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技術(shù)文章
如何計(jì)算光伏電纜電壓降及系統(tǒng)線路損耗
點(diǎn)擊次數(shù)：2106 發(fā)布時(shí)間：2023-7-4
什么是電壓降
電壓降又稱為電壓差或電位差，符號(hào)為ΔU，單位伏特（V），是描述電場力移動(dòng)電荷做功大小的電氣物理量。任意兩點(diǎn)的電位差即是兩點(diǎn)間的電壓降。 U1為起點(diǎn)電壓，U2為終點(diǎn)電壓，則該段線路的電壓降為ΔU=U1-U2。 拓展：在高壓輸電系統(tǒng)中，為了降低線路損耗，發(fā)電量機(jī)組輸出電壓U1一般比電網(wǎng)標(biāo)稱電壓Un高出5%~10%，以平衡線路損耗，使末端電壓仍接近電網(wǎng)標(biāo)稱電壓。
電壓降是怎么產(chǎn)生的
當(dāng)電流通過用電設(shè)備后(電阻)，其設(shè)備兩端產(chǎn)生的壓差稱其為電壓降。電流通過導(dǎo)體(或用電器)的時(shí)候，會(huì)受到一定的阻力，但在電壓的作用下，電流能夠克服這種阻力順利通過導(dǎo)體(或用電器)。 但遺憾的是，流過串聯(lián)電阻(或用電器)后，電壓再也沒有以前那么高了，它下降了。而且電阻越大，電壓差變化的就越大。所以電流流過電阻（或用電器）上的電流，其產(chǎn)生電壓大小的差別，就叫“電壓降"。 可見，“電壓降"就是電流通過線路時(shí)損耗了電力，產(chǎn)生的電壓降落，稱為“電壓降"。
電壓降對光伏系統(tǒng)的影響
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，比如組件、逆變器、電纜的質(zhì)量、安裝朝向方位角、傾斜角度、陰影遮擋、組件和逆變器配比系統(tǒng)方案、并網(wǎng)電壓等等各種因素都有可能。光伏電站設(shè)計(jì)使用年限25年，可見電纜選型對光伏系統(tǒng)的發(fā)電量影響尤為重要。 設(shè)計(jì)人員在電纜設(shè)計(jì)選型時(shí)，往往只考慮電纜的載流量是否滿足計(jì)算電流要求，而忽略了線路功率損耗對整個(gè)光伏系統(tǒng)發(fā)電量的影響。 一般來說，較為專業(yè)的業(yè)主會(huì)要求光伏交直流系統(tǒng)的線路損耗要控制在5%以內(nèi)，苛刻的要求達(dá)到2%以內(nèi)，以達(dá)到發(fā)電量收益大化。為此設(shè)計(jì)上要選用電阻率較小的導(dǎo)線，電纜截面要有足夠的線徑。在高壓系統(tǒng)中往往也同時(shí)考慮導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)電流密度。
光伏系統(tǒng)的組成
一般來說光伏系統(tǒng)由直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)組成。例如某個(gè)20kW小型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，DC側(cè)由40塊550Wp單晶硅光伏組件及直流電纜組成，AC側(cè)由1臺(tái)20kW組串式逆變器和1臺(tái)并網(wǎng)配電箱及交流電纜組成。 光伏組件以20塊2串方式接入逆變器，容配比為1:1.2。 組串至逆變器采用PV1-F-1*4mm2電纜電氣連接，逆變器至并網(wǎng)配電箱采用ZC-YJV-4*10mm2電纜電氣連接。
如何計(jì)算光伏電纜電壓降
一般來說，計(jì)算線路的壓降并不復(fù)雜，可按以下步驟： 1.計(jì)算線路電流I I=P/1.732*U*cosθ 其中：P-功率(kW)；U-電壓(kV)；cosθ-功率因素，光伏輸出電能質(zhì)量較高，功率因素可以忽略不計(jì)，即cosθ=1。 2.計(jì)算線路電阻R R=ρ*L/S 其中：ρ-導(dǎo)體電阻率（銅芯電纜ρ=0.01740，鋁導(dǎo)體ρ=0.0283）；L-線路長度(m)；S-電纜的標(biāo)稱截面（mm2） 3.計(jì)算線路壓降（簡單實(shí)用） 線路壓降計(jì)算公式：ΔU=I*R，I-線路電流；L-線路長度 為便于計(jì)算，電纜長度取整數(shù)。
光伏系統(tǒng)線路損耗計(jì)算
在計(jì)算出電壓降時(shí)，我們就可以知道怎么計(jì)算該系統(tǒng)的電能損耗了。 光伏系統(tǒng)線損按下列公式計(jì)算： P損Max=（P直損+P逆交損）/P裝機(jī)容量 * 100% 其中： P損Max—單臺(tái)逆變器最大線損，kW； P逆直損—逆變器直流側(cè)所有回路線損總和，kW； P逆交損—逆變器交流側(cè)至交流并網(wǎng)配電箱之間線損，kW； P裝機(jī)容量 —逆變器直流側(cè)所接光伏組件容量，kW； 下面是計(jì)算過程： 