摘要：在国家不可再生资源紧缩和能源安全的背景下，分布式新能源逐渐成为国家能源战略的重要部分。光伏新能源作为分布式新能源的一种，不仅能够减少大气污染，还可以有效缓解我国严重缺电的局面。光伏新能源符合可持续发展战略，不仅绿色环保，而且廉价，势必成为新能源开发的主力军。基于此，本文从预装式箱式变电站设计角度出发，对光伏发电的重要设备-光伏逆变升压一体机进行了研究，以供行业借鉴。
关键词：光伏；逆变；升压；设计；技术要点
引言
现阶段，传统能源紧张，电费、燃气费价格持续上涨。传统的煤炭发电方式难以为继，光伏新能源产业由于污染小、生产成本低成为电力行业新能源的开发的重点，受到市场欢迎。我国的光伏新能源产业经历了几年的发展已逐步摆脱政府补贴，进入快速发展时期，未来光伏发电将迈入爆发期，因此，研究光伏新能源产业的重要设备-光伏逆变升压一体机就着重要意义。
1.光伏逆变升压一体机的优点
1.1技术先进、安全可靠
光伏逆变升压一体机箱体相关技术和工艺都是国内领先的，外壳材料是SPA-H耐候钢板，采用标准的集装箱生产工艺，选材和工艺保障了产品的耐腐蚀性能和机械性能非常好。变压器选择13型油浸式变压器。逆变器方面选择优质的逆变器产品，集交流、直流为一体，置换效率高达98.7%，MPPT精度〉99.9%，系统发电量高。
从整机性能来看，整机性能更加安全可靠，传统方案中光伏逆器系统和升压变压器系统由两个不同的厂家提供，无法再供货之前进行无缝对接了联调，整机性能无法保证。而光伏逆变一体机是把逆变器系统和升压变压器系统集成在一起，结构上安装在一个公共的底座上，从方案的设计阶段开始，便充分将两个系统作为一个整体进行设计，分析两套系统各自的特点、对运行环境的要求，考虑其现场安装的便捷性，长途运输的稳定性等。抽屉式框架断路器设计，多段保护，全方位实时监测变压器状态，包括铁心电流、油位、油温、油中溶解气体、高压侧负荷开关及熔断器状态等；一体化的设计制造保证了产品的性能非常可靠。
1.2成本更优
成本更优，变压单元和逆变单元的连接由电缆连接改为铜排连接，降低了材料成本；且距离更短,大幅度降低导线成本。减少一个安装基础，较传统做法省去了建设一个基础和电缆沟的费用，若采用条形基础，成本进一步降低。逆变、升压两个系统由厂家厂内集成为一个系统，整体试验，确保安全可靠运行。后期维护、售后亦由单独厂家负责，避免扯皮推诿，耽误工期。
1.3缩短工期
缩短工期，通过把两个单元集成为一个单元，为用户减少一个基础地坑；逆变单元和升压单元的连接在厂内完成，现场无需连接，外部只需接入来自汇流箱的数根直流光伏电缆，项目现场设备安装时间至少缩短50%。业主前期招标不用把逆变单元和升压单元分开招标，只需整机一次招标，亦缩短了周期，减轻了用户的工作量。
2.光伏逆变升压一体机设计内部元件选择的技术要点
2.1变压器选择
主变压器选择方式: 光伏系统中常用三相油浸式配电变压器。按《油浸式电力变压器技术参数和要求》GB/T6451、《三相配电变压器能效限定值节能评价值》GB20052、《电力变压器能效限定值及能效等级标准》GB24790的参数选择。
（1）应优先选用自冷式、低损耗电力变压器。
（2）当无励磁调压电力变压器不能满足电力系统调压要求时，应采用有载调压电力变压。
（3）主变压器容量可按光伏发电站的最大连续输出容量进行选取，且宜选用标准容量。
（4）在大型集中并网光伏发电系统，通常以1MW为的单元进行就地升压，
（5）升压变压器容量可按光伏方阵单元模块最大输出功率选取。
2.2逆变器选择
在逆变器的选用上，应充分考虑以下几个方面：
2.2.1额定输出功率
额定输出功率表示光伏逆变器向负载供电的能力。
选用光伏逆变器时应首先考虑具有足够的额定功率，以满足最大负荷下设备对电功率的要求，以及系统的扩容及一些临时负载的接入。当用电设备以纯电阻性负载为生或功率因数大于0.9时，一般选取光伏逆变器的额定输出功率比用电设备总功率大10%~15%。
2.2.2输出电压的调整性能
输出电压的调整性能表示光伏逆变器输出电压的稳压能力。一般光伏逆变器产品都给出了当直流输入电压在允许波动范围变动时，该光伏逆变器输出电压的波动偏差的百分率，通常称为电压调整率。高性能的光伏逆变器应同时给出当负载由零向100%变化时，该光伏逆变器输出电压的偏差百分率，通常称为负载调整率。性能优良的光伏逆变器的电压调整率应小于等于±3%，负载调整率就小于等于±6%。
2.2.3整机效率
整机效率表示光伏逆变器自身功率损耗的大小。容量较大的光伏逆变器还要给出满负荷工作和低负荷工作下的效率值。一般kW级以下的逆变器的效率应为85%以上；10kW级的效率应为90%以上；更大功率的效率必须在95%以上。逆变器效率高低对光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要影响，因此选择整机效率高的产品。
2.3通讯柜选择和设计要点
通讯柜的核心为微机保护和通讯管理机，选型时要充分考虑是否满足现场的实际要求，包括保护功能上、电压等级、通讯方式、故障信息的存储数量等。厂家不同、型号不同，这些参数肯定有区别。考虑这些因素需结合现场的实际技术要求，选择性价比高的设备。尽量选择同一个厂家、同一系列的产品。这样硬件可以实现标准化，而且部分硬件可以互换，如电源插件等。而且微机保护的开孔尺寸也尽可能地统一，这样更有利于微机保护的维护。出现问题只需找一个微机保护厂家就可以，实现一对一。不仅如此，在备品备件上所需的种类也比较少，成本上也会节约许多。
3.预装式箱式变电站设计技术要点
3.1箱体设计要点
（1）采用集装箱式箱体，箱体材料采用集装箱专用高耐候钢板，箱体表面采用“三层”喷涂工艺以保证良好的防腐、防盐雾功能。当产品需要进行海运时，箱体的标准宽度控制在2438mm，方便海运时的堆码。
（2）在逆变器柜后部设置可开启的门，方便柜后检修、维护和接线作业等。
（3）箱体内配置合理的烟感、照明、通风散热系统，并配置烟感、照明、检修、风机等用电设备的供电线路。
（4）箱体的防护等级应达到IP54防护标准。
（5）箱体具备完善优秀的通风散热功能，满足项目所在地环境使用条件。
（6）箱体具备优秀的防尘（防风沙）功能，进风口采用S型百叶窗配合金属过滤网和防尘棉以有效阻止灰尘进入逆变房内部。防尘棉可拆卸，方便快速的更换与清洗。
3.2安装问题的控制
在安装的过程中要注意规避风险，首先，应秉持绿色环保的理念，减少对周围环境的破坏，合理处置施工产生的垃圾。其次，充分考虑可能出现的自然灾害，制定科学的防灾措施，建立健全防灾机制，优化升级相关设备，提高抗干扰能力，密切关注气象信息，加强风险预警，提高人们的风险意识，保障项目顺利开展。最后，在安装作业中，严格按照作业指导书的要求和步骤进行，选择合适的吊装设备。现场调试时严格按照调试要求，重点关注人身安全和设备安全。
4.结语
科技的进步和研发水平地提高，推动着光伏逆变升压一体机自动化水平和运行安全性的提升，光伏逆变升压一体机的优越性必定会被新能源行业认可，不断优化光伏逆变升压一体机的设计，熟练掌握技术要点，对于保障光伏发电的安全运行，促进其高效建设具有重要作用。
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