氣象數(shù)據(jù)和光伏電站線路電流計(jì)算

光伏電站采用逐級匯流就地升壓的方式運(yùn)作，在設(shè)計(jì)階段需要仔細(xì)估算光伏電站最大峰值/短路電流，進(jìn)而選擇導(dǎo)線截面以及保護(hù)元件的整定值，以兼顧系統(tǒng)安全和投資密度最優(yōu)。直流側(cè)最大電流就組件峰值/短路電流的有機(jī)疊加，而交流側(cè)則是根據(jù)三相交流電的算法計(jì)算。 　　一、氣象數(shù)據(jù)和光伏電站線路電流的關(guān)系 　　通常情況下，估算線路電流很少考慮當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)（主要是輻照度及溫度），但實(shí)際情況是，氣象數(shù)據(jù)對光伏電站的線路電流是有一定影響的。 　　首先，光伏電站的發(fā)電單元是太陽能組件，太陽能組件的輸出電流會受溫度和輻照度的影響。溫度越高，相應(yīng)的電流輸出越高（相反，電壓是下降的）；同樣，輻照度越高，電流越大。 　　其次，溫度和輻照度是不穩(wěn)定的，一定組合情況下，會導(dǎo)致電流出現(xiàn)較大波動。比如，某地每年八月份會出現(xiàn)全年最大輻照值，此時(shí)溫度也相對較高，這時(shí)就會出現(xiàn)全年峰值/短路電流最大值，對線路及保護(hù)元件是重要的考驗(yàn)。 　　二、具體計(jì)算方法 　　根據(jù)上述情況，保護(hù)元件整定值、線纜截面的選擇必須根據(jù)全年中半小時(shí)最大負(fù)荷參數(shù)選擇。 　　2.1半小時(shí)最大負(fù)荷 　　半小時(shí)最大負(fù)荷是電力系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算時(shí)用到的術(shù)語。電力用戶有功日負(fù)荷曲線可以根據(jù)有功功率表每隔半小時(shí)的讀書繪制而成，為便于計(jì)算，負(fù)荷曲線多繪制成階梯形，橫坐標(biāo)一般按半小時(shí)分隔，其中功率最大的半小時(shí)區(qū)間，稱為“半小時(shí)最大負(fù)荷”。 　　2.2舉例 　　某地某光伏發(fā)電項(xiàng)目，容量1MW，采用255W組件，短路電流8.68A，20塊組件串聯(lián)成一個(gè)支路，16路匯一至匯流箱，兩臺500KW逆變器分別連接隔離變后，通過并網(wǎng)柜一回380V并網(wǎng)。 　　下表是近十年該地區(qū)每月最大輻照度統(tǒng)計(jì)表： 　　從表看出，2009年8月某日的最大曝射量最大，為1364W/m²。 　　此時(shí)發(fā)電功率為：1000*1.364=1364KW。 　　2.1.1直流側(cè)電流分別為： 　?、俾?lián)支路最大峰值電流： 　　1.364×Imp=10.94A，選擇4mm²光伏組件專用電纜。 　?、谧畲蠖搪冯娏鳎? 　　1.364×Isc=1.364*8.68=11.84A。  　?、蹍R流箱輸出最大峰值電流： 　　16×10.94=175.04A 　?、軈R流箱輸出最大短路電流： 　　16×11.84A=189.44A 　　匯流箱電流根據(jù)最大峰值電流和線路長度選擇，開關(guān)及其他保護(hù)元件根據(jù)最大短路電流等選擇。 　　2.1.2交流側(cè)最大線電流為： 　　1364KW÷0.38÷1.732÷90%（電網(wǎng)允許最低電壓偏差率）=2302.72A 　　但由于逆變器有最大功率輸出限制功能，因此實(shí)際最大輸出功率為1100KW，所以應(yīng)為： 　　1100KW÷0.38÷1.732÷90%（電網(wǎng)允許最低電壓偏差率）=1869.98A 　　常規(guī)算法為： 　　1100KW÷0.38÷1.732=1671.33A 　　三、總結(jié) 　　通過上述計(jì)算可知，計(jì)算線路電流時(shí)，如果不考慮氣象數(shù)據(jù)，會造成計(jì)算數(shù)據(jù)偏小，對于電纜線徑選擇和開關(guān)設(shè)備整定值有較大影響，進(jìn)而造成電纜發(fā)熱及開關(guān)設(shè)備誤動，造成不必要的損失。因此，設(shè)計(jì)階段需要綜合考慮，控制好冗余，既不能過多增加初始投資，也不要引起后期運(yùn)維工作量增加。