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光伏電站能量傳輸流程里各環節電壓等級的變化趨勢——淼可森
這是一個非常經典的光伏電站電氣結構問題。在整個能量傳輸流程中，電壓等級的變化趨勢可以清晰地分為直流側升壓、直流變交流和交流側升壓三個主要階段。
下面我們來詳細分解各個環節的電壓變化趨勢：
總趨勢概括：
組件 (低直流電壓) → 匯流箱 (直流電壓小幅提升/匯集) → 逆變器 (直流中壓 → 交流低壓) → 升壓變 (交流低壓 → 交流高壓) → 電網 (交流高壓)
各環節詳細分析：
1. 光伏組件
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電壓性質：直流電
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電壓等級：低電壓
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一塊標準的光伏組件，工作電壓通常在30V至40V之間（如72片電池片的組件），開路電壓可達40V以上。
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在電站中，為了減少損耗和提高效率，會將多塊組件串聯起來，形成一個“組串”。一個組串的電壓就是所有單個組件電壓之和。
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典型值：一個由20-30塊組件串聯的組串，其直流工作電壓可達600V ~ 1500V。目前主流的大型電站普遍采用1500V直流系統。
變化趨勢：從單個組件的低電壓，通過串聯提升到較高的直流組串電壓。
2. 匯流箱
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電壓性質：直流電
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電壓等級：與輸入組串電壓基本一致
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匯流箱的主要功能是將多個光伏組串并聯在一起，匯集電流。
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并聯的特性是電壓不變，電流相加。因此，匯流箱輸出端的直流電壓與輸入的單個組串電壓基本相同（忽略線損導致的微小壓降）。
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它的主要作用是實現“多串匯一”，方便布線和管理。
變化趨勢：電壓基本保持不變，主要功能是匯集電流。
3. 逆變器
這是整個流程中能量形式發生根本轉變的環節。
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輸入端（DC側）：
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電壓性質：直流電
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電壓等級：直流中高電壓（例如，600V, 1000V, 1500V）。這是從匯流箱來的直流電。
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輸出端（AC側）：
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電壓性質：交流電
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電壓等級：交流低電壓。逆變器將直流電轉換成工頻交流電，其輸出電壓通常是三相380V（對于分布式小型電站）或更高一些如480V、540V等，但總體上屬于低壓交流電范疇，以便與升壓變壓器的低壓側匹配。
變化趨勢：實現【直流電→交流電】的轉換，電壓等級從直流中高電壓轉變為交流低電壓。
4. 升壓變壓器
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電壓性質：交流電
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電壓等級：從低電壓升至高電壓
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低壓側：連接逆變器的輸出端，通常為400V或690V等低壓。
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高壓側：升至電網接入所需的電壓等級。根據電站規模和接入點要求，通常是10kV, 35kV，甚至110kV或更高。
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目的：為了遠距離輸電并減少線損，必須將電壓升高。
變化趨勢：實現【交流低壓→交流高壓】的轉換，電壓等級大幅提升。
5. 電網
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電壓性質：交流電
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電壓等級：高電壓
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接收從升壓變壓器高壓側輸送過來的電能，并入區域電網進行分配。電壓等級固定，由電網決定（如10kV, 35kV, 110kV等）。
變化趨勢：電壓等級與升壓變壓器輸出端一致，保持高壓傳輸狀態。
總結與示意圖
為了更直觀地理解，可以看下面的簡化示意圖：
記憶點：
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直流側：通過組件串聯提升電壓。
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逆變環節：完成直流到交流的質變，電壓降至交流低壓。
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交流側：通過變壓器再次大幅提升電壓至電網等級。
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