光伏电站电气设计全解析：从接入到保护，一文读懂！

光伏电站电气设计全解析：从接入到保护，一文读懂！

随着可再生能源的快速发展，光伏电站作为绿色能源的重要组成部分，其电气设计的安全性和高效性日益受到关注。本文将带您深入了解光伏电站的接入电压等级与方式选择、并网点的设置、电能质量要求以及电网异常时的响应特性，全面解析光伏电站的电气设计要点。

接入电压等级与方式选择

低压配电网接入（≤200 kWp）

对于装机容量在200 kWp及以下的小型光伏电站，由于其发电量较小，通常采用380(400)V低压配电网直接接入。这种方式特别适合户用屋顶并网光伏发电系统，用户可根据自身需求灵活选择“净电表计量方式”或“上网电价方式”。

• 净电表计量方式：光伏发电系统优先满足用户室内负载需求，多余电量输入电网，不足时由电网补充。电表安装在用户电表之后，通过电表正反转记录电量，实现电费抵扣。
• 上网电价方式：光伏发电系统所发电力全部输入电网，用户室内负载完全由电网供电。电网公司以高电价收购光伏发电系统的电量，用户则缴纳常规低价电费。

T接方式接入（>200 kWp且≤30%线路最大输送容量）

当装机容量大于200 kWp且不超过所接入电网线路最大输送容量的30%时，采用10 kV及以上电压等级、T接方式接入电网。这种方式能有效减少输电网损，实现就地发电、就地消纳。

专线接入（>30%线路最大输送容量）

当装机容量超过拟接入的10 kV及以上电压等级配电线路最大输送容量的30%时，需按照规范要求采用专线接入电网，以确保电网的稳定性和安全性。

通过用户内部电网接入

在不具备接入公用电网条件时，经论证审定，光伏电站可以就近接入用户内部电网，再接入公用电网。这种方式需严格遵守《电力法》的相关规定。

并网点的设置与要求

无论采用何种接入方式，光伏电站与电网之间只能有一个并网点。并网点应设置易于操作、具有明显开断点的并网总断路器，以确保在需要时能够迅速切断与电网的连接。

• 有升压站系统：并网点位于升压站高压侧母线或节点。
• 无升压站系统：并网点为光伏发电系统输出汇总点。

电能质量要求

光伏发电系统向电网发送的电能质量应满足严格的标准，包括谐波、电压偏差、频率偏差、电压波动和闪变、电压不平衡度等方面的要求。

• 谐波：确保输出电流和电压的谐波水平低，避免对电网设备产生有害影响。
• 电压偏差：并网点电压偏差应符合国家标准，保障当地交流负载正常工作。
• 频率偏差：光伏系统并网后应与电网同步运行，频率偏差控制在允许范围内。
• 电压波动和闪变：公共连接点的电压波动和闪变应满足标准要求，避免对电网和用户造成不良影响。
• 电压不平衡度：光伏电站引起的电压不平衡度应控制在允许范围内，确保电网和设备的稳定运行。

电网异常时的响应特性——频率异常时的响应

当光伏电站并网点频率超出正常范围（通常是49.5Hz至50.2Hz）时，光伏电站应具备快速响应能力以确保电网和光伏设备的安全。

• 过/欠频率保护：当检测到电网接口处的频率超过设定的偏差范围时，光伏电站的过/欠频率保护装置应在0.2秒内迅速动作，断开光伏发电系统与电网的连接，防止频率异常对电网和光伏设备造成损害。

安全与保护

为了确保光伏系统和电网在异常或故障情况下的安全运行，光伏电站应配置完善的安全保护装置，并满足一系列安全标准和要求：

• 过流保护：光伏电站应具备足够的过电流承受能力，在电流达到120%倍额定电流以下时，应能连续可靠地工作至少1分钟。
• 防孤岛保护：配置防孤岛保护装置，在检测到孤岛状态时迅速断开与电网的连接，避免安全隐患和事故风险。
• 防雷和接地：防雷和接地设计应符合相关标准，安装避雷针、避雷器等防雷设备，并合理设置接地系统。
• 短路保护：设置短路保护装置，当电网发生短路故障时，逆变器应能在0.1秒内检测到过电流并迅速断开连接。
• 隔离和开关：采用可视断点的机械式开关，确保断开连接时能够清晰地看到开关状态，提高系统的可靠性和安全性。

总结

通过以上全面解析，我们可以清晰地看到光伏电站电气设计的复杂性和重要性。从接入电压等级与方式的选择，到并网点的设置与要求，再到电能质量的严格把控，以及电网异常时的快速响应与全面保护，每一个环节都直接关系到光伏电站的安全、稳定与高效运行。

本文原文来自B站