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摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，发展大型分布式和电站型光伏发电并网先进技术与设备，已经成为高质量发展一个国家或地区经济水平的晴雨表，1000kW光伏发电系统是大型太阳能光伏发电并网系统中的最小模块、是实现大规模化经济效益的先进光伏发电关键设备。本文以1000kW智能逆变柜为串并最小单元，提出大型太阳能光伏发电并网系统研究优化方案，该方案还设计了具有多路MPPT跟踪功能，三相双分裂变压器、并网逆变器、监控网络系统及SVG接入110kV公共电网。该光伏发电并网系统具有大电流、低电压、性价比高、高效率、高可靠性等特点，具有较高的参考推广价值。
关键词：光伏发电；1000kW智能逆变柜；预充电路
引言
大型并网光伏发电系统方案的设计，是新能源开发的重要途径。当前我国传统能源量急剧减少，世界能源面临巨大危机，全球十分关注能源问题。国家针对当前能源消耗巨大，储备粮不断减少的情况，加大研究新能源的力度，不断开发太阳能等新能源，不仅可以缓解传统能源短缺危机，还能够改善能源对环境的影响。据统计，当前煤炭能源消耗量每年达到37亿吨，初步粗略估计，太阳能资源储量至少为15000亿t/a，由此可以看出太阳能具有很大的发展市场。国家对并网光伏发电十分支持，加上光伏产业相联系的组件生产数量增加，价格下调，这为光伏产业发展提供了有利条件。
1概述
太阳能是一种新型的清洁型、可再生资源，在光伏发电并网技术中得到了广泛应用。所谓太阳能光伏发电就是利用光伏组件的光生伏打效应实现太阳能到电能的转化，从而为社会经济发展提供可靠的能源保障。随着太阳能发电技术的不断成熟发展，其运行方式更迭变化，如独立运行、并网运行等等，逐渐成为我国电力产业发展的中坚力量。太阳能光伏并网发电在满足电力供应需求的同时，还具有较高的经济性与环保性。
2大型太阳能光伏发电并网系统优化设计研究
2.1主设备
在太阳能光伏发电并网中，主设备是维持系统运转的重要构成。接下来通过分析并网逆变器来阐述发电并网技术的实际应用情况。作为系统核心，并网逆变器的选择值得探究：首先需要具备容量大的特性，其次能够和并系统有较高的匹配度，如此一来才能提升并网逆变器的工作效率。当并网逆变器处于工作状态时，需要对直流配电进行监测，此举能够保障并网逆变器的工作安全性，与此同时，连接至电池组件的并网逆变器还能够起到分散并网发电系统的作用，使其以独立的形式存在，用于提升整个系统的稳定性与可靠性。
2.2适当调节太阳能电池板的安装角度
太阳能电池板有多种安装方式，有双轴跟踪器安装、斜单轴跟踪器安装、平单轴跟踪器安装、可调支架安装、固定支架安装等方式。因为固定支架安装方式具有空间利用率高、成本低、运行可靠等优点，农村光伏发电系统均采用这种安装方式。但是，固定支架安装由于支架不能进行实时调节，安装时需根据地域差异选择最佳倾斜角和方位角，角度的选择应综合考虑光伏阵列所在地的纬度、太阳赤纬角、太阳辐射量等因素。
2.3110kV升压接入的并网光伏电站，逆变器1000KW/500KW,装机容量10MWp电量计算
举例:采用10MW最佳倾角布置的并网光伏电站（110kV），全额上网。1000kW光伏逆变智能柜根据以下公式预测光伏电站发电量：L=Wtη式中，L为全年光伏并网逆变电站发电量(单位：kWh)；t为日照小时；W为光伏并网逆变电站装机容量；η为光伏逆变系统总效率；系统总效率取80.83%。
本设计1000kW光伏智能逆变器选用光电转换效率≥15.8%的40000块250Wp多晶硅光伏组件，功率衰降25年不大于20%，10年不大于10%，每路组串22块组成总直流输出略大于10MW的电力。1000kWp智能并网逆变器并网+升压站主变+SVG无功补偿接高压电网，降损提容，提效降本，年平均发电量不小于1515.183704万kWh。
2.4光伏板子阵与阵列
研究发现，地球表面太阳能的实际能量密度相对较小，为了提高太阳能能源获取量，就应根据情况应用大规模太阳电池方阵进行收集。受客观条件影响，每块太阳电池板所可以输出的电压具有一定限制，即输出电压较低，想要确保输出电压符合用电需求，需并联或串联大量太阳电池，进而形成方阵。通常情况下，光伏阵列主要由多个光伏组件连接构成，而电压、电流、组件参数等组件所需数据都应由系统进行设计。光伏板子阵设计，必须按照电站功率最大的要求标准，科学布置太阳电池阵列，这期间需要科学协调，尽可能节约应用场地，实现空间利用最大化。对太阳电池进行排布方阵过程中，提前对障碍物进行检查，处理好太阳光遮挡等问题。结合具体遮挡情况，测量距离并且进行计算，将遮挡距离缩到最小，确保所有电池板均能够充分接收到太阳光，实现太阳能的充分利用。太阳高度角并不固定，因为地址位置的变化角度会出现变化，正因如此缺乏固定值参考，所以具体布阵期间，需要从太阳照射时间与范围等方面着手。最小距离以冬至日进行分析，9:00—15:00之间，太阳能电池接收光照范围最大，一定要做好这期间的遮挡处理，尽量将遮挡范围缩到最小。准确计算出最小间距后，按照前后阵列要求，考虑经纬度位置，计算出投影长度与方针系统布置范围中的倾斜角度，确定方位角位置，按照9:00—15:00日照时间与日照方向的变化，科学进行光伏板阵列布置，有效发挥出光伏组件运行最大值。
2.5防雷系统
为了解决发电并网技术应用过程中容易遭遇的雷击问题，需要设计出有效的防雷系统。由于并网系统遭到雷击会产生大面积的损坏，因此防雷系统的铺设需要十分全面。对于接地问题，应该进行规范化操作，避免并网系统受到雷电打击而出现严重故障。具体来讲，应该在变电站等构筑物的屋顶上架设避雷装置，目前常用的避雷装置是避雷带。此外，并网系统中的电气设备都应该采用合理、有效的方式接地，而且设备外壳也需要接地，尤其是变压器。
3未来展望
太阳能光伏发电并网技术的市场潜力巨大，但是由于受环境以及地域因素影响，其推广应用效果还有一定上升空间。虽然在一些区域能够成熟应用，但与供电系统之间的匹配上仍存在一些问题。相关人员应将太阳能光伏发电并网技术应用的重点放在以下两个方面:其一，提高资源使用效率。要以用户用电需求为基础，合理拓展太阳能光伏发电并网技术的应用范围，在确保太阳能能够稳定供应的前提下，研究如何进一步提升光伏组件的能量转换效率;其二，维护电能环境，避免谐波以及动态干扰。逆变器在转换太阳能为电能的过程中会产生大量谐波，加大并网系统的电压畸变率，影响供电安全性以及发电稳定性。因此，要采取有效措施，保护并网系统的清洁度，加强谐波检测排查，从而提高电网稳定性，推动太阳能光伏发电并网系统向优质化、规范化发展。
结语
大型太阳能光伏发电并网系统，经内蒙古客户光伏发电站接入应用，验证该优化设计研究方案，以1000kW三相光伏并网智能逆变器柜为主回路和控制通讯电路的原理拓扑结构，硬件电路设计选型正确和可行，光伏逆变效率高、成本低、电网兼容性优良、使用可靠性高、安装维护方便、具有经济性价比高特性；大型光伏电站的建设能缓解所在地区电网缺电现象，能发挥节能及环保作用，对地方经济发展和环境保护的贡献巨大。
参考文献
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