光伏电站的电气一次系统设计+文献综述(2)
1.2 国内外光伏发展 1.2.1 国外光伏发展情况 国外对太阳能的理论和应用研究都比国内早，取得了重大成果。2010年4月，欧洲发布了“RE Thinking 2050”，预计到 2050年，欧洲能源供给的 100%将由可再生能源提供，其中光伏发电占49.2%。2012 年6月，美国发布了“Renewable Electricity Future Study”：到2050年，美国能源供给的80%将由可再生能源提供，其中光伏发电占总电力的 27%。日本计划到2030年国内50%的民用电来自太阳能。 光伏组件和逆变器等关键设备的进步受光伏行业的快速发展的影响，得到了飞速的提高。光伏组件是将太阳能转换为电能的器件，是光伏电站中的核心器件。目前为止，技术比较成熟的太阳能电池主要分为单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜三种，单晶硅电池在理想条件下的转换效率最高的可达到21%以上，商业化应用的效率也达到了16%以上，但成本偏高。多晶硅太阳能电池在理想条件下的最高转换效率在19%左右。商业化应用的效率在 16%左右，生产成本相对单晶硅低上许多，目前应用最广泛。非晶硅薄膜太阳能电池在生产成本上是最低的，可以大规模生产，同时具有外观优美，色差小 ，在城市建筑物上面的应用广泛，但其光电转换效率较低，一般在9%-13%左右。 光伏阵列产生的电流为直流电，逆变器的存在至关重要，其主要功能是将直流电转换为交流电，并输送上网或直接送到负荷端就地消纳。光伏逆变器都具有反孤岛保护功能，在并网系统中，配电网故障时，保证光伏电站的正常运行。随着技术的发展，逆变器开始向着大功率、小体积、高效率、开关速度更快发展。随着光伏电站的容量、规模、要求越来越高，对逆变器要求也越来越高。 1.2.2 国内光伏发展情况 我国政府颁布了诸多有助于光伏行业发展的政策，近几年光伏产业发展得很快，仅组件的产量就已经占全球份额过半。由于我国在光伏行业上的投入起步较晚，在光伏电站设计和设备的制造方面都落后于国外发达国家。此外，光伏电站投资大，成本回收期长，主要是在国家的推动下发展，许多企业难以投入太多的资源发展光伏发电项目。对各大设计院来说，相比较于大中型的发电输电工程，利润偏低，限制了设计院有关光伏设计方面的关注。 上面的几个因素影响到了光伏行业的发展，限制了其发展的速度。现在许多的光伏电站设计都是按照传统的发电输电工程的方法和经验来设计，针对光伏电站的标准和规范还处于编写或者验证的阶段。标准和规范的不健全，容易导致因为设计的缺陷和考虑的疏漏而使得建设时的投资成本偏高，建成后的运营和文护不方便、成本上升的状况。制定完善的光伏电站的有关设计标准和规范，是促进光伏行业发展的一个重要方向。
1.3 本文研究工作 本文结合秦皇岛某光伏电站工程，对光伏电站电气一次系统设计进行了研究和讨论。 项目介绍：电站总装机容量为 20MW，光伏阵列共划分为 28 个光伏方阵，经过升压至35kV并汇入本电站开关站后接入电网，项目共选用 20台箱式变电站，箱式变电站高压 35kV 侧均采用并联接线方式。考虑光伏方阵布置、35kV集电线路走向等因素，整个光伏电站分 4回集电线路，每5*1MW 光伏阵列组成一个集电单元。 本文主要内容包括以下几个部分：
(1)分析了项目所在地的太阳能资源及初略的计算了发电量；
(2)讨论光伏电站设计的主接线方案；
(3)建立简化的电站等值模型，计算短路电流；
(4)根据得到的短路电流，选定电气设备的型号；
(5)根据安全可靠的原则，确定合理的光伏电站接地方式；