光伏系统中电缆选型为什么会影响交流电压

 光伏系统安装之后，用户最关心就是发电量，因为它直接关系到用户的投资回报，影响发电量的因素很多，组件，逆变器，电缆的质量，安装朝向方位角，倾斜角度，灰尘，阴影遮挡，组件和逆变器配比系统方案，线路设计，施工，电网电压等等各种因素都有可能，本系列文章将根据实际案例一一探讨各种因素。本文主要讨论电缆设计错误对发电量的影响。

案例现场，有一个光伏扶贫电站，装机容量是110kW，使用2台30kW逆变器和1台50kW逆变器，采用全额上网的方式，通过并网柜，接入变电站的低压端，并网后，安装方发现电站发电量偏低，联系到逆变器厂家，售后客服人员在现场检测，分别只开启一台逆变器，此时并网电压不高于440伏，3台机器均能正常运行，没有出现待机重连的现象，这说明逆变器本身是没有问题的。

逆变器没有任何问题，发电量偏低的主要原因是当3台逆变器电站同时工作功率增加时，电网电压也会随之升高，当达到国家标准所规定的最高限制时，启动保护机制，逆变器停机或者限额运行，造成发电量偏低。

如什么光伏输出功率增加时，电网电压会升高，尽管不是逆变器的问题，但逆变器厂家的售后服务工程师凭着职业道德和长期的工作经验，从线路上一一检查，帮助客户找出问题，经排查，组件，逆变器，开关设计选型都正常，问题出在逆变器到箱变这一段电缆上，电缆截面积达不到要求，未改进的线路如图所示。

逆变器交流侧线缆，应该使用交流电缆，50KW逆变器原来的4*6平方直流PV线缆，应该换成4*35平方铜线，两台30KW逆变器原来的4*6方直流PV线缆，应该换成4*16平方铜线。


2个交流配电箱到交流并网柜的距离分别为30米和110米，使用的线缆都是4*50平方铝线，能达到要求。

变压器至电表箱并网点距离大约600米，电线杆上使用4*35mm铝线，线径过细，成为该电站现象的根因所在，逆变器交流侧线缆整改后，问题继续存在，在30℃时，铝的电阻率约p＝2.8×10^-8，则600米铝电缆，35mm铝线600米电阻为R=Lp/S=600×2.8×10^-8/(35×10^-6)=0.48欧姆。50mm铝线100米R=Lp/S=100×2.8×10^-8/(50×10^-6)=0.056欧姆，加上其它电缆及开关的电阻，总值约 0.54欧姆。

在农村地区，各户距离较远，为了照顾远的地方，箱变端电网电压一般都比较高，在420V左右。逆变器是一个电流源，为了向电网输送电流，逆变器的输出电压要比箱变的电压高，逆变器的输出电压=电缆损耗电压+箱变电压。电缆损耗电压=电流*电阻。


从上表可以看到，随着功率的增加，如果电缆不整改，逆变器的输出电压也会随之增加，如果要符合国家标准，必须到逆变器的电压降到460V以内，电缆损耗电压只有40V，经计算，110kW交流输出电缆如果大于700米，电缆面积必须要用120平方才可以。

电缆设计选型的原则：

1） 电缆的耐压值要大于系统的最高电压。如380V输出的交流电缆，要选举450/750V的电缆

2）光伏方阵内部和方阵之间的连接，选取的电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.56倍。

3）交流负载的连接，选取的电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.25倍。

4）考虑温度对电缆的性能的影响。温度越高，电缆的载流量就越少，电缆要尽量安装在通风散热的地方。

5）考虑电压降不要超过2%.