气象数据和光伏电站线路电流计算

光伏电站采用逐级汇流就地升压的方式运作，在设计阶段需要仔细估算光伏电站最大峰值/短路电流，进而选择导线截面以及保护元件的整定值，以兼顾系统安全和投资密度最优。直流侧最大电流就组件峰值/短路电流的有机叠加，而交流侧则是根据三相交流电的算法计算。

一、气象数据和光伏电站线路电流的关系

通常情况下，估算线路电流很少考虑当地气象数据（主要是辐照度及温度），但实际情况是，气象数据对光伏电站的线路电流是有一定影响的。

首先，光伏电站的发电单元是太阳能组件，太阳能组件的输出电流会受温度和辐照度的影响。温度越高，相应的电流输出越高（相反，电压是下降的）；同样，辐照度越高，电流越大。

其次，温度和辐照度是不稳定的，一定组合情况下，会导致电流出现较大波动。比如，某地每年八月份会出现全年最大辐照值，此时温度也相对较高，这时就会出现全年峰值/短路电流最大值，对线路及保护元件是重要的考验。

二、具体计算方法

根据上述情况，保护元件整定值、线缆截面的选择必须根据全年中半小时最大负荷参数选择。

2.1半小时最大负荷

半小时最大负荷是电力系统负荷计算时用到的术语。电力用户有功日负荷曲线可以根据有功功率表每隔半小时的读书绘制而成，为便于计算，负荷曲线多绘制成阶梯形，横坐标一般按半小时分隔，其中功率最大的半小时区间，称为半小时最大负荷。

2.2举例

某地某光伏发电项目，容量1MW，采用255W组件，短路电流8.68A，20块组件串联成一个支路，16路汇一至汇流箱，两台500KW逆变器分别连接隔离变后，通过并网柜一回380V并网。

下表是近十年该地区每月最大辐照度统计表：

从表看出，2009年8月某日的最大曝射量最大，为1364W/m²。

此时发电功率为：1000*1.364=1364KW。

2.1.1直流侧电流分别为：

①联支路最大峰值电流：

1.364×Imp=10.94A，选择4mm²光伏组件专用电缆。

②最大短路电流：

1.364×Isc=1.364*8.68=11.84A。

③汇流箱输出最大峰值电流：

16×10.94=175.04A

④汇流箱输出最大短路电流：

16×11.84A=189.44A

汇流箱电流根据最大峰值电流和线路长度选择，开关及其他保护元件根据最大短路电流等选择。

2.1.2交流侧最大线电流为：

1364KW÷0.38÷1.732÷90%（电网允许最低电压偏差率）=2302.72A

但由于逆变器有最大功率输出限制功能，因此实际最大输出功率为1100KW，所以应为：

1100KW÷0.38÷1.732÷90%（电网允许最低电压偏差率）=1869.98A

常规算法为：

1100KW÷0.38÷1.732=1671.33A

三、总结

通过上述计算可知，计算线路电流时，如果不考虑气象数据，会造成计算数据偏小，对于电缆线径选择和开关设备整定值有较大影响，进而造成电缆发热及开关设备误动，造成不必要的损失。因此，设计阶段需要综合考虑，控制好冗余，既不能过多增加初始投资，也不要引起后期运维工作量增加。