分布式光伏電站維護(hù)實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)資料

PAGE24PAGE1分布式光伏電站維護(hù)實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)資料目錄實(shí)驗(yàn)1Pvsyst光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真軟件學(xué)習(xí)…3實(shí)驗(yàn)2基于Pvsyst光伏電站的仿真……………7實(shí)驗(yàn)310kW集中式光伏電站設(shè)計(jì)………15實(shí)驗(yàn)48MW分布式光伏電站設(shè)計(jì)…‥‥18實(shí)驗(yàn)1Pvsyst光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真軟件學(xué)習(xí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜vsyst光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真軟件。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容閱讀教材中的光伏電站的構(gòu)成和組態(tài)。三、實(shí)驗(yàn)原理PVSYST的一款光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助軟件，用于指導(dǎo)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)及對(duì)光伏系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電量進(jìn)行模擬計(jì)算。主要功能如下：1.設(shè)定光伏系統(tǒng)種類：并網(wǎng)型、獨(dú)立型、光伏水泵等；2.設(shè)定光伏組件的排布參數(shù)：固定方式、光伏方陣傾斜角、行距、方位角等；3.架構(gòu)建筑物對(duì)光伏系統(tǒng)遮陰影響評(píng)估、計(jì)算遮陰時(shí)間及遮陰比例；4.模擬不同類型光伏系統(tǒng)的發(fā)電量及系統(tǒng)發(fā)電效率；5.研究光伏系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)儀器與器件1臺(tái)PC機(jī)，Pvsyst軟件五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟（1）Pvsyst的界面介紹左側(cè)三個(gè)選項(xiàng)為：1、初步設(shè)計(jì)2、工程設(shè)計(jì)3、工具右側(cè)四個(gè)選項(xiàng)為：1、并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)2、獨(dú)立性光伏系統(tǒng)3、水泵光伏系統(tǒng)4、直流并網(wǎng)光伏系統(tǒng)（2）并網(wǎng)光伏系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)的使用介紹1、先選擇Preliminarydesign→Grid-Connected然后點(diǎn)擊OK。2、選擇地理位置：3、設(shè)置光伏系統(tǒng)基本參數(shù)左邊的三個(gè)選項(xiàng)為組件面積、裝機(jī)容量、年發(fā)電量，他們?yōu)槿x一，內(nèi)部存在的轉(zhuǎn)換公式。一般取裝機(jī)容量。方位角一般取0度，即北半球朝正南，南半球朝正北。4、行距設(shè)計(jì)點(diǎn)擊Moredetail選擇第二個(gè)進(jìn)入地面光伏電站排布設(shè)計(jì)。通過(guò)調(diào)整行距，使得遮擋情況和遮陰損失達(dá)到合理的設(shè)計(jì)值。5、光伏系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置組件類型設(shè)置影響組件的面積與裝機(jī)容量的關(guān)系；通風(fēng)類型影響裝機(jī)容量與發(fā)電量的關(guān)系；安裝類型影響安裝的成本（我們沒(méi)有采用這個(gè)成本模式）。6、初步設(shè)計(jì)結(jié)果得出初步設(shè)計(jì)的結(jié)果，主要的參數(shù)有各月的地面輻照度、傾斜面上輻照度、發(fā)電量?？梢哉{(diào)整不同的參數(shù)，對(duì)比初步項(xiàng)目的發(fā)電量。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（1）列表整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。（2）列出Pvsyst仿真光伏發(fā)電系統(tǒng)步驟。七、思考題光伏電站光伏方陣容量、蓄電池組容量等計(jì)算方法如何應(yīng)用于Pvsyst軟件中。實(shí)驗(yàn)2基于Pvsyst光伏電站的仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜?yīng)用Pvsyst軟件仿真并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容閱讀教材中的光伏電站的構(gòu)成和組態(tài)。三、實(shí)驗(yàn)原理Pvsyst是一款光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助軟件，用于指導(dǎo)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)及對(duì)光伏系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電量進(jìn)行模擬計(jì)算。四、實(shí)驗(yàn)儀器與器件1臺(tái)PC機(jī)，Pvsyst軟件五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、選擇Projectdesign→Grid-Connected然后點(diǎn)擊OK，進(jìn)入下圖界面。2、項(xiàng)目和場(chǎng)址氣候信息。在下圖輸入項(xiàng)目的信息然后點(diǎn)擊SiteandMeteo；3、光伏陣列的排布。點(diǎn)Orientation進(jìn)入下圖的光伏陣列排布方式：固定、跟蹤、不同方位角等。這邊的排布方式如果有遮擋，不能和遮擋建模共存。4、光伏方陣遮擋建模。點(diǎn)Nearshadings進(jìn)入下面界面。4、光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)5、光伏系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置當(dāng)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，點(diǎn)擊detailedlosses進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。從左到右分別是：溫度損失；電阻損失；組件質(zhì)量及失配損失；灰塵損失；輻照損失。6、設(shè)計(jì)完成模擬計(jì)算點(diǎn)Simulation進(jìn)入下圖計(jì)算，然后再點(diǎn)擊下圖的Simulation。7、出報(bào)告數(shù)據(jù)庫(kù)在主界面點(diǎn)擊Tools，進(jìn)入下面界面，可以在里面查看或建數(shù)據(jù)庫(kù)。1、地理信息點(diǎn)擊New建新地理信息，接入如下界面，填入準(zhǔn)確信息。進(jìn)入下圖界面，輸入氣候信息。可手動(dòng)輸入?yún)?shù)，或從NASA直接導(dǎo)入。2、組件信息點(diǎn)PVmodule，進(jìn)入組件庫(kù)，然后點(diǎn)New建新組件模型，見(jiàn)下圖，輸入具體參數(shù)。填寫(xiě)組件的尺寸信息：組件模型建立完成，可以查看組件電氣參數(shù)曲線。3、逆變器點(diǎn)GridInverter進(jìn)入逆變器庫(kù)，點(diǎn)New進(jìn)入下圖界面。3、太陽(yáng)參數(shù)庫(kù)六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（1）列表整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。（2）列出Pvsyst仿真并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)步驟。七、思考題并網(wǎng)光伏系統(tǒng)和離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合有什么不同。實(shí)驗(yàn)310kW集中式光伏電站設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康母鶕?jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(IEA)分類，小規(guī)模光伏電站的容量在100kWp以下。根據(jù)接入電壓分類，接入電壓等級(jí)為0.4kV低壓電網(wǎng)的光伏電站為小型光伏電站。小型光伏電站的裝機(jī)容量一般不超過(guò)200kWp。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容閱讀教材中小型集中式光伏電站的組建。三、總體技術(shù)方案1.設(shè)計(jì)總則2.電池組件及陣列支架的設(shè)計(jì)3.并網(wǎng)逆變器4.配電室設(shè)計(jì)5.并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的防雷6.并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)配置表7.10kWp并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)光電場(chǎng)配套圖樣四、設(shè)計(jì)步驟1.設(shè)計(jì)總則(1)光伏系統(tǒng)的并網(wǎng)點(diǎn)選擇低壓配電柜。(2)在并網(wǎng)逆變器的直流輸入端加裝直流配電接線箱。(3)并網(wǎng)逆變器采用三相四線制的輸出方式。2.電池組件及陣列支架的設(shè)計(jì)(1)電池組件的主要參數(shù)。(2)陣列設(shè)計(jì)。

(3)光伏電池陣列的技術(shù)要求。(4)陣列支架。3.并網(wǎng)逆變器序號(hào)參數(shù)數(shù)值1額定容量/kW102直流額定電壓/V3003直流額定電流/A374直流電壓輸入范圍/V160～4805交流輸出功率因數(shù)0.996頻率/Hz507三相交流電壓/VAC2208輸出電流失真度THD＜5％9逆變器效率(％)＞904.配電室設(shè)計(jì)由于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)沒(méi)有蓄電池及太陽(yáng)能充放電控制器及交直流配電系統(tǒng)，因此，如果條件允許的話，可以將并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)逆變器放在并網(wǎng)點(diǎn)的低壓配電室內(nèi)，否則要單獨(dú)建一座4～6m2的低壓配電室。5.并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的防雷(1)地線是避雷、防雷的關(guān)鍵，在進(jìn)行配電室基礎(chǔ)建設(shè)和光伏電池陣列基礎(chǔ)建設(shè)的同時(shí)，選擇光電場(chǎng)附近土層較厚、潮濕的地點(diǎn)，挖一個(gè)2m深的地線坑，采用40mm扁鋼，引出線采用35mm2銅芯電纜，接地電阻應(yīng)小于4Ω。(2)在配電室附近建一個(gè)接閃桿，高15m，并單獨(dú)做地線，方法同上。(3)光伏電池陣列電纜進(jìn)入配電室的電壓為DC220V，采用PVC管地埋，加浪涌保護(hù)器保護(hù)。(4)并網(wǎng)逆變器交流輸出線采用防雷箱一級(jí)保護(hù)(并網(wǎng)逆變器內(nèi)有交流輸出浪涌保)。6.并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)配置表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1光伏電池組件120Wp塊902支架線纜套53并網(wǎng)逆變器10kW臺(tái)1并網(wǎng)型三相四線4接線箱臺(tái)15避雷器及接地設(shè)備套1接閃桿高要求為15m6配電室m24～6如有配電室則不考慮7.10kWp并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)光電場(chǎng)配套圖樣六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求按照設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)步驟寫(xiě)完整設(shè)計(jì)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)48MW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(tái)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(méi)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(píng)估.*國(guó)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(tái)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(yáng)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?cè)O(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(cè)系統(tǒng):包括系統(tǒng)控制裝置、數(shù)據(jù)檢測(cè)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(yáng)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(cè)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(yáng)電池方陣的輸出,◆有自動(dòng)跟蹤時(shí)太陽(yáng)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(hào);◆遙控、遙測(cè)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(guó)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(chǎng)的太陽(yáng)輻射.█場(chǎng)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(chǎng)的太陽(yáng)輻射.（4）發(fā)電量預(yù)測(cè)

1.

氣象資料表2.敦煌地區(qū)太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)表2.傾斜面光伏陣列表面的太陽(yáng)輻射量:從氣象站得到的資料,一般為水平面上的太陽(yáng)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(yáng)總輻射量D—散射輻射量,假定D與斜面傾角無(wú)關(guān);S—水平面上的太陽(yáng)直接輻射量β—方陣傾角α—中午時(shí)分的太陽(yáng)高度角.對(duì)于北半球地理緯度=Φ的地區(qū),α與太陽(yáng)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(hào)，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(yáng)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(duì)應(yīng)太陽(yáng)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(yáng)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(guò)程中的損失包括:▂組件匹配損失:對(duì)于精心設(shè)計(jì)、精心施工的系統(tǒng),約有4%的損失;▃太陽(yáng)輻射損失:包括組件表面塵埃遮擋及不可利用的低、弱太陽(yáng)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(duì)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(yáng)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(chǎng)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(yáng)電池組件:國(guó)產(chǎn)160Wp多晶硅太陽(yáng)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(guó)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(yáng)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?！?0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(yáng)能電池組件總數(shù)量:M=40×70×18＝50,400（塊）3).太陽(yáng)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(jiǎn)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°。★

方陣支架方位角的設(shè)計(jì):一般情況下,太陽(yáng)能電池方陣應(yīng)面向正南安裝.★太陽(yáng)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(chǎng)地防雷◆目的:使光電場(chǎng)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(yáng)輻射.▲:顯然,光伏陣列的防雷不宜用避雷針?lè)绞?

▼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(guó)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)