要穩(wěn)定運營百萬瓦（MW）級光伏發(fā)電業(yè)務(wù)并提高盈利能力，發(fā)電運營商必須具備電氣設(shè)備知識，構(gòu)建并運營適合的光伏發(fā)電系統(tǒng)。日本最大的MW級光伏逆變器（PCS）廠商東芝三菱電機產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)（TMEIC）的技術(shù)人員、同時也是“百萬光伏商務(wù)網(wǎng)”顧問的伊丹卓夫，將通過本連載解答光伏電站的一些基本技術(shù)問題。 

首先，雷電對光伏電站造成的影響分為兩種，分別為“直擊雷”和“感應(yīng)雷”。正如其名稱，直擊雷是指光伏發(fā)電系統(tǒng)直接遭到雷擊；感應(yīng)雷是指附近遭到雷擊時，雷擊產(chǎn)生的電能經(jīng)由光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的輸電線及接地電線等傳導(dǎo)，對發(fā)電設(shè)備施加遠遠超過額定水平的電壓，從而對設(shè)備造成損傷。

關(guān)于直擊雷，通過在設(shè)計時降低光伏系統(tǒng)距離地面的高度，基本上可以避免。與風車等不同，地面高度較低的MW級光伏電站幾乎沒有發(fā)生過遭到雷擊的事例，可以說直擊雷對其基本不會造成影響。但在山區(qū)等場所的光伏電站仍有可能遭到雷擊，這時就需要采取在太陽能電池板周圍安裝避雷針或避雷導(dǎo)體的措施了。

感應(yīng)雷方面，落到光伏電站附近的建筑物或地面的雷電會導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備接地部分的電勢（與基準點相比的某一點的電壓）上升，感應(yīng)電勢會導(dǎo)致PCS等發(fā)電設(shè)備內(nèi)的主電路產(chǎn)生過渡性異常高電壓——浪涌電壓。這種電壓會破壞發(fā)電設(shè)備內(nèi)的絕緣部分，導(dǎo)致設(shè)備損壞。

作為其對策，一般會在接線盒及PCS中配備應(yīng)對入侵的感應(yīng)雷浪涌電壓的避雷器（SPD）。避雷器采用施加一定水平以上的電壓便會發(fā)生短路的機制，來防止發(fā)電設(shè)備遭損壞。而且，PCS上還安裝了可讓不穩(wěn)定的太陽光能趨于穩(wěn)定的大容量電容器，這種設(shè)備對抑制浪涌電壓也起到了重要作用。

PCS配備了過電壓、過電流保護裝置，會斷開直流電路來防止雷擊導(dǎo)致事故擴大，但重要的是，發(fā)生故障后如何盡快修復(fù)，從而使發(fā)電損失降至最低。TMEIC通過將保護裝置啟動10μs之前的電壓及電流波形保存在存儲卡內(nèi)，來掌握入侵的浪涌能量，并在短時間內(nèi)鎖定發(fā)生故障的部件，由此縮短了修復(fù)時間（圖）。

發(fā)生雷擊等事故時，會將保護裝置啟動10μs之前的電壓及電流波形保存在存儲卡內(nèi)，在短時間內(nèi)鎖定發(fā)生故障的部件（資料來源于作者）（點擊放大）
此外，還可以在應(yīng)對用來發(fā)送監(jiān)視信號等的金屬電線的浪涌電壓時，采取配備SPD（浪涌保護器）的措施。

此外，遠程監(jiān)控用監(jiān)視器的通信一般會使用光纜，而不是容易受雷擊影響的金屬線纜。（特約撰稿人：伊丹 卓夫，東芝三菱電機產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)）