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發(fā)布時間：2022-01-18 16:46:05
光伏系統(tǒng)安裝之后，用戶最關(guān)心就是發(fā)電量，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到用戶的投資回報(bào)，影響發(fā)電量的因素很多，組件、逆變器、電纜的質(zhì)量、安裝朝向方位角、傾斜角度、灰塵、陰影遮擋、組件和逆變器配比系統(tǒng)方案、線路設(shè)計(jì)、施工、電網(wǎng)電壓等等各種因素都有可能，本系列文章將根據(jù)實(shí)際案例一一探討各種因素。
本文主要討論電纜選型錯誤對發(fā)電量的影響。
案例現(xiàn)場
有一個光伏扶貧電站，裝機(jī)容量是110kW，使用2臺30kW逆變器和1臺50kW逆變器，采用全額上網(wǎng)的方式，通過并網(wǎng)柜，接入變電站的低壓端，并網(wǎng)后，安裝方發(fā)現(xiàn)電站發(fā)電量偏低，聯(lián)系到逆變器廠家，售后客服人員在現(xiàn)場檢測，分別只開啟一臺逆變器，此時并網(wǎng)電壓不高于440伏，3臺機(jī)器均能正常運(yùn)行，沒有出現(xiàn)待機(jī)重連的現(xiàn)象，這說明逆變器本身是沒有問題的。
逆變器沒有任何問題，發(fā)電量偏低的主要原因是當(dāng)3臺逆變器電站同時工作功率增加時，電網(wǎng)電壓也會隨之升高，當(dāng)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的最高限制時，啟動保護(hù)機(jī)制，逆變器停機(jī)或者限額運(yùn)行，造成發(fā)電量偏低。
為什么光伏輸出功率增加時，電網(wǎng)電壓會升高?雖然問題不是出在逆變器上，但逆變器廠家為了協(xié)助客戶找出真正的原因，從線路上進(jìn)行了仔細(xì)檢查，經(jīng)排查，組件、逆變器、開關(guān)設(shè)計(jì)選型都正常，問題出在逆變器到箱變這一段電纜上，電纜截面積達(dá)不到要求，未改進(jìn)的線路如下圖所示。
逆變器交流側(cè)線纜，應(yīng)該使用交流電纜，50KW逆變器原來的4*6平方直流PV線纜，應(yīng)該換成4*35平方銅線，兩臺30KW逆變器原來的4*6方直流PV線纜，應(yīng)該換成4*16平方銅線。
(表一 逆變器輸出線纜線徑選擇參考對照表)
2個交流配電箱到交流并網(wǎng)柜的距離分別為30米和110米，使用的線纜都是4*50平方鋁線，能達(dá)到要求。
變壓器至電表箱并網(wǎng)點(diǎn)距離大約600米，電線桿上使用4*35mm²鋁線，線徑過細(xì)，成為該電站現(xiàn)象的根因所在，逆變器交流側(cè)線纜整改后，問題繼續(xù)存在。
在30℃時，鋁的電阻率約p=2.8×10^-8，則600米鋁電纜，35mm²鋁線600米電阻為R=Lp/S=600×2.8×10^-8/(35×10^-6)=0.48歐姆。50mm²鋁線100米R=Lp/S=100×2.8×10^-8/(50×10^-6)=0.056歐姆，加上其它電纜及開關(guān)的電阻，總值約 0.54歐姆.
在農(nóng)村地區(qū)，各戶距離較遠(yuǎn)，為了照顧遠(yuǎn)的地方，箱變端電網(wǎng)電壓一般都比較高，在420V左右。逆變器是一個電流源，為了向電網(wǎng)輸送電流，逆變器的輸出電壓要比箱變的電壓高，逆變器的輸出電壓=電纜損耗電壓+箱變電壓。電纜損耗電壓=電流*電阻。
從上表可以看到，隨著功率的增加，如果電纜不整改，逆變器的輸出電壓也會隨之增加，如果要符合國家標(biāo)準(zhǔn)，必須到逆變器的電壓降到460V以內(nèi)，電纜損耗電壓只有40V，經(jīng)計(jì)算，110kW交流輸出電纜如果大于700米，電纜面積必須要用120平方才可以。
電纜設(shè)計(jì)選型的原則
1)電纜的耐壓值要大于系統(tǒng)的最高電壓。如380V輸出的交流電纜，要選舉450/750V的電纜。
2)光伏方陣內(nèi)部和方陣之間的連接，選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.56倍。
3)交流負(fù)載的連接，選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.25倍。
4)考慮溫度對電纜的性能的影響。溫度越高，電纜的載流量就越少，電纜要盡量安裝在通風(fēng)散熱的地方。
5)考慮電壓降不要超過2%。