8 MW分布式光伏電站設(shè)計(jì)

8MW分布式光伏電站設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑赑vsyst軟件并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)敦煌區(qū)8MW分布式光伏電站。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容閱讀教材中的大型光伏電站的構(gòu)成和組態(tài)。三、總體技術(shù)方案“集中安裝建設(shè),多支路上網(wǎng)”

●在電氣線路上,分為8個(gè)獨(dú)立的1MWp分系統(tǒng),分別發(fā)電上網(wǎng);

●1MWp分系統(tǒng)包括5個(gè)200kWp的發(fā)電單元、一臺1000kVA變壓器;

●每個(gè)發(fā)電單元由200kWp組件、200kVA并網(wǎng)逆變器組成,輸出0.4kV三相交流電.

特點(diǎn):●每個(gè)200kWp的發(fā)電單元即是一個(gè)低壓并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)*直接并網(wǎng)給用戶供電,*經(jīng)變壓器升壓后并入高壓電網(wǎng)●8個(gè)獨(dú)立的1MWp并網(wǎng)光伏分系統(tǒng)之間沒有任何電氣聯(lián)系.*可分別實(shí)施工程建設(shè)及運(yùn)行與維護(hù)管理;*局部故障檢修時(shí)不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行.●可靈活地以各種“交鑰匙工程”方式進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè):*整體承包、分系統(tǒng)承包、單個(gè)發(fā)電單元分包等.

●便于進(jìn)行各種不同元器件設(shè)備、不同技術(shù)設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能評估.*國產(chǎn)設(shè)備和進(jìn)口設(shè)備;*晶體硅、非晶硅、及其他組件;*不同安裝方式(固定式、單軸跟蹤及全跟蹤等)四、實(shí)驗(yàn)儀器與器件1臺PC機(jī)，Pvsyst軟件五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟(1)設(shè)計(jì)框圖（2）系統(tǒng)構(gòu)成

●光伏陣列:包括太陽電池組件、支承結(jié)構(gòu)(支架及基礎(chǔ)等)、接線箱、電纜電線等;●直流-交流逆變設(shè)備:包括直流屏、配電柜、并網(wǎng)逆變器等;●升壓并網(wǎng)設(shè)施:包括升壓變壓器、戶外真空斷路器、高壓避雷器等;

●控制檢測系統(tǒng):包括系統(tǒng)控制裝置、數(shù)據(jù)檢測及處理與顯示系統(tǒng)、遠(yuǎn)程信息交換設(shè)備等;

●附屬設(shè)施:防雷及接地裝置、清潔設(shè)備、廠房及辦公室、圍欄、通道及道路等.（3）主要設(shè)備及其主要技術(shù)要求█太陽電池組件:◆總?cè)萘?MWp.優(yōu)選晶體硅組件.適量試用其他組件.█支承結(jié)構(gòu):◆足夠的強(qiáng)度;防腐蝕.█并網(wǎng)逆變器:◆有最大功率跟蹤(MPPT)功能;效率＞93％.█升壓變壓器:█控制檢測及遠(yuǎn)程信息交換:◆

采集并記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，如氣象資料、電性能參數(shù)、設(shè)備工作狀態(tài)等;◆

執(zhí)行相關(guān)的控制操作,如切合逆變器的輸出、太陽電池方陣的輸出,◆有自動(dòng)跟蹤時(shí)太陽電池方陣的跟蹤控制等;◆

系統(tǒng)故障的自動(dòng)保護(hù)功能,記錄并保存故障信息,發(fā)送報(bào)警信號;◆遙控、遙測等遠(yuǎn)程信息交換功能.█機(jī)房與辦公室:█防雷及接地保護(hù):◆

符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)要求;◆

直流側(cè)與交流側(cè)都需有接地保護(hù);◆有足夠的防雷保護(hù)范圍,并且不得遮擋光電場的太陽輻射.█場地道路:█防護(hù)圍欄:◆

足夠的高度和強(qiáng)度以滿足防護(hù)要求;◆距光伏方陣有一定的距離以免遮擋光電場的太陽輻射.（4）發(fā)電量預(yù)測

1.

氣象資料表2.敦煌地區(qū)太陽輻射數(shù)據(jù)表2.傾斜面光伏陣列表面的太陽輻射量:從氣象站得到的資料,一般為水平面上的太陽輻射量,須換算成光伏陣列傾斜面的輻射量,才能進(jìn)行光伏系統(tǒng)發(fā)電量的計(jì)算.

計(jì)算日輻射量的公式:Rβ=S×[sin(α-β)/sinα]+D式中;Rβ—傾斜方陣面上的太陽總輻射量D—散射輻射量,假定D與斜面傾角無關(guān);S—水平面上的太陽直接輻射量β—方陣傾角α—中午時(shí)分的太陽高度角.對于北半球地理緯度=Φ的地區(qū),α與太陽赤緯角δ的關(guān)系如下:α=900-φ+δ其中,δ=23.45*sin[360*(284+N)/365](度),N為一年中某日的日期序號，如1月1日的N=1,2月1日的N=32,12月31日的N=365等。表3.敦煌地區(qū)不同角度傾斜面的太陽輻射量表(kWh/m2)(緯度=40.6°)表4.敦煌地區(qū)各月最佳傾角的角度及對應(yīng)太陽輻射量表(kWh/m2)3.并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的效率分析1).光伏陣列效率η1:◆光伏陣列在1000W/㎡太陽輻射強(qiáng)度下,實(shí)際的直流輸出功率與標(biāo)稱功率之比.光伏陣列在能量轉(zhuǎn)換與傳輸過程中的損失包括:▂組件匹配損失:對于精心設(shè)計(jì)、精心施工的系統(tǒng),約有4%的損失;▃太陽輻射損失:包括組件表面塵埃遮擋及不可利用的低、弱太陽輻射損失,取值5%;▅偏離最大功率點(diǎn)損失:如溫度的影響、最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)精度等.取值4%;█直流線路損失:按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,應(yīng)小于3%.得:η1=96%×95%×96%×97%=85%2).逆變器的轉(zhuǎn)換效率η2:◆逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比.對于大型并網(wǎng)逆變器,可取η1=95%.3).交流并網(wǎng)效率η3:◆從逆變器輸出至高壓電網(wǎng)的傳輸效率,其中最主要的是變壓器的效率.可取η3=5%.●系統(tǒng)的總效率等于上述各部分效率的乘積:η=η1×η2×η3=85%×95%×95%=77%（5）技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)例完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案應(yīng)包括:系統(tǒng)配置圖、太陽能電池方陣的設(shè)計(jì)、逆變器的設(shè)計(jì)、輸變電設(shè)計(jì)、防雷接地設(shè)計(jì)、土建設(shè)計(jì)（機(jī)房、變電站面積和布局、場內(nèi)道路、光伏組件基礎(chǔ)、防雷接地基礎(chǔ)、圍欄、接線）等。

本案例僅做初步的電氣設(shè)計(jì)及系統(tǒng)規(guī)模和主要技術(shù)參數(shù).1.主要設(shè)備選項(xiàng)

1).太陽電池組件:國產(chǎn)160Wp多晶硅太陽電池組件.2).并網(wǎng)逆變器:性能可靠、效率高、可進(jìn)行多機(jī)并聯(lián)的進(jìn)口產(chǎn)品，額定容量為200kW.3).交流升壓變壓器:國產(chǎn)(0.4)KV/(35-38.5)KV電力變壓器,容量1000KVA.4).避雷裝置:裝設(shè)避雷設(shè)施防直接雷擊,并需有良好的接地.2.太陽能電池方陣設(shè)計(jì)

1).200kWp發(fā)電單元的光伏方陣設(shè)計(jì):●18塊組件串聯(lián)得到逆變器所要求的電壓

驗(yàn)算:▲最高輸出電壓=792V;▲最大功率點(diǎn)電壓=640.8V;▲組件結(jié)溫比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)升高70℃時(shí),最大功率點(diǎn)電壓=461V.逆變器輸入電壓(450-800V),最大輸入電壓(880V),滿足逆變器使用要求。●70路并聯(lián)組成200kWp發(fā)電單元

▲單個(gè)發(fā)電單元的容量為：70×18×160Wp=201,600Wp=201.6kWp

2)40個(gè)發(fā)電單元組成8MWp并網(wǎng)系統(tǒng)▲系統(tǒng)總?cè)萘?P=40×201.6=8,064kWp▲需用160Wp太陽能電池組件總數(shù)量:M=40×70×18＝50,400（塊）3).太陽能電池方陣支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)★安裝方式設(shè)計(jì):固定式.結(jié)構(gòu)簡單,安全可靠,安裝調(diào)試及管理維護(hù)都很方便.★固定式支架傾角設(shè)計(jì):根據(jù)年發(fā)電量計(jì)算結(jié)果,傾角定為40°?！?/p>

方陣支架方位角的設(shè)計(jì):一般情況下,太陽能電池方陣應(yīng)面向正南安裝.★太陽能電池陣列間距的設(shè)計(jì)計(jì)算:光伏方陣陣列間距應(yīng)不小于D.3.避雷、防雷及接地保護(hù)的設(shè)計(jì)

1).場地防雷◆目的:使光電場及附屬設(shè)施免遭直接雷擊.◆方式:避雷針避雷帶.

▼避雷針:★30米高的避雷針,被保護(hù)物高度5米:◢單支避雷針保護(hù)半徑為＝35米◢兩支避雷針的保護(hù)間距＝175（米）★大面積防護(hù),須采用網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu),布建多座避雷塔,會(huì)遮擋太陽輻射.▲:顯然,光伏陣列的防雷不宜用避雷針方式.

▼避雷帶:★將金屬導(dǎo)體沿被保護(hù)物頂部輪廓敷設(shè),并保持適當(dāng)距離,消引雷電荷、避免直接雷擊.★陣列支架本身就是金屬導(dǎo)體,只要將支架良好接地,即可達(dá)到防雷效果.

2).電網(wǎng)線路防雷●直流側(cè)的防雷:逆變器內(nèi)部有防雷系統(tǒng);●交流側(cè)的防雷:使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的避雷器。

3).系統(tǒng)接地保護(hù)設(shè)計(jì)：

●雷電保護(hù)系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)符合DL/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》的要求;(一般不應(yīng)大于10Ω，在高土壤電阻率地區(qū)的接地電阻不應(yīng)大于30Ω).●線路接地系統(tǒng)應(yīng)符合DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》以及DL499-92《農(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程》的技術(shù)要求(一般不應(yīng)大于4Ω);●干旱戈壁灘的土層電阻率高，應(yīng)設(shè)置多個(gè)接地坑，放入長效降阻劑，埋設(shè)水平接地網(wǎng)以降低接地電阻。5.

系統(tǒng)概貌及主要參數(shù)1).太陽電池組件:國產(chǎn)160Wp多晶硅組件,總?cè)萘?.064MWp,總計(jì)50,400塊組件.組件總重量756噸.2).并網(wǎng)逆變器:進(jìn)口產(chǎn)品,額定容量200kW.總計(jì)40臺,總?cè)萘?,000kkW.總重量約56噸.3).交流升壓變壓器:國產(chǎn)0.4kV/35kV電力變壓器,額定容量1000kVA.8臺并聯(lián)上網(wǎng),總?cè)萘?,000kVA.4).光伏陣列:固定式面向正南安裝,傾角40°.總計(jì)40個(gè)200kWp的發(fā)電單元.5).組件支架:200kWp發(fā)電單元的組件安