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摘要：当前光伏电气系统的优化设计得到了社会的高度重视，这是因为光伏电气系统是建筑节能的一种新趋势。在这样的背景下，光伏技术开始呈现出迅速发展的态势。当然，光伏电气系统在进行优化设计的过程中，存在的问题是比较多的，所以应该探究科学的优化设计对策，实现对光伏电气系统的优化设计。
关键词：光伏；电气系统；优化设计；方向
在科学技术水平不断提高以及社会对环保工作高度重视的背景下，国家开始越来越重视新能源。这是因为光伏是一种清洁、环保的能源材料，在加上我国对光伏产业投入了大量的资金，还出台了一些政策，所以光伏产业得到了突飞猛进的发展。
一、光伏电气系统优化设计的原则
（一）技术先进原则
在光伏电气系统优化设计中需要遵守技术先进原则。设计人员在设计中应该制定多种方案，然后对方案进行科学全面低地评估后，选择一个优的方案。这样才能达到事半功倍的节能效果。一些设计人员在设计中往往会只设计一种方案，这样单一的方案是存在很多不足的，也是很难达到理想的节能效果的。因为设计人员需要重视设计方案的选择和优化，使用设计出的方案是优质的。
(二)经济性原则
节能是当今社会所提倡的，所以在进行光伏电气系统优化设计时也应该考虑到节能。所以设计人员在进行设计时应该结合节能理念，减少资源的浪费。在光伏电气系统优化设计中不仅需要满足使用的要求，为人们的生活和工作提供便利，还需要保证投入的资金成本是比较少的，这样才能节约大量的资金。例如，计人员在设计系统时不仅需要满足人们的生产和生活需求，还需要节约能源。如果设计的系统只是能满足生产和生活的需求，不能达到节约能源的效果那么这样的设计就不是成功的。如果在光伏电气系统优化设计中投入的资金是比较多的，是会造成大量的资金浪费的，这样的光伏电气系统优化设计就不是实用和经济的。因此，光伏电气系统优化设计需要遵守实用、经济型原则。
（三)实用安全性原则
安全性关乎人们的生命和财产安全，所以在进行光伏电气系统优化设计时应该保证安全性。对用户来说安全性是比较重要的，建筑物只有是安全的，才能保证用户在是使用时是安全的。如果建筑物不是安全的，很容易对人们的生命健康造成威胁。
二、光伏电气系统优化设计
光伏电气系统设计实质是将太阳能辐射能转化为可用电能的解决系统，光伏电气系统主要分为三类系统，分别是并网光伏系统、独立光伏系统和智能微网光伏系统。
在进行光伏电气系统设计时，应该保证光伏电气系统是远离农村的、高原沙漠、单独家庭的，这样可以保证人的生命安全。光伏电气系统设计应该与建设部《建筑工程设计文件编制深度规定》的有关规定是协调一致的，在电气设计中应该包括以下内容：光伏电气系统设计说明、光伏电气系统图、光伏电池排列及连线图、部件深化图和设备安装布置图。当然这些只是一些理论性的设计方案，而在具体的实际设计工作中，尤其是民用建筑的一些设计。还应该包括光伏方阵、逆变器、储能装置和充放电控制器，所以在设计时，应该注意一个最重要的问题是充分考虑到是否为交流负荷供电。在进行光伏电气系统设计时，应该首先满足建筑整体电气设计的要求，在这个基础上，再对光伏电气系统设计进行优化。
（一）光伏方阵设计
在设计光伏方案之前需要做一个比较重要的工作是，对当地的地理、气候和太阳资源进行全面地研究，做好这个工作，才能保证设计工作是科学、合理的。在设计中应该注意一个问题，保证光伏组件的最佳倾角为偏离正南方向正负20度，如果方位角不是正南方向，可以将光伏组件水平安装。
（二）逆变器设计
如果光伏方阵朝向、问距是统一的，使用的方式是集中逆变方式，如果光伏朝向、间距不是统一的，或者会被阴影遮挡，就不能使用集中逆变的方式，可以使用分散逆变的方式。通过比较集中逆变方式和分散逆变方式发现，集中逆变方式的优点是安装便捷、维护方便、初始成本较低、输出电能质量和效率较高，缺点是系统无法准确预防系统故障，如果出现了故障，不能及时处理，系统出现了故障会使系统瘫痪，从而影响正常的工作。分散逆变的方式的优点是可以减少电能在输出过程中的损耗，对控制和维护是比较有利的，如果部门出现了故障，系统还是可以正常运转的，不影响正常的工作。但是这种方式也是存在缺点的是初始成本和发电成本都是比较高的。基于以上两种方式都有自己的优点和缺点，所以在进行逆变器设计时，应该根据实际情况选择一个科学、合理的方式。
（三）光伏接线箱设置
光伏接线箱设置在便于操作和检修的位置，它的防护等级不应低于IP54，带有数据采集功能的箱体防护等级不应低于IP65。光伏接线箱在维修光伏系统时可以对电路进行分离，这样一来可以起到保护电路的作用，延长电路的使用寿命。同时这样的方式也可以保证使用者和维修者的人身安全。
（四）交直流线缆设计
应当对线缆的特殊性能进行要求，这些特殊性能包括防蚁、防鼠、抗紫外线、耐高温等等。在光伏系统交流侧，线缆额定电压应该和系统额定电压是相同的，在光伏系统直流侧，线缆额定电压应高于光伏方阵最大输出电压的1．25倍。同时，在线缆的敷设上，应该注意一个问题是，与建筑电气系统线缆分开敷设，同时应该多在户外敷设直流测的线缆，这样做可以节约大量的资金。
（五）光伏系统保护设计
为了避免光伏系统被雷击的问题，应该在光伏电气系统中安装避雷针和避雷带。所以在进行设计时，需要考虑光伏组件、设备的防护受到防护的问题。同时，在设计中还应该保护建筑的结构安全，不破坏屋面防水，用压重增加支架的稳定性，如果屋面承重不允许采用压重的方式，则可以采用将支架与屋面结构连接的方式。
三、光伏电气系统优化设计发展方向
在光伏电气系统优化设计上，不仅需要摒弃落后的技术，使用一些先进的技术，还需要出台一些支持光伏产业的政策，为光伏电气系统的优化设计工作注入动力。
智能电网不仅会成为电网技术发展的必然趋势。也会成为社会经济发展的必然选择。在光伏发电电气系统设计中，可以引进人工智能技术，这样一来，通过人工智能技术的神经网络系统和模糊推理系统，可以监控光伏发电电气系统中的设备、线路，可以对设备、线路中出现的故障有一个全面的监测，可以及时分析故障、处理故障。减少企业的损失，保证使用者和维修者的安全。同时智能电网技术对于节约能源也是有帮助的。所以应该重视智能电网的价值，能够使用这个技术为光伏电气系统设计服务。
微电网是通过本地分布式光伏发电，向附近负荷提供电能的特殊电网，微电网也会在未来得到光伏使用。微电网的优点是高独立性、高操控性。同时微电网不仅可以独立自主地运行，也可以通过进入主网的方式和其他电源一起工作，对于提高工作效率是有帮助的，对于节约能源也是有帮助的。所以未来使用微电网也是一个必然趋势。
结语：光伏电气系统设计正在不断完善、不断发展。虽然在光电气系统设计中会出现很多问题，但是通过设计者的不懈努力，一定可以解决这些问题，也将会促进光伏产业的发展。在未来，光伏产业会呈现迅速发展的态势。
参考文献
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