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光伏发电作为变电站直流系统备用电源的探讨--第1页

变电站直流系统一般对交流充电电源有较高的可靠性要求。一旦发生交流失

电且长时间不能恢复，则蓄电池组成为站内直流系统唯一电源，长时间供直流负

荷势必导致蓄电池组端电压下降，严重时若系统出现短路故障则极易造成保护拒

动。为确保站内直流系统供电电源可靠性，除了常规的设置两路交流电源互为备

用的做法，本文探讨采用光伏发电为直流系统提供备用交直流电源，以提高特殊

情况下直流系统可靠性的做法。

标签：光伏发电；直流系统；备用电源

1、太阳能电站发电原理

太阳能光伏并网电站是利用太阳能电池阵列将太阳能转换成为直流电，再通

过直流/交流并网逆变器将太阳能发出的直流电逆变成50赫兹、220V/380V的交

流电。逆变器的输出端通过配电柜与变电所内的变压器低压端（220V/380V）并

联，将发出的电能通过变压器送入电网。

太阳能光伏独立发电系统是利用太阳电池阵列在太阳光照射下输出电能，经

过直流配电器和电源控制器向蓄电池组充电并向直流负载供电。在连续阴雨天光

伏电池发电量不能满足向负载供电时，可以由蓄电池通过控制器、继续向负载供

电。

2、光伏电站设计理念

2.1最大效率的光伏发电

为了增加并网光伏电站的输出能量，要求太阳能电池板尽可能地将更多的普

照在阳光下，根据电站所在地，调整太阳能组件受光角度以获得最大效率。

避免太阳电池板受到遮挡，包括太阳电池板之间的相互遮光，以及安装支架

顶边缘、周围可能的建筑物以及其它障碍物遮挡阳光。

高效率的一体化太阳电池组件。

高效率的并网逆变技术。

2.2最小的光伏发电损耗

降低电缆损耗通过减少电缆长度，可以减小线路上的电压降损失，提高

系统的输出能量；减小电缆尺寸，可以降低成本，同时减轻屋顶负荷并增加灵活

性。所以从太阳电池到接线箱、接线箱到并网逆变器以及并网逆变器到并网交流

配电柜的电力电缆应尽可能保持在最短距离。

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每个方阵内部太阳电

池组件电流一致性最高。

降低太阳能电池方阵与并网逆变器之间的匹配损耗。组成太阳能电池方阵的

太阳能电池串并联数要与所选并网逆变器性能匹配。

降低输配电的损耗。

2.3光伏发电系统运行稳定性、安全性

太阳能电池方阵与所选并网逆变器之间的匹配。太阳能电池的性能（電压，

功率等）与温度密切相关，组成太阳能电池方阵的太阳能电池串并联数要与所选

并网逆变器性能匹配。

系统设计的合理性。如采用冗余的并网逆变器并联技术，可以增加逆变系统

运行的可靠性。电站可根据产生电能的大小对电站进行自适应控制，既能保证本

身耗能最小，又能保证电站的安全运营。光伏电站回馈给公用电网的电力，必须

满足电网规定的指标，逆变器输出电流的高次谐波必须尽量减少、不能对电网造

成谐波污染等，并要求逆变器在负载和日照变化幅度较大的情况下均能高效运

行。

防雷，避雷系统的可靠性。

完善的监视，监控系统。

3、太阳能光伏电站设计

光伏发电系统主要由下述各部分组成：

光伏阵列：包括太阳电池组件、支承结构（支架及基础等）、接线箱、电缆

电线等。

直流一交流逆变设备：包括交、直流配电柜（箱）、并网逆变器等。