能源科技有限公司生產的LYGF-Ca250P型號的250WP多晶硅雙玻光伏組件，裝機1MW共需要4000塊。該250WP組件在開路的狀態下其端電壓可達37.20V，短路電流為8.84A。正常運行時電壓為30.06V，其工作電流可達8.32A，將該光伏發電站的光伏陣列分4個250KW的單元，每個單元包含1000塊組件。以20塊250WP光伏組件為一個子串列，每個單元共需設置50串。2）并網逆變器。該光伏并網發電工程對整個發電站配備了4臺SG250K3并網逆變器。其中，每個發電單元配備1臺。該并網逆變器的額定功率為250KW，效率為97.3%。該并網逆變器可在450Vdc～880Vdc的輸入電壓之內進行正常運行。其最大開路電壓和輸入電流分別為900V和600A。同時，SG250K3并網逆變器還具備防孤島效應、對過載過熱進行防護等功能。（2）太陽能電池組件設計。在大型光伏電站中，常選用較大功率的電池組件。本研究中選用的是LYGF-Ca250P型號的250WP多晶硅雙玻光伏組件，其工作電壓為30.06V。而該光伏組件的開路電壓為37.20V。根據本工程所選的逆變器參數，其可正常運行的輸入電壓在450Vdc～880Vdc之間。而它的最大的開路電壓是900V。因此，每個光伏陣列可選用15-29塊電池組件進行串聯。本工程選擇20個電池組件進行串聯。每個光伏陣列的正常運行時的電壓是20×30.06=601.2V，開路電壓是744V，處于本工程所選的逆變器的正常工作電壓范圍內。整個光伏并網發電站需配置4000塊250Wp的電池組件。每50個子串列組成的發電單元各包含有1000塊的電池組件。4個發電單元組成一個完整的光伏陣列。每個發電單元以20塊組件為一個子串列，共有50串子串列。（3）匯流箱的設計。為減少光伏陣列和并網逆變器之間連線的數量，同時也減少線路間的損耗，便于維護，在室外設置光伏陣列防雷匯流箱[2]。本研究設計的匯流箱采用特變電工產的防反型TH0810/1000-AD光伏直流匯流箱，該匯流箱最大可接入8路光伏串列，最大單路直流輸入電流可達15A，最大直流輸入電壓可達1000V。該工程設計每個匯流箱接入5路電池串，每50串子串列構成的并網單元需配置10臺匯流箱。那么，整個1MW光伏并網發電系統共需配置40臺匯流箱。配置了高壓防雷器，可安裝于室外，防護等級為IP65。（4）直流防雷配電柜的設計。利用光伏陣列防雷匯流箱的匯流作用，對該工程光伏陣列所產的電能第一次匯流。之后接入直流防雷配電柜中進行第二次總匯流。該工程設計每50串子串列構成的并網單元需配置10臺光伏陣列防雷匯流箱。同時，每個直流配電柜可接入5臺光伏陣列防雷匯流箱，電流經直流配電柜匯流后接至LYGF-Ca250P逆變器。那么，整個光伏并網發電站共需配置8臺直流防雷配電柜。（5）交流配電柜的設計。本研究的光伏發電站中，光伏陣列產生的電能被接入并網逆變器中。電能經并網逆變器轉換后輸出，經線纜接入交流配電柜中。電能經交流配電柜輸出接入升壓變壓器的0.4KV側?？赏ㄟ^配電柜中的交流電網電壓表和輸出電流表，觀察電網電壓和電流的變化。該工程所發電能經并網逆變器后輸出的交流電壓為0.4KV，由變壓器升壓后接入10KV電網中。該光伏并網發電工程中選用1臺1500KVA的升壓變壓器對輸入電壓進行升壓。該工程所選定的交流柜設置了交流斷路器。在交流柜的輸出母線上還配備了交流防雷器，以防止在雷雨天氣被損壞。在本工程中設計了4個交流配電柜。
3系統接入電網設計
本方案采用的LYGF-Ca250P型并網逆變器所輸出的電可直接接入三相低壓交流電網。由于該工程需要將所發的電最終接入10KV電網，所以該光伏并網發電站配套建設了1座10KV升壓站。 該工程光伏發電站配置的4臺LYGF-Ca250P并網逆變器的交流輸出電流直接接入交流配電柜的0.4KV開關柜。匯流后由10KV主變進行升壓接入10KV開關柜。最后，將電能接入10KV中壓交流電網，從而最終實現系統的并網發電功能。
4監控系統裝置設計
對于該光伏并網發電站工程，設計了一套監控系統對整個發電系統進行實時監控。監控系統主要是由高性能工業控制的PC機來實施。監控軟件采用RS485的通訊方式，并連續不間斷地對于逆變器的運行狀態進行監控，對數據進行監測。
5結論
本研究針對1MW的光伏并網發電站工程，采用分塊發電、集中并網的發電方式。該發電工程選用LYGF-Ca250P的250WP多晶硅雙玻光伏組件，共4000塊；光伏陣列排列形式為20塊×50串；系統設置4臺SG250K3并網逆變器；所發的電最終被接入10KV電網。
參考文獻：
[1]劉陽.光伏發電場電氣設備選型簡述[J].林業科技情報,2015,47(03):92-94.
[2]馬燕,陳紅.芻議20MW光伏發電系統和電氣一次設計[J].華東科技:學術版,2016(08):162,171.
作者:郭楊 陸文俊 單位:江蘇林洋新能源科技有限公司