經濟發展格局的一體化、多元化轉變，使得社會生產與人們生活需要的能源供應量大幅度提升。傳統發電站對環境的破環性較強，在電力運輸的過程中，能源損耗率較高。針對該種情況，光伏電站的建設進入高速發展時期，該種發電技術的有效應用，可以在一定程度上彌補傳統能源供應形勢的不足。現階段，分布式光伏系統由于輸出功率低、經濟效益高、環境影響小等優勢，被廣泛的應用于城鄉電力供應系統中，為光伏供電網絡的全面鋪設提供了有效的技術支持。

　　關鍵詞：電纜選擇；過電壓保護；電氣組件

　　分布式光伏電力系統既是新興的發電模式，同時也屬于一種高效利用太陽能的技術。在系統運行設計的過程中，應根據就近設置、合理調度的原則進程，在緩解遠距離電能傳輸導致用電緊張狀況的基礎上，提升電力能源的整體利用質效。基于此，本文從分布式光伏運行系統的電氣組件選擇、匯流箱設計、光伏電纜選擇、過電壓保護裝置設置等方面出發，對光伏電站關鍵電氣技術的具體應用進行系統的探析。

　　1分布式光伏電力系統中電氣組件的設計

　　光伏組件實質上是光伏系統運行的能源儲備、供應組件，現階段，按照使用形式的不同，可以分為晶硅與非晶硅兩種組件。晶硅組件可以進一步細化為：單晶硅與多晶硅組件。非晶硅組件具有建設成本低、受環境影響小的優勢，但與之相對應的，轉換效率相對較低，電力供應不穩定，供電系統運營效益不高。從國際角度來看，最先進的水平不超過10%，并且轉換效率并不能保持穩定，經常出現轉換效率下降的情況，應用范圍小。與非晶硅組件相比，晶硅電池電源光伏組件的設計與制造技術成熟，具有穩定性高、轉化率高等特點，對于光能源的整體利用水平高，因此，在大型、中型分布式光伏電力供應領域應用范圍較廣。晶硅類電池又可以將其分為單晶硅類電池組件以及多晶硅電池組件兩種類型，這二者之間具有較大的差異。其中，單晶硅組件的設計模式，光能源的轉換效率更高。如果單晶硅、多晶硅的能源電池組件處于相同功率下，由于單晶硅組件比多晶硅組件需要的面積小，功率轉化更快。同時，單晶硅組件建設成本高于多晶硅組件模式。除此之外，兩類組件性能指標相差較小，組件運行標準、執行條件、建設技術基本相同，在光伏發電系統的設計過程中，可以根據實際建設需求，選擇具體的組件形式。

　　2直流回路設計中保護裝置的選擇

　　在光伏電站電氣系統運行過程中，太陽能光伏電池、直流匯流箱、直流配電柜與網逆變器之間屬于直流回路。在直流配電柜中需要安裝斷路器對直流回路進行保護。由于目前將交流斷路器用于直流回路的現象普遍存在，因此需要綜合考慮電氣系統直流回路中可能發生的故障問題。斷路裝置在設計時，應配備在短時間內承載、斷開異常電流的功能。當短路裝置啟動分斷功能時，觸頭間會出現電弧，在交流系統中控制電弧相對簡單，但直流系統消滅電弧的難度相對較大。出現該種情況的主要原因在于電流回路形式不同，直流與交流斷路裝置的結構與功能也有著較大的區別，采用的滅弧手段存在差異。除此之外，主斷路器是直流匯流箱中最為關鍵的組件，其額定工作電壓需要符合相關的標準條件，不能小于回路工作中電壓的最高值，同時，主斷路裝置的電流額定值應超過回路電流額定的最大值。通常情況下，在斷路設備的設計選擇過程中，直流回路應結合實際情況，選擇直流斷路設備或交流斷路設備。如果選擇直流斷路設備，應進行二極或三極回路串聯。交流回路的斷路裝置在進行觸頭分斷時，電弧過零點；但在直流回路電弧不存在過零點情況，這也決定了交流斷路器和直流斷路器的設計原理不同，原則上交流斷路器不宜在直流電路中。為此，如果在直流回路中設置交流斷路裝置，可以采用兩種方式：第一，在直流回路設計降容交流斷電裝置。當交流斷路裝置在直流中使用時，設備的分斷能力會保持在同等電壓交流回路中的1/5-1/8；第二，在直流電路中有時會出現多極串接的情況。在多極串接電路中裝設斷路裝置的主要目的在于增加斷口，使每一個斷口承擔一部分電壓和相應的電弧能量。如，一個四極交流斷路器串接于直流回路中，單個斷口需要承受電壓為0.25U(U=220VAC)，那么每個斷口實際需要承受的電壓數值為55VAC。

　　3光伏電纜的型號選擇與安裝設計

　　光伏電纜是電站設計與建設質量控制的關鍵內容，在設計階段，為保證電纜的型號、使用需求符合標準，應通過實地勘測、市場調查、數字化建模等方式，確定具體的使用類型。通常情況下，在實際電纜的選擇過程中，要選用直流電纜這樣才能在實際使用中將光伏電纜的兼容性協調好。當前階段，在電纜選擇設計中，沒有統一的應用標準，需要設計人員依照實際情況與系統應用需求等，確定電纜型號、裝設方式與具體的性能參數，同時，還應考慮經濟成本與鋪設環境等因素。近幾年，德國光伏電纜在官府系統設計中較為常見，其技術標準為K411.23號光伏電纜。現階段，電纜芯普遍采用單芯軟電纜，適用范圍在2類安全范圍內，在調控的過程中能夠實現對電纜的性能提升，在實際電纜應用過程中由于光伏電站所處的位置不同，電纜的使用需求也存在差異。具體來講：在電纜型號選擇與裝設技術選擇方面，一方面，應對分布式光纜的環境進行評估，對電纜裝設與使用的溫度、濕度等條件進行分析。一般情況下，光纜可以在溫度為零下-40℃～90℃環境中，保持正常使用狀態。光纜的導體能夠承受120℃以下的高溫，當電纜導體溫度達到200℃時，就會自動熔斷；另一方面，通常情況下，電纜承受的電壓有著一定的額度，當電壓超過額定值（1.8kV），并長期處于高負荷狀況下，電纜的使用壽命也會縮短。此外，光伏電纜通常具備較高的抗腐蝕性、抗紫外線能力。以一根正常生產的光伏電纜為準，如果保證其在120℃的環境下工作，其使用的壽命可以維持在20年左右。在電纜型號選擇、裝設方式設計方面，應因地制宜，保證各項使用性能平衡，并做好定期檢測工作。

　　4串聯電路設計中的過電壓保護裝置設置

　　分布式光伏電力運行系統中，存在較多的串聯電路，如果發生過電壓問題，為有效控制異常影響的范圍，避免設備過度損耗，需要在設計階段對過電壓保護裝置進行合理選擇，針對雷擊狀況、設備故障、電力負荷過大等問題，進行針對性的控制。根源上保障了電站運行的穩定性，同時還能夠保障不會因為雷擊出現大電流而燒毀電站內部的變電設備。

　　4.1合理設置電感線圈

　　過電壓保護裝置內部的電感線圈與過電壓保護性能有著直接的關系，在線圈設計的過程中，為保證光伏電站太陽能的實際轉換效率，需要選擇大匝數的線圈，避免一次過電壓過大導致線圈損壞情況，優化過電壓保護裝置的設計。在實際設計過程中會通過專門的匝數電感線圈進行專門的電磁脫扣器設置，增強電流串聯回路的設計，當發生天氣異常、設備遭受雷擊后，及時開啟自動斷電設置，避免一次性過電壓導致的設備運行故障、損失。

　　4.2注重熔斷器設計

　　在進行分布式光伏電力系統的設計過程中，為有效對過電壓進行控制，還需要加強對熔斷器技術參數的針對性調整，在電流感應設計方面，應注重光電信號的實際轉換效率調整，一旦發生熔斷狀況，應實時將信息傳遞到控制中心，并利用自動斷電、遠程控制與物聯網等技術，斷開串聯的電路。為此，在實際設計過程中，設計人員應該有針對性地進行電流串聯保護器設計，在保護器的設計中融入信息技術，以便光伏系統在異常故障發生的第一時間，進行熔斷。當前階段，光伏發電系統作為較為先進的供電模式，不僅能夠保證太陽能的轉換效率，滿足社會發展多元化的電力供應需求，同時，還具有噪音影響小、對空氣與水環境破壞性低等方面的優勢，成為現階段電力供應系統建設的重要技術選擇。為保證分布式光伏發電系統實際運行質效，在系統設計過程中，技術人員應結合供電系統輻射范圍、供應需求、經濟投資、基礎設施分布等條件，做好電纜鋪設、過電壓保護、電氣組件、直流配電裝置等方面的電氣設計，為光伏供電系統的穩定、高效、安全利用奠定基礎。

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　　作者：孫俊青