光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化管理

【摘要】目前，國家大力的提倡節(jié)能環(huán)保設(shè)備的安裝使用，光伏發(fā)電得到了國家政府的大力支持，所以光伏技術(shù)有了很大的發(fā)展，但是目前的光伏發(fā)電仍存在一些問題，尤其是在電氣設(shè)計上，這里既要考慮地理環(huán)境因素愛要考慮如何與原有的電氣系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，本文重點研究了光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)的設(shè)計方法，以及電氣設(shè)計系統(tǒng)優(yōu)化的管理方法思路，希望為今后的光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)設(shè)計起到指導(dǎo)性的意義。

【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電；電氣系統(tǒng)；優(yōu)化管理；發(fā)展趨勢

引言

自改革開放以來，我國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，近幾年來節(jié)能環(huán)保的話題越來越受到國家的重視。光伏是一種清潔環(huán)保的可再生資源，近幾年得到了很快的發(fā)展，并且在2015年9月25日可再生資源電價的征收標(biāo)準(zhǔn)中進一步的提出了光伏發(fā)電的政策，一定程度上極大地促進了光伏發(fā)電的推廣和急速發(fā)展。在實踐中，很多領(lǐng)域已經(jīng)投入了大量的資金進行設(shè)計發(fā)展，比如建筑工程中，光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)已經(jīng)成為一種新的發(fā)展模式；2007年藍天下的德國寶馬在第五里面安裝了3660塊光伏電池板，極大地提高了功率的利用；日本的三洋集團建成太陽方舟，設(shè)計使用5016塊光伏電池板設(shè)計功率更是得到了極大提高。

隨著我國政府對光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的大力支持外，大量的民間資金也開始流入光伏產(chǎn)業(yè)中去，近兩年我國的光伏產(chǎn)業(yè)和技術(shù)都得到了很大的進步與發(fā)展?，F(xiàn)今階段光伏不僅應(yīng)用在了工業(yè)，企業(yè)的生產(chǎn)中，而且很多的家庭也開始使用光伏進行節(jié)能，因此光伏的使用也直接的影響著工業(yè)、企業(yè)的發(fā)展運行還關(guān)系到人們的生命財產(chǎn)安全，因此合理的光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)設(shè)計有著重要的意義。

1、光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)的設(shè)計

光伏發(fā)電系統(tǒng)就是將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的過程，充分的被工業(yè)企業(yè)和人群所利用，一般情況下，該系統(tǒng)的電氣設(shè)計應(yīng)滿足如下設(shè)計要求：

1.1 光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)設(shè)計需要與原有設(shè)計或者已經(jīng)規(guī)劃好的電氣設(shè)計相協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)相互影響和干擾的情況，在不破壞原有設(shè)施的基礎(chǔ)上進行光伏電氣設(shè)備的進行優(yōu)化和提升。在考慮光伏發(fā)電具有的特點使，要充分的考慮建設(shè)地點的地理環(huán)境、以及氣候條件，在此基礎(chǔ)上進行設(shè)備的選擇和零部件的選擇，合理的設(shè)計光伏的朝向、布局、間距等條件。根據(jù)需求的不同，準(zhǔn)確的計算電能的需求量，合理選擇裝機容量及布置組數(shù)，以及所能提供的電量。

1.2 光伏方陣的設(shè)計。充分的考慮建設(shè)地點的氣候條件和陽光的強度和能量是光伏方陣的設(shè)計基礎(chǔ)和前提，根據(jù)地理條件以及陽光量的不同合理的布置組片的朝向以及角度，在角度大于10度的時候還要考慮組片上的積水和積雪處理問題，確保發(fā)電系統(tǒng)的正常運行，保證系統(tǒng)的有效性。

1.3 逆變器的設(shè)計。在光伏方陣的朝向和間距一致的系統(tǒng)中我們一般采用集中逆變方式，在朝向和間距不同的情況下往往會出現(xiàn)部分遮擋的現(xiàn)象，我們經(jīng)常的采用分散的逆變方式。這兩種逆變的方式有很大的區(qū)別，前者具有安裝方便快捷，后期的維護比較方便，初始成本不會太高，輸出方面還會比較大，但是這種方式在出現(xiàn)問題的時候，整個系統(tǒng)都會出現(xiàn)故障，因此維修有很大的麻煩，故障的排除工作量較大。后者的陳本比較高，部分系統(tǒng)出現(xiàn)問題時不會影響到整個系統(tǒng)，而且在維護維修中比較方便。根據(jù)需求的不同我們酌情的考慮選擇合適的逆變器系統(tǒng)。

1.4 光伏接線箱。光伏接線箱一般設(shè)置在利于后期檢修的位置上，作為連接線箱，它的防護等級不得低于IP54，并且要求本身帶有數(shù)據(jù)的采集功能，數(shù)據(jù)采集箱的保護不得低于IP65。再出現(xiàn)故障的時候，我們通過并網(wǎng)配電箱分別進行兩網(wǎng)脫離工作，充分的保證維修人員的人身安全。

1.5 光伏系統(tǒng)保護。光伏系統(tǒng)很容易受到雷擊的影響，因此在設(shè)計上應(yīng)該充分的設(shè)計避雷針以及避雷帶。除此之外對于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)雷，在設(shè)計時不僅要考慮光伏系統(tǒng)的防雷設(shè)計，還要考慮在建筑物上安裝時，避免破換原建筑物屋頂?shù)姆浪氨馗魺釋?。根?jù)建筑物的屋面是否為上人屋面，合理的設(shè)計光伏系統(tǒng)的承重結(jié)構(gòu)。

1.6 直流線纜的敷設(shè)。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)容易受到外界環(huán)境的影響，因此對線纜的敷設(shè)要求條件比較高，比如抗高溫，紫外線，防蟲等。線纜的承壓能力一定要大于系統(tǒng)的產(chǎn)電能力，同時，在敷設(shè)時，避免與外界的不同電纜之間距離過近，直流的電纜盡量多的敷設(shè)在室外，這樣可以有效的降低敷設(shè)成本。

2、設(shè)計優(yōu)化設(shè)計方向

智能電網(wǎng)和微電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的最前瞻的方向，也是光伏發(fā)電未來的必經(jīng)之路，在光伏電氣系統(tǒng)優(yōu)化上，不僅要對目前階段技術(shù)的改革，還要國家對光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化的大力支持，從而促進智能電網(wǎng)和微電網(wǎng)的發(fā)展。

2.1 智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的發(fā)展是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展的必然選擇，通過在光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)中加入人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的邏輯推理系統(tǒng)，對光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)的設(shè)備，線路進行時時的監(jiān)控，及時的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的中的故障，以及第一時間進行故障處理，保護各個零部件的正常運行，從而保證整個系統(tǒng)的正常運行，從而保證整個系統(tǒng)的安全性能。同時通過人工智能系統(tǒng)的干預(yù)和處理，必要的時候可以節(jié)能處理，有效的實現(xiàn)節(jié)能自動化的實現(xiàn)，更利于節(jié)省電能資源，減少運輸過程中的損耗，更是有效實施可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

2.2 微電網(wǎng)。微電網(wǎng)是通過本地分布式光伏發(fā)電，向附近負荷提供電能的特殊電網(wǎng)。相對于傳統(tǒng)的電源而言，具備高獨立性、高操控性。微電網(wǎng)不僅可以獨立自主運行，還可以并入主網(wǎng)，與其他電源一起工作。尤其是對于光伏發(fā)電而言，白天的發(fā)電量較大，但使用較少，就可以通過并入主網(wǎng)，將電能提供給附近的工廠等，從而有效利用能源。

3、總結(jié)

光伏發(fā)電雖然在我國都已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但是仍然存在很多不足，系統(tǒng)的設(shè)計還需要不斷地進行完善，隨著我國政府的大力支持與拓展，人工智能和微電網(wǎng)必然會是光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)設(shè)計的必然趨勢，因此政府更需要大力的支持輔助，降低個人建設(shè)光伏電站的成本建設(shè)，長遠的老驢更是實現(xiàn)綠色節(jié)能，堅持可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。因此通過本文的研究，對今后的光伏發(fā)電電氣系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的意義。

參考文獻：

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