[发明专利]晶硅光伏电站大距离差直流汇流电缆差异化配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电系统中汇流电缆接线技术和直流系统技术领域，特别涉及晶硅光伏电站大距离差直流汇流电缆差异化配置方法。

背景技术

光伏电站的发电环节包括光电转换、电缆汇流、逆变器直交变换、交流升压、送出等。每个环节设计都与光伏电站发电量息息相关。光伏电站的经济性也取决于电缆、逆变器等设备部件。光伏电站电缆用量较大，如果未采用合适的电缆，不仅浪费资金，也会降低整个系统的使用寿命以及发电效率。

大型光伏电站直流系统接线方式相对比较简单，但汇流电缆用量非常大(根据工程实际情况统计，每个1MW的光伏方阵各型号直流电缆用量合计在10km左右)。常规设计中，通常晶硅电池光伏电站中的光伏串列至汇流箱、汇流箱至逆变器的汇流电缆分别采用统一规格，即不论电缆长短，分别采用4mm²、50mm²截面的电缆。

采用晶硅电池的光伏电站中，太阳电池组件经串联形成串列、再并联接入汇流箱，然后接入逆变器。中大型光伏电站，占地面积大，设备相距远，以汇流箱至逆变器之间的汇流电缆举例，接至同一逆变器的汇流电缆距离差别大，如采用同一截面电缆将会导致线路压降严重不一致，从而影响逆变器最大功率跟踪，使得部分光伏组件难以运行在最佳工作点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种晶硅光伏电站大距离差直流汇流电缆差异化配置方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，晶硅光伏电站大距离差直流汇流电缆差异化配置方法，其特征在于：提出光伏串列至直流配电柜间线路压降应趋于一致的配置原则，包括：第一，根据光伏串列与汇流箱间距离的不同选用不同截面汇流电缆(即一级电缆)，距离汇流箱近的组件串使用小截面电缆，距离汇流箱远的光伏串列使用大截面电缆；第二，根据汇流箱与直流配电柜之间距离的不同选用不同截面汇流电缆(即二级电缆)，距离直流配电柜近的使用小截面电缆，距离直流配电柜远的使用大截面电缆。

在上述技术方案中，所述晶硅光伏电站中电缆差异化配置方法包括以下步骤：

(一)定义光伏串列输出功率达到峰值功率时，输出电压为V_mpp，输出电流为I_mpp,同一个汇流箱输入侧并联的光伏串列数量个为m，同一个直流配电柜输入侧并联的汇流箱数量为n，光伏串列至汇流箱的电缆电阻为R_1i(i＝1、2、…、m)，汇流箱至直流配电柜之间的电缆电阻为R_2j(j＝1、2、…、n)；将光伏串列与同一汇流箱之间的一级电缆分为第11组、第12组、第13组、第14组，其中各组电缆长度的排列为第11组<第12组<第13组<第14组；汇流箱与同一直流配电柜之间的二级电缆分为第21组、第22组、第23组、第24组，其中各组电缆长度的排列为第21组<第22组<第23组<第24组，其中n、m为正整数；

(二)按照上述方式分组后，同一组光伏串列采用相同截面的一级电缆，同一组汇流箱采用相同截面的二级电缆；

(三)定义第21组二级电缆中，阻值最大的电缆电阻为R2_y(y∈[1,n])，该电缆编号为2y电缆，2y电缆连接的汇流箱编号为2y汇流箱；在2y汇流箱的输入侧，令第11组一级电缆中，阻值最大的电缆电阻R_1x(x∈[1,m])，该电缆编号为1x电缆；

(四)令1x电缆和2y电缆组成的支路上的电压降小于光伏串列(1)出口电压的2％，据此得到回路电压降计算公式：

I_mpp×R_1x+m×I_mpp×R_2y<0.02×V_mpp   (Ⅰ)

根据公式(Ⅰ)得到关于电阻R_1x和R_2y的不等式，采用试凑法选择合适截面的光伏串列至汇流箱电缆和汇流箱至直流配电柜电缆以使不等式(Ⅰ)成立；则可确定该光伏串列至汇流箱电缆和汇流箱至直流配电柜电缆截面；

(五)由第四步确定第21组二级电缆的截面后，固定第21组二级电缆的电缆截面，再利用公式(Ⅰ)计算接入这些汇流箱的第12组、第13组、第14组一级电缆截面；据此将该组汇流箱所接的所有光伏串列至汇流箱电缆的截面全部计算出来，最后根据光伏串列至汇流箱的电缆按电缆截面大小选择二-四组不同截面的电缆；