分布式并网光伏发电系统是一种将太阳能转化为电能并直接接入电网的可再生能源发电系统。它的主要组成部分包括屋顶光伏组件阵列、光伏阵列汇流箱、直流配电柜、逆变器、低压交流柜、升压变压器、高压交流柜及电缆等,构成了从直流侧的汇流、逆变、升压到并网发电的多级系统。
在设计分布式并网光伏发电系统时,需要考虑的几个关键因素包括:
1. 光伏组件的安装倾角:由于地球赤道面和黄道面存在夹角,太阳直射点在一年内会在南、北回归线之间变化。因此,光伏组件安装的倾角需要根据工程所在地的经纬度、地形、建筑朝向等因素来确定,以使组件尽可能多地接收阳光辐射。根据中国气象中心发布的数据,不同地区的光伏组件最佳安装倾角也不相同。设计时,不能简单地以当地纬度或最低月份的太阳辐射角度作为依据,而应考虑全年平均太阳辐射量。
2. 光伏组件的安装间距:分布式光伏发电系统受限于场地,通常需要分前后排安装光伏组件。组件之间的距离需要保证全年最不利日(如冬至日)在特定时间段内不相互遮挡阳光。安装间距的计算依赖于组件安装的地理位置、太阳运行的轨迹以及地形情况。
3. 减小光伏发电系统直流侧线路压降:通过科学计算和合理设计,减少光伏发电系统直流侧的线路压降,以提高整个系统的发电效率。这涉及到电缆的选择、电流的计算和线路布局的优化。
4. 防雷及浪涌保护措施:由于光伏发电系统暴露在户外,防雷和浪涌保护成为系统设计的关键环节。这涉及到系统接地、浪涌保护器的设置和避雷针的配置等多个方面。
5. 开关站设计问题:开关站是光伏发电系统并网的关键部分,设计时需要关注其技术规范和功能实现,包括但不限于电气设备的选择、控制系统的构建、安全性能的保障等方面。
6. 直流线路短路保护的规范规定:在直流线路的设计和保护措施方面,存在一些现行规范和标准,但可能存在疑问和不完善之处。设计者需要对这些问题提出疑问,并给出相应的改进建议,以保障系统的安全运行。
分布式并网光伏发电系统设计是一个复杂的过程,涉及到多个技术领域的知识,包括但不限于太阳能发电原理、电气工程、电力系统设计、建筑结构等。设计者需要综合考虑系统的效率、安全、成本和环境影响,以实现最佳的系统设计和运行效果。