分布式光伏发电集成系统设计及优化建议

李思佳

摘 要：随着太阳能这种清洁能源逐渐得到广泛的应用，光伏发电技术也逐渐得到重视和改进，目前在我国电力市场占据越来越重要的地位。东部地区人口和用电场所设施较为密集，为了缓解土地紧张与减少光伏发电集成系统的占地面积，多采用分布式的安装方法，文章着重探讨为了不影响系统的正常运行减少因长距离的接入而导致的损耗问题，结合当前分布式光伏发电集成系统存在的问题进行分析，提出在工程设计中可优化的建议。

关键词：分布式光伏发电集成系统；优化建议；基本原则

中图分类号：TM727；TN915.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）12-0016-01

存在于我国中东部的分布式光伏发电集成系统的分布和系统接入问题在整个光伏发电系统的重要性缺乏足够的重视。集成系统各个组件的设计工艺的水平直接决定了工程后期集成系统区域中整体的视觉效果，好的设计在一定程度能够确保集成系统各个组件能够保证规定的使用年限，能够按照工程预期实现整个发电集成系统的效率最大化。本文就工程前期设计中需要遵循的基本原则以及工程中常见的问题进行研究，在光伏集成发电逐渐得到应用普及的现状下探讨对当前分布式发电集成系统的优化问题。

1 分布式光伏发电集成设计遵循的基本原则

1.1 易操作性

分布式光伏发电集成系统的设计必须尽量易于操作，和人口稀少的西部拥有开阔的安装地点不同，这种分布式的发电集成系统一般安装在屋面楼顶等地方，这些地方一般存在一定的倾斜度或者是高度比较高。在这种屋面具有一定的倾斜度并且承重能力有限的情况下工人的施工难度将会增加，所以集成系统在设计之初就要考虑到后期的施工难度，降低操作的难度，并且尽量保证将工程设计控制在一期之内。

1.2 安全性

由于分布式的光伏发电集成系统主要应用于人口和建筑比较密集的中部和东部地区，因此集成系统的安全性问题显得尤为重要。在具有倾斜度的屋顶施工需要将各个部件运送到屋面或楼顶进行施工，在这过程中存在部件因运输而导致损伤和施工人员的安全问题。目前市场上通常采用安装一定的导轨实现与屋面材料进行连接，采用目前市场上较为通用承载力比较高的铝合金的支架结构，它便于安装操作且不易锈蚀损坏，在一定程度上可以减少后期的安全隐患。在施工过程中还存在高空坠物的危险，由于施工地区的人口和建筑物的密度比较大，施工人员高空作业后期会产生废弃的材料，加上屋面的倾斜度会增加高空坠物的隐患，在设计的中要考虑到集成系统的整体性以及将后期的废料收集进行合理的回收设计。

在设计中还需要考虑到各部件的重量是否在屋面的最低承重范围之内，屋面的材料的承重能力会随着雨水阳光等的风化而导致其承重能力的降低，施工人员本身的重量也需要考虑在内，因此在进行集成系统的设计中要考虑到施工地点的最低承重并且把重量控制在这个范围之内。

1.3 一致性

分布式的光伏发电系统将较大数量的太阳能电池串联起来以达到一定高度的电压，然后才能从逆变器的输入端进行输入，这样一定数量串联的子系统再进行并联以达到系统的额定功率。在这个过程中需要数量较大的设备，为了保证系统的稳定，选用的太阳能电池需要是相同的规格和工作性能，同时在设计中要避免互相之间存在遮挡影响工作效率以及方向和角度问题而导致的差异，保持各个子系统运行的一致性。

1.4 可持续发展原则

分布式光伏集成系统存在的区域需要考虑到所在地区可能存在后期进行施工改造问题以及自然灾害等对系统部件的破坏，集成系统存在的大而分散的特点，因此设计既要保证整个系统的整体一致性，整个系统具有稳定性，同时采用并联各个子系统的方式保证其独立性，在某个子系统遭到破坏时其他系统能够不受影响仍然保持正常的运行。另外，采用铝合金或新型的支架考虑到其坚固性的同时还需要考虑到其抗腐蚀和抗氧化性，以及损害后的修复性，尤其是重工业和污染比较严重的地区。

2 当前设计中分布式光伏发电集成设计中遇到的常 见问题

分布式光伏发电集成系统分布占地面积比较大，逆变器和控制装置的数量比较多，线路的串联以及并联比较复杂，而且由于其特殊的位置原因，发生故障时进行排查和修检的困难大。由于中部和东部地区的施工和整修而导致的线路和各个系统部分的运行产生障碍的问题比较多。东部地区比较特殊的天气情况给整个系统的稳定运行带来了挑战，产生的电能不稳定问题给系统接入电网带来新的挑战。

3 针对分布式光伏发电集成常见问题的优化建议

针对分布式光伏发电集成常见系统稳定的问题，在进行前期的设计中需要对控制器进行各项内容的控制，包括故障报警以及定位、测量等，另外采用多功能的汇流箱，进行智能的汇流预警和线路排查。各个光伏发电子系统采用相同规格的电池组件按照相同的设置距离安装构成一个发电矩阵，组成矩阵的各个单元配备完善的逆变器和控制装置尽量减少各个系统的差异而造成系统电压的不稳定。

考虑到东部地区特殊的气候条件，需要具体分析不同型号的太阳能电池板各个性能的强弱的具体数值选择合适型号的太阳能电池组，以下选用东部地区常采用的250 Wp多晶硅太阳能电池板为例将需要考虑的具体方面进行考虑。见表1。

在设计安装过程中，考虑到当地的经纬度位置和屋面的倾斜程度进行合理的方位和角度选取，保持选取方位和角度的一致性。采用可活动的支架来调节夏冬因太阳角度的变化而导致的产生的较大电压差。

施工过程中应该对首先对光伏安装组件进行检查，安装过程中对重量比较大的组件进行机械固定，以减少对组件的破坏。在设计施工过程中对工人作业需要使用的脚手架进行系统的防护措施的保护以及工程后期产生的废料进行系统的回收，搭建格挡装置减少高空坠物的危险，完成后要进行严格的验收，运行前进行系统的清洁，保证太阳能组件效能的正常发挥。

4 结 语

随着近年来大规模的光伏电站的建立，对太阳能的开发和利用将成为未来一段时间内新能源领域中重要部分。因此通过不断地对分布式光伏发电集成系统设计的优化能够提高后期施工过程中质量和效率，同时可以减少后期使用中的问题，针对东部和中部地区特殊的气候和条件进行分析是现阶段设计过程中的重要问题，通过设计方案的不断改进，太阳能光伏发电系统能够在施工中缩短施工的难度和时间长度，有效缩减了不必要的成本支出，虽然存在着一定的问题和不完善的地方，但这对以后光伏发电集成系统的设计提供了改进的方向。

参考文献：

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