大型光伏电站光伏发电系统方案设计.pdf

大型光伏电站光伏发电系统方案设计

摘要：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

引言

作为工业和人口大国，我国对能源的需求只增不减。为保障工业正常运转，

满足人民生活、生产需求，新能源光伏发电应运而生。新能源光伏发电不仅补充

完善了电力行业建设，还缓解了能源供应紧张，避免了对生态环境的污染和破坏，

极大促进了新能源的开发和利用。

1光伏发电系统的构成

大型光伏电站光伏发电系统一般采用多级汇流、分散逆变、集中并网系统。

在集中式并网光伏电站中，太阳能通过太阳能电池组成的光伏阵列转换成直流电，

直流电经过逆变器转换成交流电，再通过升压变压器升压汇流送出并接入电网。

光伏发电系统包含若干光伏发电子系统。光伏发电系统主要由光伏方阵、逆变器

及就地箱式升压变压器三大部分组成。本文将依托某大型光伏发电项目，对光伏

发电系统方案设计进行论述。

2新能源光伏发电站项目建设的重要性

2.1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。

2.2提高电力转化率

光伏发电是将光能直接转化为电能的技术，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

财力支出，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，铜铟

镓硒发电玻璃作为电力发电设备起到了关键作用。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。

3优化措施分析

3.1逆变器的选择

光伏电站光伏区逆变器配置方案主要两种:组串式逆变器方案、集中式逆变

器方案。

组串式逆变器基于智能模块化的概念，将光伏方阵中的每个光伏组串连接至

一台指定的逆变器直流输入端，多个光伏组串和逆变器模块化地组合在一起，所

有逆变器在交流输出端并联，完成将直流电转换为交流电。组串式逆变器主要优

点是不受组串间光伏电池组件性能差异和局部遮影的影响，可以处理不同朝向和

不同型号的光伏组件，也可以避免部分光伏组件上有阴影时造成巨大的电量损失。

这些优势不仅降低了发电系统成本，也增强了发电系统的可靠性。组串式逆变器

有强大的保护功能，且能规避某一串直流短路能量倒灌的问题，没有集中式逆变

器难以解决的直流故障问题。组串式逆变器结构简单，安装简便，设备小、占地

少，配置灵活，阵列失配损失小，通过多路MPPT的功率跟踪，可将此损耗降至

最低，效率更高，将其应用于地面光伏电站，具有高发电量、高可靠性、安全性

高、易安装维护等优点。目前许多大型光伏电站使用组串式逆变器。

集中式逆变器是多路并行的光伏组串经过汇流后连接到逆变器直流输入端，

集中完成将直流电转换为交流电。集中式逆变器特点是系统集成度高，功率密度

大，成本低，谐波含量少，直流分量少，电能质量高。但由于不同光伏组串的输

出电压、电流往往不完全匹配(特别是组件因多云、树荫、污渍等原因被部分遮

挡时)，采用集中式逆变的方式会导致逆变过程的效率降低和电性能的下降，而

且整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作状态不良的影响;同时集中

式的方式无法适应多样化的场景和需求。集中式逆变器相对适用于地形平坦的大

型地面光伏电站。通过技术经济比较，本项目采用组串式逆变器方案无论是在初

期建设还是在后期运维上，优势都明显;同时，项目选择地块兼有平地与坡地，

不适合采用集中式逆变器。因此，本项目采用组串式逆变器方案。

3.2光伏发电系统容配比

容配比是指光