光伏发电系统交流侧关键部件的选配和安装

【摘要】现有的国际光伏发电系统标准IEC62446重点考量的是直流侧的安全和性能要求，对交流侧的要求基本没有涉及。对于光伏发电系统来说，交流侧的选型相比于直流侧更加复杂，所考虑的因素也更多。本文总结了实践工作经验中在光伏发电系统交流侧选型方面的一些要求和原则，力求为光伏发电系统设计交流侧选型提供理论指导，从而提高光伏系统整体性能的稳定性、可靠性和工作寿命。

【关键词】光伏发电系统，关键部件，选型

1 逆变器

光伏发电系统中逆变器的配置容量应于光伏方阵的安装容量相匹配，逆变器允许的最大直流输入功率应不小于其对应的光伏方阵的实际最大直流输出功率。光伏组串的最大功率工作电压变化范围应在逆变器的最大功率跟踪电压范围内。逆变器输出需配置断路器。用于并网光伏发电系统的逆变器性能应符合GF004的要求，同时符合接入公用电网相关技术要求的规定，并具有有功功率连续可调功能。用于大中型光伏发电站的逆变器还应具有低电压穿越功能。

逆变器应按型式、容量、相数、频率、冷却方式、功率因数、过载能力、温升、效率、输入输出电压、最大功率点跟踪、保护和监测功能、通信接口、防护等级等技术条件进行选择。逆变器应按环境温度、相对湿度、海拔高度、地震烈度、污染等级等使用环境条件进行校验。湿热带，工业污染严重和沿海滩涂地区使用的逆变器，应考虑潮湿，污染和盐雾的影响。

2 交流配电柜

交流配电柜检查项目应包括如下：

交流配电柜结构的防护等级设计应能满足使用环境的要求；交流配电柜的额定参数是否合适；交流配电柜应具备过载、短路、漏电保护；交流配电柜应进行可靠接地，并具有明显的接地标识，设置相应的浪涌吸收保护装置；交流配电柜的接线端子设计应能保证电缆线可靠连接，应有防松动零件，对既导电又作紧固用的紧固件，应采用铜质材料。

3 变压器

光伏发电站升压站主变压器的选择应符合DL/T5222的规定，参数宜按照GB/T6451，GB/T10228，GB20052，GB24790的规定进行选择。光伏发电站升压站主变压器的选择应符合以下要求：应优先选用自冷式，低损耗电力变压器；当无励磁调压电力变压器不能满足电力系统调压要求时，应采用有载调压电力变压器；主变压器容量可按光伏发电站的最大连续输出容量进行选取，且宜选用标准容量。

4 电气主接线

光伏发电站发电母线电压应根据接入电网的要求和光伏发电站的安装容量，经技术经济比较后确定，并宜符合以下要求：光伏发电站安装总容量小于或等于1MWp时，宜采用0.4～10kV电压等级；光伏发电站安装总容量大于1MWp，且不大于30MWp时，宜采用10kV～35kV电压等级；光伏发电站安装总容量大于30MWp时，宜采用35kV电压等级。

光伏发电站发电母线的接线方式应按本期，远景规划的安装容量，安全可靠性，运行灵活性和经济合理性等条件选择，并应符合以下要求：光伏发电站安装总容量小于或等于30MWp时，宜采用单母线接线；光伏发电站安装总容量大于30MWp时，宜采用单母线或单母线分段接地；当分段时，应采用分段断路器。

光伏发电站母线上的短路电流超过所选择的开端设备允许值时，可在母线分断回路中安装电抗器。母线分段电抗器的额定电流应按其中一段母线上所联接的最大容量的电流值选择。光伏发电站内个单元发电模块与光伏发电母线的连接方式可采用辐射式连接或T接式连接。

5 站用电系统

光伏发电站用电系统的电压宜采用380V，动力与照明网络共用的中性点直接接地，并应配备后备电源。

6 配电装置

光伏发电站的升压站（或开关站）配电装置的设计应符合DL/T5352和GB50060的规定。配电装置可采用成套式高压开关柜配置型式，也可采用户外装配式配电装置。

7 无功补偿装置

光伏发电站的无功补偿装置应按电力系统无功补偿就地平衡和便于调整电压的原则配置。无功补偿设备宜选用成套设备，可采用户内或户外布置型式，并应考虑维护和检修方便。

8 电气二次

光伏发电站控制方式宜按无人值班或少人值守的要求进行设计。光伏发电站电气设备的控制、测量和信号应符合DL/T5136的规定。电气二次设备应布置在继电器室，继电器室面积应满足设备布置和定期巡视维护的要求，并留有备用屏位。屏、柜的布置宜与配电装置间隔排列次序对应。升压站内各电压等级的断路器以及隔离开关，接地开关，有载调压的主变分接头位置及站内其它重要设备的启动（停止）等元件应在控制室内监控。

大中型光伏发电站应采用计算机监控系统，主要功能应符合以下要求：应对发电站电气设备进行安全监控；应满足电网调度自动化要求，完成遥测、遥信、遥调、遥控等远动功能；电气参数的实时监测，也可根据需要实现其它电气设备的监控操作。光伏发电站计算机监控系统的电源应安全可靠，站控层应采用交流不间断电源供电，交流不间断电源持续供电时间不宜小于1小时。

9 电缆选择和铺设

光伏发电站电缆的选择与铺设，应符合GB50217的规定。集中铺设于沟道，槽盒中电缆宜选用阻燃电缆。电缆铺设可采用直埋、电缆沟、电缆桥架、电缆线槽等方式。动力电缆和控制电缆宜分开品排列，电缆沟不得作为排水通路。

10 有功功率控制

大中型光伏发电站应配置有功功率控制系统，具有接收并自动执行电力调度部门发送的有功功率及其变化速率的控制指令，调节光伏发电站有功功率输出，控制光伏发电站停机的能力。光伏发电站有功功率变化应满足电力系统安全稳定运行的要求。在电力系统事故或紧急情况下，大中型光伏发电站应根据电力调度部门的指令快速控制其输出的有功功率，必要时可通过安全自动装置快速自动降低光伏发电站有功功率或切除光伏发电站。

11 电压与无功调节

大中型光伏发电站参与电网的电压和无功调节可采用调节光伏发电站逆变器输出的无功功率、无功补偿设备的投入量和变压器的变化等方式。大中型光伏发电站应配置无功电压控制系统，具备在其允许的容量范围内根据电力调度部门指令自动调节无功输出，参与电网电压调节的能力。接入10kV～35kV电压等级公用电网的光伏发电站，功率因素应能在超前0.98和滞后0.98范围内连续可调。小型光伏发电站输出有功功率大于其额定功率的50%时，功率因数不应小于0.98（超前或滞后）；输出有功功率在20～50%时，功率因数不应小于0.95（超前或滞后）。

12 电能质量

直接接入公用电网的光伏发电站应在并网点装设电能质量在线监测装置；接入用户侧电网的光伏发电站的电能质量监测装置应设置在关口计量点。光伏发电站接入电网后引起电网公共连接点的谐波电压畸变率以及向电网公共连接点注入的谐波电流应符合GB/T14549的规定。光伏发电站所接入的公共连接点的各次间谐波电压含有率及单个光伏发电站引起的各次谐波电压含有率应满足GB/T24337的要求。光伏发电站接入电网后，公共连接点的电压偏差应符合GB/T12325的规定。光伏发电站引起公共连接点处的电压波动和闪变应符合GB/T12326的规定。光伏发电站并网运行时，公共连接点三相电压不平衡度应符合GB/T15543的规定，向电网馈送的直流分量不应超过其交流额定值的0.5%。