引言

随着能源供应模式和结构的转变，光伏电站已成为可持续发展能源的重要形式。电气设计是光伏电站建设的关键环节。对于电气设计，准确的技术分析和总结可以为光伏电站的建设提供技术保障，提高发电能力和电网并网能力，降低建设成本和运行维护成本，为可持续能源的发展做出贡献。然而，光伏电站的电气设计技术和系统建设技术仍存在许多挑战和困难。如何有效降低发电成本，提高电网接入并网功率，确保电站的安全运行，需要相关人员认真思考和深入研究。

1光伏电站并网的基本原理

在传统的发电过程中，火力发电和水力发电的使用通常会对自然环境造成严重的破坏。光伏发电、核能发电等新型发电模式逐渐引起人们的关注。光伏发电是一种基于太阳能电池阵列的系统，将自然环境中的太阳能转化为直流电。然而，直流电不能直接进入电网，直流电必须通过逆变器转换为交流电，以满足电网的并网需求，这也是光伏电站的并网原理。

大型集中光伏电站并网设计要点

2.1电路设计

1)复位电路设计。复位电路设计需要配合核心处理芯片的性能，增加带I2C总线存储器的电源监控芯片CAT1025JI-30。该芯片功耗低，可将2K串行EPROM和电源保护监控电路压缩到芯片中。同时设置复位键（RST）复位信号传输后，CAT1025JI-30接收信号后，向I2C发出读写指令。此时，芯片SCL和SDA的两个引脚设计连接到相应的接口，并在I2C电路上设计两个上拉电阻。2)晶体振动电路设计。本设计主要采用外部晶体振动，结合核心处理芯片设计要求，晶体振动采用11.0592MHZ型号，放置在微控制器LPC2138的两个时钟引脚之间（XTAL1）、XTAL2)。晶振电路设计要求接地，两端采用30pF电容C1和C2接地。

2.2系统硬件设计

逆变电路拓扑在光伏发电并网系统中选择全桥逆变电路，但也需要选择逆变电路的开关元件。本文的系统设计选用MOSFET作为逆变电路开关设备。与其他设备相比，MOSFET开关损耗更低，通态压降更低，高频工作特性更好，驱动电路更容易设计，价格更低。在开关管的设计中，如果只考虑逆变器电路，则需要考虑高直流母线电压引起的母线电压振荡、开关管峰值电压和逆变器本身的工作状态，设计略为复杂。该系统在前电路中设计了缓冲电容器，因此开关管只需关闭峰值，选择1.8～3倍的电压即可。在该系统中，逆变电路直流侧输入电压约为直流400V，开通时输入最大电流约为2.5A。综上所述，最终选择IPP90R340C3型MOS管作为系统逆变电路开关设备，最大源漏极电压为900V，最大导电电流为15A，管道上升时间为20ns，关闭时间为25ns（典型开启延迟70ns，典型关闭延迟400ns），可快速做出开关响应。

2.3集散式逆变器光伏系统方案

（1）与集中式逆变器光伏系统方案相比，集散式逆变器将MPPT向汇流箱移动，增加汇流箱数量，有效减少传输损耗。（2）分散式逆变器光伏系统采用分散式MPPT，减少各种失配造成的发电损失。客观地说，组件的分散性、方阵的遮挡、支架倾角的变化等因素都会导致失配损失。集散式逆变器方案中每个智能MPPT控制器中有4个或8个MPPT控制模块，每个MPPT控制模块接入4个或2个组串。与集中式逆变器光伏系统方案中近100个组串接到1个MPPT相比，集散式逆变器大大减少了组串并联失配的损失。(3)集散式逆变器光伏系统也能达到减少交直流线损的效果。智能MPPT控制模块(对应集中式逆变器光伏系统方案的汇流箱)具有电压提升功能，将远程(汇流箱至逆变器室)的直流传输电压提升到800VDC左右。与集中式逆变器的600VDC左右和组串式逆变器的480VAC相比，集散式逆变器光伏系统的直流线损大大降低。与集中式逆变器光伏系统的315VAC相比，集散式逆变器光伏系统的交流输出电压也相应提高到500VAC左右。（4）集散式逆变器光伏系统整体效率高，在大型集中式工程和山地光伏电站中具有应用优势。例如，集中光伏发电系统是利用逆变器将光伏阵列传输的直流电转化为与电网电压、频率、相同相位的交流电，直接将交流电并入电网，实现电力资源的本地利用。集散式逆变器通常安装在光伏阵列附近的一侧。与集中式逆变器相比，它控制光伏阵列MPPT、实现光伏阵列最大功率点跟踪更加灵活，但技术要求高，施工成本高。（5）在设计小型光伏发电项目时，分布式逆变器光伏系统要求逆变器功率小，分布式逆变器光伏系统在并网时应“即时使用”，通常采用两级并网方式满足上述要求：第一级是光伏阵列产生的电量直接进入电网，第二级是通过逆变器将直流电转换为交流电并送入电网。二级采用双反并联逆变技术，避免谐波问题，降低并网电流中的谐波含量。

(2)2.4变压器设计

随着光伏发电技术的不断发展，集中式光伏电站越来越受到人们的关注。变压器在集中光伏电站的设计中起着至关重要的作用。合理的变压器设计可有效提高光伏电站的发电效率和电网连接的稳定性。集中式光伏电站通过多个光伏组件将太阳能转化为电能，然后通过变压器升降电压，然后接入电网供电。变压器具有电压升降、电能传输、功率转换等功能，是将发电电压升高到电网运行电压或将电网运行电压降低到负载电压的必要设备。同时，变压器可以调节交流电压和电流，以满足不同的电力需求。温度控制。变压器的散热效果对其性能至关重要。在集中光伏电站的设计中，应根据光伏发电机组的功率、运行环境、负荷等因素选择合适的变压器型号和容量，合理规划变压器的散热设置，确保其正常运行。电流控制。在光伏发电过程中，电压和电流的波动可能会影响电网，因此需要通过变压器调节电流，以稳定光伏电站的电流输出。

2.5调试软件设计

试运行前的调试需要检测系统的运行状态，通过串行通信收集数据，并将数据传输到计算机。设置可视化设备后，可以实时观察数据，并及时将数据存储到关系数据库中。上位机调试软件的编程设计属于计算机顶部的软件监控设计，可以连接多个跟踪控制器，相应的控制器需要给出唯一的地址代码，以便后续跟踪识别，每个跟踪控制器在数据库中都有唯一的表对应。

结语

总之，光伏电站并网的基本原理是通过逆变器将直流电转化为交流电。在电力系统的一次设计过程中，接入电压等级、接入点、输出线路、导线截面和系统运行要求都是重要的设计内容。在电力系统的二次设计中，继电保护、调度自动化、电能测量和通信设计是最重要的设计内容。只有不断提高设计水平，才能为大型集中光伏电站的顺利并网提供技术支持。