【劉工總結】光伏電站基礎知識系列總結之——光伏電站發電單元...

光伏

電站集電線路的設計主要包括集電線路電壓等級的選擇和發電單元分組連接方式的設計，屬於供配電網絡設計範疇。按照國內電網情況，光伏場區至接入點的輸電線路電壓等級可採用lOkV和35kV兩種方案。供配電網絡連接方式基本上有放射式、樹幹式、環式3種形式。

1、集電線路電壓等級比選

光伏電站輸電線路電壓等級按照電站規模一般為0.4KV、10KV、35KV、110KV。

供配電網絡可分為高壓網絡和低壓網絡，1KV以上的為高壓網絡，1KV以下為低壓網絡；按照結構和敷設方式，供配電網絡可分為架空線路、電纜線路和室內線路。

架空線路適合高壓長距離輸電，因架設電桿，需要佔用土地（點狀），甚至穿越鐵路、公路、湖泊、村鎮等情況，需要綜合協調地方政府、供電公司等各方面關係，由供電公司設計院進行路徑規劃；電纜線路適合距離較短的高低壓輸電，在電站廠區內按照設計規劃建設電纜溝即可；

光伏電站場區內集電線路可以選擇架空線路和電力電纜2種方案。考慮到光伏廠區內構築物陰影需預留影響區域，因此光伏場區內不適宜採用架空線路方案，而光伏廠區高壓線路至變電所的集電線路一般採用架空線路。

光伏電站逆變器出口電壓為270／315V，根據併網等級及接入點距離，採用不同的方案。

低壓380V併網時，可以通過增加隔離變壓器（315（270）/380）直接接入場區的配電間隔。此時併網點電流較大，線徑大且需要根據併網點距離進行調整，因此不適合遠距離輸送。

高壓（10KV及以上）併網時，有多個方案可以考慮。

其一，就地升壓後，每個發電單元獨立接至自建升壓站低壓配電間隔，通過二次升壓輸送至電網。

其二，就地升壓後，每個發電單元連接至場區匯集站，匯集站一回（或多回）接入電網。

電壓等級的選擇，需綜合考慮電站總容量、廠區面積、接入點距離、已有變配電設施、地形情況、線路損耗、經濟性等因素確定，下表進行了簡單的比較。

  0.4KV 10KV 35KV 110KV及以上 適用 範圍 多個接入點 接入點距離短 總安裝容量小 （0.5~5兆瓦） 多個接入點 接入點距離短 總裝機容量較小 （1~10兆瓦） 較大型集中式電站 接入點距離較遠 （10~100兆瓦） 大型集中式電站 接入點距離遠 （＞100兆瓦） 設備 選型 至接入點電纜線徑 (>600mm2) 逆變器+隔離變 +併網櫃（可選） 逆變器+隔離變 +併網櫃+架空線（可選） 逆變器+隔離變 +併網櫃+架空線 就地升壓後二次升壓 逆變器+升壓變+架空線 附加投資 配電室（可選） 控制室 匯集站 控制室 變電站 控制室 2、發電單元分組連接方式比較

合理設計發電單元的分組連接型式，可以使電站主接線方案優化，節省集電線路電纜投資。發電單元分組及連接方式應視其排布情況而定。配電網絡基本上有鏈形連接（樹幹式）、環形連接和輻射式連接3種形式如圖：

鏈形連接，其基本思想是將若干個位置靠近的

光伏發電

單元連接後通過一條主幹電纜接入場區升壓站。其優點是開關設備較少（使用箱變內部自帶開關），有色金屬消耗量較少；但缺點是幹線發生故障時，影響範圍大，供電可靠性較低。

環形設計供電可靠性較高，任一段線路發生故障或檢修時，都不致造成供電中斷，一般只是短時停電，可使電能損耗和電壓損耗減少；缺點是保護裝置及其整定配合比較複雜，如配合不當，容易發生誤動作，反而擴大停電範圍。

輻射式連接是將各個發電單元分別用斷路器與升壓站母線連接。每個發電單元及其電纜故障都不影響電站其它部分的正常運行，並且能夠實現獨立調節，這種連接方式可靠性高、靈活性好，但是開關設備用量多、有色金屬消耗量大，總體投資成本是最高的。

光伏發電單元分組連接方式推薦採用鏈式連接，可以有效降低光伏電站投資成本。

三、總結

由於光伏電站度電投資成本較高，在很大程度上制約了光伏發電的發展，為了推動光伏發電的發展，在系統設計時應多方面考慮設計方案，並選擇性價比最高的方案，提高光伏發電的競爭力。（作者微信公眾帳號：光伏經驗網）

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