目前，地面并網光伏電站發展速度較快，在本文中，筆者即探討電氣系統在光伏電站的設計要點，以及其對于在光伏電站安全中的作用。
 

一光伏電站主接線設計的分析

在對光伏電站主接線進行設計的時候，要充分的考慮電站的裝機大小、接入系統的主要方式以及場站布置和電氣設備的主要特點等諸多因素。主接線應該遵循的原則是"供電可靠、運行靈活、節省資金、方便操作"。如果光伏電站以35kV或者更高的等級進行升壓，這個時候，光伏電站內部接線主要有1級或者2級升壓的情況，因此，應該從技術以及經濟兩個方面對主接線形式進行分析。

光伏電站光站的用電系統主要使用的是0.38kV等級，所用的接地系統是照明和和動力網絡所共同擁有的中性點。只要使用得當的技術，就能夠實現從外網引入電量。備用電源的引接主要由光伏電站發電母線完成的，在兩個電源之間應該增設備用電源自動投入裝置。如果光伏電站能用的規模不是很大，那么其所占用土地的面積也就小很多。在逆變區區域內，其負荷用電，使用低壓配電裝置進行接引；如果光伏電站的規模較大，同時所占的面積也比較大，此時電纜壓降比較大，同時選取的電纜截面也比較大，這個時候，逆變區區域內的用電應該從箱變低壓側進行接引，與此同時，相鄰的兩個箱變可以相互作為備用裝置。

二對光伏電站防雷設計的分析

（一）光伏電站的防雷

防雷工程在光伏電站中具有十分重要的作用。因此，在對光伏電站進行防雷設計的時候，應該依據相關的規定，同時遵守"整體防御、綜合治理、多層保護、層層設防"的主要原則，最大程度上防止雷擊對電站造成損害。由于雷擊破壞的方式有直擊雷擊、感應雷擊以及雷電反擊三種方式，因此，在進行防雷設計的時候，要充分的考慮到每個建筑物的特點以及不同的雷擊形式。

1、對直擊雷擊的防護

并網光伏發電工程中，光伏設備使用很多，所布設的范圍也比較的大，如果建設單獨的防雷擊裝置，其所起的作用非常有限，與此同時，若過多的架設避雷設備，還會使得工程的投資成本增加。因此，最有效的防雷方式是將光伏電站的金屬構件和站區內的地面進行連接，如果出現雷擊，與金屬構件相連接的接地線路就會把雷引到地下。對于光伏電站來說，在屋頂上裝上避雷帶，就可以實現防雷的目的。當防雷裝置和雷電接觸的時候，引下線會馬上出現高電位，進而造成避雷系統周圍低電位急劇升高，對電站工作人員以及設備造成一定的危害。因此，為了防止這種現象出現，最為簡潔的就是使用均壓環，把高電位與低電位進行連接。

2、對感應雷擊的防護

感應雷擊主要是由靜電感應造成的，同時電磁感應也能產生感應雷擊。感應雷擊會使電壓升高，進而損壞建筑物里面的電子設備。在光伏發電系統中，防止感應雷擊，應將主要工作放在確保感應雷不會通過外界線路進入到室內，從而給室內設備帶來影響。雷電入侵光伏系統主要通過兩種基本途徑，首先是通過交流并網侵入供電系統，其次是通過光伏系統的組件方陣直流入侵光伏發電系統。在這個時候，要在光伏系統的直流匯流箱以及并網逆變器的內部交流以及直流的旁邊安放避雷裝置，從而確保線路的安全。除此之外，每個箱變以及開關柜出線處都應該安裝上避雷設置，以便防止感應雷對這些地方造成破壞。

3、對雷擊反擊的防護

在對雷擊反擊進行防護的時候，要采取等電位的處理措施。所謂的等電位處理，也可以成為共地處理。也就是說在工作地、防雷區域以及保護地都要運用等電位連接的方式進行連接，以便使得每個點的電位都相等。
 

（二）光伏系統的接地研究
 

光伏系統的接地一般采用的方式是水平接地為主、垂直接地為輔的接地方式，此外，還包括邊緣閉合的方孔復合式接地網絡等。在設計接地方式的時候，一定要按照實際情況進行。通常情況下，垂直接地宜使用鍍鋅鋼管進行，并且還要和水平鋪設的扁鋼焊接相互連接。建筑屋頂的避雷帶和主電網接地的同時，還應該設置垂直地極，從而確保雷電在對電位形成沖擊的時候能夠及時的分流。此外，應該將建筑物的梁和柱鋼筋連接在一塊，這樣就實現了自然接地體和主地網的相互連接，這樣可以避免雷電對建筑物的沖擊。除此之外，還要做好接地裝置的防腐措施。接地裝置的材料可以使用熱鍍鋅材料或者銅材，這兩種材料都具有抗腐的特性。

三對光伏電站電纜鋪設的分析

大中型光伏電站體積龐大，占據的地方也比較大，如果使用輻射連接，將電站內每個單元的發電模塊和光伏發電母線進行連接的話，雖然在發電模塊出現故障時不會對整個電廠產生影響，但電纜的數量和開關柜的數量都出現了大幅度增加。為了減少電纜的鋪設數量，可以將原來的輻射連接改為"T"式進行連接。除此之外，在一些山區，需要使用綜合的鋪設方式來對電纜進行敷設。比如，某30MW地面光伏電站，這個電站的場地不是平整的，有一定的高低起伏。如果運用全程電纜的方式，不僅施工的難度比較大，同時所花費的費用也比較高。在對某光伏電站的地形進行認真的勘測后，明確了使用架空線路再加上直埋的方式。在電纜敷設的時候，要科學的對電路的路徑進行規劃，盡量使得線路最短，從而節省電纜。經過設計之后，35kV電纜僅僅需要1.6千米，架空線路是5千米，這樣就可以節省很大一筆資金。
 

對于平地上的光伏電站的電纜敷設方式一般使用直埋的方式進行。直埋電纜應該鋪設到凍土的下面。當前，大部分的光伏電站都處于我國的西北方，那里的凍土比較深，如果直接將電纜埋入地下的話，會消耗非常大的工程量。所以，此時就應該使用耐寒的電纜。耐寒電纜在敷設時，要預留出一定的量。此外，為了確保電纜不會被凍壞，電纜上應該加蓋一層保護管。這樣一來，不僅能夠節約很大一部分資金，同時還能夠確保電纜正常運行。對于山地光伏電站來說，電纜的敷設最好使用電纜橋架與直埋相互結合的方式進行。電纜橋架應該沿著地勢起伏的高低進行敷設，與此同時，還應該充分的考慮散水以及雜草對電纜敷設的影響，要保證其高度在40公分以上。對于電纜橋架的材料，最好使用鍍鋅橋架或者是玻璃鋼橋架。

結語

綜上所述，隨著可再生能源的不斷開發及利用，以太陽能利用為基礎的光伏電站開始大量出現。光伏電站是將光能轉化為電能的媒介，所以加強對光伏電站電氣系統設計研究，對于保證電力系統的正常運行，具有重要意義。在本文中，筆者從主接線、防雷及電纜鋪設等三方面，探討了地面并網光伏電站電氣系統設計要點，希望能為光伏產業的發展提供一定的參考。