光伏发电系统依据其并网方式可细化为单相并网光伏发电系统与三相并网光伏发电系统,这种划分通常基于系统的装机容量。对于额定功率小于5KW的小型系统,业界普遍倾向于采用单相并网方式,因其设计简单、成本效益较高;而针对5KW及以上的大型或中型系统,则更倾向于选择三相并网系统,那么二者有何区别呢?
在电力系统中,“相”这一术语特指三相交流电中的三根主要导体,即三相火线,通常标记为A、B、C或L1、L2、L3。这三根火线承载着相位差为120度的交流电流,共同构成了电力系统中的三相电源,是电力传输与分配的基础。
变压器作为电力系统中至关重要的设备,其标准输出配置通常包括三根这样的火线,它们各自携带着不同相位的交流电。与此同时,变压器还会输出一根零线(N线),这条线在电气系统中扮演着重要的角色,作为电流的回路路径,确保电流能够安全、高效地流回电源。零线与地之间通常保持接近零的电压差,但在某些情况下,由于负载不平衡或系统接地方式的不同,零线上也可能带有一定的电流。
此外,为了增强电力系统的安全性,特别是保护人身安全免受电击威胁,许多变压器还会特别引出一根地线(PE)。地线是直接与大地相连的导体,其主要功能是为电气设备提供一个低阻抗的接地路径,以便在设备发生漏电或故障时,能够迅速将故障电流导入大地,从而避免对人员或设备造成损害。地线的引入是电气安全规范中的重要一环,对于确保电力系统的安全运行具有不可或缺的作用。
单相由一条火线和一条零线组成,“单”就是指三相里的任意一相,A-N、B-N、C-N之间的标准电压是220V。
两相也称双相,三相中的任意两相火线(A-B、B-C、A-C)组成,电压为380V,日常见到的不多,如电焊机就是使用两条火线380V的电器。
三相就是三条火线,用ABC来表示,如果只是三相电压则为380V,也称三相三角形;若除了三条火线外还有一条零线,电压也就有了220V和380V,也就是三相星形连接。
B、C三相之间的相位角互为120度,在电气空间上是对称的。380V为线电压,220V为相电压,两者之间计算公式如下,逆变器表示中也会有400V/230V,也是同样计算方式。
在安装三相逆变器时,常听到三相四线、三相五线,“线”常见的有以下几种类型:
***单相双线:一根火线+一根零线。
***单相三线:一根火线+一根零线+一根地线。
***三相三线:三根火线,多是10KV以上线路。
***三相四线:三根火线+一根零线,主要是380V/220V(400V/230V)低压线路,用工作零线N兼作接地保护线PE,可以称作保护中性线,用NPE表示,适用于三相负载基本平衡的用电场所。
***三相五线:三根火线+一根零线+一根地线,把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统,用于安全要求较高,用电设备要求接地的场所。
通常,单相并网逆变器并入的是单相双线、单相三线电网线路。三相并网逆变器并入的是三相四线以及三相五线电网线路。
还有一种中高压并网三相逆变器,如480V/800V并网,则是需要增加对应升压变压器接入三相三线电网(10KV以上)。
在选择逆变器以匹配分布式光伏应用场景时,需精准对接电网条件与系统容量,以最大化系统效能。具体选型策略如下:
***家庭及小型庭院:鉴于其装机容量较小,推荐采用单相组串式逆变器,以简化安装与维护流程。
***大面积屋顶(具备三相电网):当屋顶面积充足且电网支持三相接入时,小三相逆变器成为优选,既能有效利用三相电网资源,又保持系统灵活性。
***工商业屋顶及复杂地形项目:对于工商业屋顶、山地及大棚等复杂场景,考虑到朝向多样、易遮挡及装机容量较大等特点,推荐采用大三相多路MPPT组串式逆变器,以灵活应对多变的发电环境,支持低压至中压多种并网需求。
***大型地面及荒漠电站:在此类大规模应用中,强调效率与成本效益,故推荐选用大型组串式逆变器或集中式逆变器。这两种方案均能有效提升整体发电效率,并适应大规模电站的运维需求。