光【guāng】伏系统【tǒng】安装之后,用【yòng】户【hù】最关心【xīn】就是发【fā】电量,因为它直接关系到用户的投【tóu】资回报,影响发电量的因素很多,组件、逆【nì】变器、电缆的【de】质量【liàng】、安装朝向方位【wèi】角【jiǎo】、倾斜角度、灰尘、阴影遮挡、组件和逆变器配比系统方案、线路【lù】设【shè】计【jì】、施工、电网电压等等各种因素都有可能【néng】,本系列文章将根据实际案例一一探讨各种因素。

本文主要讨论电缆选型错误对发电量的影响
案例现场
【科普】光伏系统中,电缆选型为什么会影响发电量?有一个光伏扶贫电站,装机容量是110kW,使用2台30kW逆变器和【hé】1台50kW逆变【biàn】器,采用全额上【shàng】网的方式,通过并网柜,接入变电站【zhàn】的【de】低压端【duān】,并网后,安装方发现【xiàn】电站【zhàn】发电量偏低,联系到【dào】逆变器厂家,售后客服人员在现场检测【cè】,分别【bié】只开启一【yī】台逆变【biàn】器,此【cǐ】时【shí】并网电压【yā】不【bú】高于440伏,3台【tái】机器均能正常运行【háng】,没有出现待机【jī】重连的现象【xiàng】,这说明逆【nì】变器本身【shēn】是没有问【wèn】题的。

逆变器没有任何问题,发电量偏低的主要原因是当【dāng】3台【tái】逆变器电站【zhàn】同时工【gōng】作功率增加时,电网电压也会【huì】随【suí】之升高,当达到国家【jiā】标准所【suǒ】规定的最高限制【zhì】时,启【qǐ】动保护机制【zhì】,逆变器【qì】停机或者限【xiàn】额运行,造成发电量【liàng】偏低。

为什么光伏输出功率增加时,电网电压会升高?虽【suī】然问题不是出在逆变器【qì】上,但逆变【biàn】器【qì】厂家为了协助客户【hù】找出真【zhēn】正的原因【yīn】,从线【xiàn】路上【shàng】进行了仔细检查,经【jīng】排查,组件【jiàn】、逆变器、开关【guān】设计选型都正【zhèng】常,问题【tí】出在逆变器【qì】到箱变这一段电缆上,电缆【lǎn】截面积达不到要求,未改【gǎi】进的线路【lù】如【rú】下图所示。

【科普】光伏系统中,电缆选型为什么会影响发电量?

逆【nì】变【biàn】器交流侧线缆【lǎn】,应该使用交流电缆,50KW逆变器原来【lái】的4*6平方【fāng】直流PV线缆,应该换成4*35平【píng】方【fāng】铜线,两台30KW逆变器【qì】原来的4*6方直流PV线【xiàn】缆,应该换成【chéng】4*16平【píng】方铜线。

【科普】光伏系统中,电缆选型为什么会影响发电量?

(表一 逆变器输出线缆线径选择参考对照表)

2个交流配电箱到交【jiāo】流并网柜的【de】距离分别为【wéi】30米和110米【mǐ】,使用的【de】线缆都是4*50平方铝线,能【néng】达到要求。

变压器至电表箱并网点距离大【dà】约600米,电线杆上使用4*35mm²铝线,线径过细,成为【wéi】该电站现【xiàn】象【xiàng】的【de】根因所在,逆变器交流【liú】侧线缆整改后,问【wèn】题继续存【cún】在。

在30℃时,铝的电阻率约p=2.8×10^-8,

则600米铝电缆,35mm²铝线600米电阻为

R=Lp/S=600×2.8×10^-8/(35×10^-6)=0.48欧姆。50mm²铝线100米R=Lp/S=100×2.8×10^-8/(50×10^-6)=0.056欧姆,加上其它电缆及开关【guān】的【de】电阻【zǔ】,总【zǒng】值约【yuē】 0.54欧姆.

在农【nóng】村【cūn】地区,各户距离【lí】较远,为了【le】照顾【gù】远的【de】地方,箱【xiāng】变端【duān】电网电压一般都【dōu】比较高,在420V左右。逆变器是一个电流【liú】源,为了向【xiàng】电网输送电流【liú】,逆变【biàn】器【qì】的输出电压要比箱变的电压高,逆变器的输出电压=电缆损耗【hào】电压+箱变【biàn】电压。电缆损耗电压=电流*电阻。

【科普】光伏系统中,电缆选型为什么会影响发电量?

从上表可以看到【dào】,随着功【gōng】率的增加,如果电缆不整改,逆变器的输出电压也会【huì】随之增加【jiā】,如果要【yào】符【fú】合国【guó】家标准,必须到逆【nì】变器的电压降【jiàng】到【dào】460V以内,电【diàn】缆损耗电压只【zhī】有40V,经计算,110kW交流输出电缆如【rú】果【guǒ】大于【yú】700米,电缆面积必须【xū】要用【yòng】120平【píng】方才可以。

电缆设计选型的原则
【科普】光伏系统中,电缆选型为什么会影响发电量?1)电缆的耐压值要大于系统的最高电压。如380V输出的交流电【diàn】缆,要选举450/750V的电缆。2)光伏方阵内部和方【fāng】阵【zhèn】之间的【de】连接【jiē】,选取【qǔ】的电缆额定电流为计算所得电缆中最【zuì】大连续【xù】电流的1.56倍

3)交流负【fù】载的连接【jiē】,选取【qǔ】的电缆额定电流为计【jì】算所得电缆中【zhōng】最大连续【xù】电【diàn】流的1.25倍

4)考虑温度对电缆的性能的影响。温【wēn】度越高,电缆的载【zǎi】流量就【jiù】越少,电缆要尽量安装在通风散【sàn】热的【de】地方。

5)考虑电压降不要超过2%

分布式光伏常用逆变器电缆选择:【科普】光伏系统中,电缆选型为什么会影响发电量?