光伏并網(wǎng)發(fā)電介紹培訓

目錄1December18,20241一、中國光伏市場分類二、并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹三、光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述四、分布式光伏發(fā)電概述五、電站設計優(yōu)化流程六、光伏電站性能評價指標七、中國光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展趨勢22December18,2024中國光伏市場分類光伏發(fā)電系統(tǒng)PVsystems獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)Off-GridPV并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)Grid-connectedPV農(nóng)村電氣化（村落電站、戶用電源、光伏水泵等）RuralElectrification通信和工業(yè)應用（通信、鐵路、氣象、陰極保護、航標等）Communication&IndustryApplication光伏產(chǎn)品和分散利用（太陽能路燈、草坪燈、交通信號、充電站等）SolarDistributionUtilization與建筑結合的光伏發(fā)電系統(tǒng)BIPV&BAPV大型光伏電站（LS-PV）33December18,2024中國光伏市場分類農(nóng)村電氣化44December18,2024中國光伏市場分類通信與工業(yè)應用55December18,2024中國光伏市場分類光伏產(chǎn)品和分散利用66December18,2024中國光伏市場分類建筑光伏BIPV&BAPV77December18,2024中國光伏市場分類大型荒漠電站88December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹系統(tǒng)原理架構99December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹關鍵部件清單光伏組件光伏支架直流優(yōu)化器光伏匯流箱光伏直流配電柜光伏并網(wǎng)逆變器電站監(jiān)控系統(tǒng)一級、二級升壓裝置交流配電柜電網(wǎng)防雷和接地1010December18,2024EPCcostdistributionNO.MarkDescriptionRationComment1CpanModules52.08%5RMB/w2CtrcTracker0.00%Noincluded3CpomPoweroptimizer0.00%Improveyield4CinvInverter8.33%Centralized5CmonStationmonitor1.25%O&M6CstrBracket4.17%Fixedmounting7CdisPower

distribution3.13%Electricpowertransmission8CtrfTransformer1.67%10000KVA（400V/10KV）9CabCable6.77%DC/AC10CbasBasis6.25%Mainly

forbracket11CconBuildingprojects7.92%Road/Substation/Afforest12CsabModulesinstallation1.25%Modules’fixation13CaccHigh-voltagegrid1.25%ConnectedtoHigh-voltagegrid14CengConstructioncost3.13%Transportation/Labor15CmanManagementcost1.25%Approval/Inspection/Salary16CilandLandcost1.56%3000RMB/muTotal100.00%并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹投資費用比例明細ProjectdescriptionExpenserationPreviousinvestigateandsurvey4.7%EPC95%Maintenance0.3%Total100%備注：以上費用分配計算基于裝機量為500KW以上的光伏電站1111December18,2024關鍵部件介紹光伏組件并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹工作過程:太陽電池(solarcell)是以半導體制成的，將太陽光照射在其上，太陽電池吸收太陽光后，能透過p型半導體及n型半導體使其產(chǎn)生電子(負)及空穴(正)，同時分離電子與空穴而形成電壓降，再經(jīng)由導線傳輸至負載1212December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹光伏并網(wǎng)逆變器從名字談起逆變器就是把直流電能逆變?yōu)榻涣麟娔艿碾娏﹄娮釉O備。并網(wǎng)逆變器輸出側(cè)接入電網(wǎng)，要求逆變器輸出電流波形符合電網(wǎng)要求光伏光伏電能輸入逆變器，要求逆變器跟蹤光伏電池最大功率點（ＭＰＰＴ）1313December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹2.逆變器重要么1414December18,2024結論：逆變器具有逆變、并網(wǎng)、光伏MPPT、監(jiān)測控制、網(wǎng)絡通信等功能,其工作特性決定了電站性能，是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)核心部件,具有很高經(jīng)濟價值。并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹1515December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹3.逆變器種類光伏逆變器按宏觀可分為：普通型逆變器逆變/控制一體機郵電通信專用逆變器航天、軍隊專用逆變器按逆變器輸出交流電能的頻率分：工頻逆變器:工頻逆變器的頻率為５０～６０Ｈｚ的逆變器中頻逆變器:中頻逆變器的頻率一般為４００Ｈｚ到十幾ｋＨｚ高頻逆變器:高頻逆變器的頻率一般為十幾KＨｚ到ＭＨｚ。按逆變器輸出的相數(shù)分可分為：單相逆變器三相逆變器多相逆變器按照逆變器輸出電能的去向分可分為：有源逆變器無源逆變器按逆變器主電路的形式分可分為：單端式逆變器推挽式逆變器半橋式逆變器全橋式逆變器1616December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹按逆變器主開關器件的類型分可分為：晶閘管逆變器晶體管逆變器場效應逆變器絕緣柵雙極晶體管（IGBT）逆變器按直流電源分可分為:電壓源型逆變器（VSI）電流源型逆變器（CSI）按逆變器控制方式分可分為：調(diào)頻式（PFM）逆變器調(diào)脈寬式（PWM）逆變器按逆變器開關電路工作方式分可分為：諧振式逆變器定頻硬開關式逆變器定頻軟開關式逆變器按逆變器輸出電壓或電流的波形分可分為：方波逆變器階梯波逆變器正弦波逆變器備注：光伏并網(wǎng)逆變器輸出波形均要求為純正弦波方波改進方波（階梯波）正弦波優(yōu)點簡單、廉價花費不高、電壓控制功能中等波形失真小、輸出電壓控制—好、各種負載都能用缺點輸出電壓控制差、波形失真嚴重、幾種負載能用、易燒壞波形失真中等、某些負載能用、易燒壞復雜、花費高1717December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹4.逆變器輸入波形結論：當光伏組串接入逆變器開始并網(wǎng)發(fā)電時，其兩個端點對地的電勢如左圖所示；一般帶隔離變壓器的波形近似為直流方波，而無隔離變壓源的逆變器兩端的波形近似為正弦波；所以這就解釋了為什么，無隔離變壓器源的逆變器正負極無法接地。(I=dQ/dt≈△Q/△t=C*△U/△t,無隔離變壓器源的逆變器由于輸入波形的△U/△t不為零，會產(chǎn)生感應電流）1818December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹5.MPPT原理兩點認識：1）在光伏組件、接收的太陽輻射量固定，在光伏組件不同工作點（電壓與電流）輸出功率不同，其中存在一個輸出功率最大的工作點，即最大功率點MPP。2）在光伏組件溫度或接收的太陽輻射量變化時，在光伏組件輸出電氣特性曲線變化，最大功率點也隨之移動。結論：為了從光伏電池中獲取更多的電能，充分利用光伏電池組件能量，希望光伏組件盡可能地工作在最大功率點；使用MPPT技術就可以達到這個要求。1919December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹MPPT－MaximumPowerPointTracking（最大功率點跟蹤）技術是充分利用光伏電池組件能量必備的技術，通過不斷對PV的電壓（電壓控制）或電流（電流控制）進行小幅度的擾動，實時計算其輸出功率的變化，從而逐漸實現(xiàn)最大功率點的跟蹤。常用的MPPT跟蹤法2020December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹MPPT實時運行數(shù)據(jù)逆變器MPPT工作IV特性曲線光伏陣列IV特性曲線2121December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹6.逆變原理2222December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹結論：通常通過PWM調(diào)節(jié)開關橋路輸出交流電壓v,控制電抗L的電流i，即逆變器輸出電流，使得逆變器向電網(wǎng)注入正弦波電流，并且與電網(wǎng)電壓e同頻同相，達到并網(wǎng)發(fā)電目的。注：逆變器輸出電流實際上是含有諧波的交流電流，可以用電流總諧波諧波系數(shù)描述。實際電流

,總諧波系數(shù)2323December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹7.逆變器關注的參數(shù)2424December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹8.國內(nèi)外知名逆變器廠家2525December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹光伏支架1.分類固定式支架：斜屋頂支架（平行于屋頂坡度）屋頂傾角支架（與屋頂相互傾斜一定角度）屋頂壓載支架（通過壓塊固定支架，通常安裝在平屋頂）BIPV（光伏建筑一體化結構）地面支架（通過地基，直埋等方式，將支架安裝在地面上）打樁式地面支架（通過打樁機安裝立柱的地面支架類型）立柱支架（單根立柱支撐整個太陽能板結構）涼棚式支架（可以用做停車棚及休息場所）跟蹤支架單軸跟蹤系統(tǒng)雙軸跟蹤系統(tǒng)2626December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹2.太陽能跟蹤系統(tǒng)分類及原理光伏電池輸出特性與接收太陽輻射度的關系光伏電池接收的太陽輻射度與太陽光入射角（太陽光與光伏電池平面法線的夾角）有關，入射角增加，光伏電池接收輻射能減小，進而光伏電池最大輸出功率降低。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，使用太陽能跟蹤器，使得太陽光入射角減小，進而光伏電池最大輸出功率增大，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量。L1>L22727December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹地平坐標跟蹤系統(tǒng)太陽電池方陣可以固定向南安裝，也可以安裝成不同的向日跟蹤系統(tǒng)。自動跟蹤系統(tǒng)分為地平坐標系和赤道坐標系。以地平面為參照系，跟蹤的是2個參數(shù)：太陽高度角（太陽射線與地平面的夾角）和太陽方位角（太陽射線在地面上的投影與正南方向的夾角）。地平坐標跟蹤分為：方位角跟蹤(單軸跟蹤)和全跟蹤(雙軸跟蹤)。2828December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹赤道坐標跟蹤系統(tǒng)以赤道平面為參照系，跟蹤的是2個參數(shù)：太陽赤緯角（太陽射線與赤道平面的夾角）和太陽時角（地球自轉(zhuǎn)的角度，正午為零，上午為正，下午為負）。備注：赤道坐標跟蹤分為水平單軸跟蹤、傾斜單軸（極軸）跟蹤和全跟蹤。2929December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹作為地平坐標跟蹤系統(tǒng)或赤道坐標跟蹤系統(tǒng)，雙軸跟蹤需要調(diào)整太陽電池方陣的傾角和方位角，從而準確跟蹤太陽的高度角（太陽赤緯角）和方位角（太陽時角）。3030December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹AOI=cos-1{cos(Tm)cos(Zs)+sin(Tm)sin(Zs)cos(AZs-AZm)}這里:AOI為光伏陣列的太陽入射角（°）Tm

為光伏陣列的傾斜角（0°即為水平

）Zs為當?shù)靥柕奶祉斀茿Zm

為組件的朝向方位角(正朝北為0°,面向東為90°)AZs

為太陽的方位角(正北向為0°，正東向為90°）AOI3131December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹他類跟蹤系統(tǒng)3232December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹方位單軸跟蹤以水平單軸為例：跟蹤只需要調(diào)整太陽電池方陣主軸旋轉(zhuǎn)角，從而準確跟蹤太陽的方位角（時角），并不跟蹤太陽高度角（赤緯角）。水平單軸跟蹤不跟蹤太陽的方位角（時角），正向朝南或朝北，通過調(diào)整與地面的傾斜角，使得入射角時刻保持最小，從而保證光伏電池最大輸出功率增大（較適合于低緯度地區(qū)，30度以內(nèi)）單軸跟蹤系統(tǒng)3333December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹極軸跟蹤系統(tǒng)極軸跟蹤系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)軸與水平面的傾斜角等于當?shù)鼐暥龋渥畲蟾櫿`差為：±23.5度；COS23.5=0.917,僅有8.3%，全年平均誤差：4%；其同樣適應于低緯度地區(qū)。3434December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹3.收益比對緯度：33.43oN，經(jīng)度：112.02oE，海拔：339米。固定緯度角：比水平面提高14%；單軸水平跟蹤：提高40%；單軸跟蹤傾緯度角（極軸跟蹤）：提高51%；雙軸高精度跟蹤：提高56%。3535December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹4.工程經(jīng)驗如果太陽能跟蹤系統(tǒng)的結構設計合理，其成本與固定支架基本相當，但卻可以有效提高發(fā)電量20%-40%，是一條降低光伏發(fā)電成本的有效途徑。通過試驗樣機的運行，采用計算機程序跟蹤（盲跟）的設計誤差在1度以內(nèi)（單軸為時角誤差，雙軸為入射角誤差），實際誤差應當在2度以內(nèi)。單軸和雙軸系統(tǒng)的自耗電均為每0.8kWh。相比之下，單軸跟蹤系統(tǒng)具有更低的能耗，且占地面積小，支架成本低，如果當?shù)鼐暥容^小，則發(fā)電增益比雙軸跟蹤并不會減少太多。因此，單軸跟蹤系統(tǒng)用于平板太陽電池和線聚焦聚光太陽電池具有更大的優(yōu)勢。既要能跟蹤太陽又要有可靠的抗風能力必須考慮機械結構的防沙問題程序控制跟蹤要注意消除計算誤差整個控制傳動部分要盡可能減少功耗停電/斷電時的自動跟蹤系統(tǒng)的保護和來電后的準確迅速定位機械傳動既要可靠、準確，又要盡可能降低成本5.跟蹤系統(tǒng)的設計要點3636December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹直流匯流箱對于大型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，為了減少光伏組件與逆變器之間的連接線，方便維護，提高可靠性，一般需要在光伏組件與逆變器之間增加直流匯流裝置，其具有以下特點：系統(tǒng)工作原理圖匯流箱原理圖匯流箱實物圖可同時接入多路太陽能光伏陣列，并組串間防反逆流配有太陽能光伏直流高壓防雷器，正極負極都具備雙重防雷功能采用專業(yè)直流高壓斷路器，直流耐壓值不低于DC1000V，安全可靠裝有耐高壓的直流熔斷器和斷路器共兩級安全保護裝置可以根據(jù)需要配置傳感器及監(jiān)控顯示模塊對每路的電流進行測量和監(jiān)控，遠程記錄和顯示運行狀況防護等級達IP65，滿足室外安裝的使用要求3737December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹電站監(jiān)控系統(tǒng)光伏電站監(jiān)控就是將光伏電站的光伏陣列電性能參數(shù)（組件溫度、組件工作狀態(tài)）、逆變器、匯流箱、輻照儀、氣象儀、電表（一次、二次側(cè)電網(wǎng)參數(shù)）等設備通過數(shù)據(jù)線連接起來，用光伏電站數(shù)據(jù)采集器進行這些設備的數(shù)據(jù)采集，并通過GPRS、以太網(wǎng)、WIFI等方式上傳到網(wǎng)絡服務器或本地電腦，使用戶可以在互聯(lián)網(wǎng)或本地電腦上查看相關數(shù)據(jù)，方便電站管理人員和用戶對光伏電站的運行數(shù)據(jù)查看和管理。光伏電站一般建設在屋頂或者偏僻的地區(qū)，現(xiàn)場查看不是很方便，而且發(fā)電的數(shù)量直接和經(jīng)濟效益掛鉤，因此光伏監(jiān)控有利于人們及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。特別是網(wǎng)絡遠程監(jiān)控，可以通過手機、郵件等方式通知管理者，第一時間發(fā)現(xiàn)問題，并通過遠程查看數(shù)據(jù)來判斷問題的原因。3838December18,2024建設光伏電站監(jiān)控設備的統(tǒng)一管理平臺實現(xiàn)電站設備的統(tǒng)一運行監(jiān)控，數(shù)據(jù)的集中管理，給運行人員、檢修人員、管理人員等提供全面、便捷、差異化的數(shù)據(jù)和服務成為電站設備的承載系統(tǒng)，為電站設備的規(guī)劃、新設備的接入提供載體建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，為監(jiān)控平臺和其他各種專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務整合監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)不同人員的差異化服務對運行人員、管理人員、檢修人員、領導等不同人員提供不同的用戶界面、展現(xiàn)方式、數(shù)據(jù)信息等。在各類人員登錄后，即可看到各自最關心的內(nèi)容，提供差異化服務為運行人員提供設備的狀態(tài)信息、告警信息、實時數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)應用服務為管理人員提供各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、變化趨勢、狀態(tài)信息等應用服務為檢修人員提供告警信息、變化趨勢、故障錄波數(shù)據(jù)等應用服務優(yōu)化光伏電站的PR效率，縮短ROI年限，降低投資風險，使最終收益最大化并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹電站監(jiān)控系統(tǒng)的目標3939December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹直流配電柜系統(tǒng)拓撲結構直流配電柜的主要作用就是對直流電能進行分配、監(jiān)控、保護功能（一般指分配直流負荷的柜），直流配電柜可以將總輸入直流分為多路，而起每路都有保護裝置（熔絲，空開等）、防雷等，而且可以對每路電壓電流進行監(jiān)控，可以遠程通信。備注：直流配電柜的功能與直流匯流箱一致；簡單說，直流配電柜就是二級匯流，差異之處在配電容量及IP等級。電氣參數(shù)直流柜輸入側(cè)推薦最大輸入電流/路（A）137137輸入路數(shù)

8～12

8～12

最大方陣開路電壓（V）10001000直流柜輸出側(cè)最大輸出電流/路(A)11001100輸出路數(shù)11最大陣列開路電壓（V）10001000機械參數(shù)外形尺寸(寬/深/高)600/2150/850mm750/2150/850mm重量150kg200kg防護等級IP20IP20冷卻方式自然風冷強制風冷環(huán)境參數(shù)環(huán)境溫度-30℃~+60℃-30℃~+60℃環(huán)境濕度0~95％（無凝露）0~95％（無凝露）允許海拔≤3000m(超過3000m需降額使用)實物圖電氣參數(shù)4040December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹交流配電柜備注：針對一些分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，當檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時，光伏電站在0.5-2s內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電。一般此動作執(zhí)行模塊會集成于交流配電柜內(nèi)。光伏防雷交流柜主要用于對前端一臺或者多臺光伏逆變器輸出進行并聯(lián)匯流后輸送給對應的并網(wǎng)點或者升壓裝置。該交流柜含有交流斷路器、浪涌保護器以及多功能電表,具有測量電壓、電流、功率、頻率和計量有功、無功電能的功能,方便系統(tǒng)管理。4141December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹光伏并網(wǎng)變壓器光伏方陣內(nèi)就地升壓變壓器應按下列原則選擇(中變壓器)：

1.應優(yōu)先選用自冷式、低損耗電力變壓器2.升壓變壓器容量可按光伏方陣單元模塊最大輸出功率選取

3.可選用高壓/低壓預裝式箱式變電站或由變壓器與高低壓電氣元件等組成的敞開式設備。對于在沿?；蝻L沙大的光伏發(fā)電站，當采用戶外布置時，沿海防護等級應達到IP65，風沙大的光伏發(fā)電站防護等級應達到IP54

4.就地升壓變壓器可采用雙繞組變壓器或分裂變壓器。

5.就地升壓變壓器宜選用無勵磁調(diào)壓變壓器光伏發(fā)電站升壓站主變壓器應按下列原則選擇（主變壓器）：1.應優(yōu)先選用自冷式、低損耗電力變壓器

2.當無勵磁調(diào)壓電力變壓器不能滿足電力系統(tǒng)調(diào)壓要求時，應采用有載調(diào)壓電力變壓器

3.主變壓器容量可按光伏發(fā)電站的最大連續(xù)輸出容量進行選取，且宜選用標準容量

4242December18,2024并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹防雷和接地1）由于組件的外圍為金屬，因此可用作接閃器。2）選擇原則：直擊和感應雷都需要防范避雷針、避雷帶的選擇3）需要考慮以下因素：組件的設備外殼防雷直流側(cè)防雷交流側(cè)防雷通訊系統(tǒng)防雷變電所的防雷全場共地等電位聯(lián)結MEB/LEB4343December18,2024防雷（過電壓）及接地保護設計需要考慮的問題：①太陽電池組件：采用支架直接接地的方式進行防雷保護（不設置獨立防直擊雷保護裝置）。EPC可據(jù)此進行優(yōu)化設計。②主、輔建（構）筑物的防雷保護設施：按《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057-942000年版）、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》（GB50343-2004）、《交流電氣裝置的過電壓保護設計技術規(guī)程》（DL/T620-1997）及《光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)的過電壓保護導則》（SJ/T11127-1997）綜合考慮。③每臺逆變器內(nèi)配有獨立的防雷裝置，防止感應雷和操作過電壓。在各級配電裝置每組母線上安裝一組避雷器以保護電氣設備。在各電纜進線柜內(nèi)安裝一組避雷器以保護電氣設備。④各級電壓電氣設備的絕緣配合：均以5kA雷電沖擊和操作沖擊殘壓作為絕緣配合的依據(jù)。電氣設備的絕緣水平按《交流電氣裝置的過電壓保護設計技術規(guī)程》（DL/T620-1997）。⑤全場接地網(wǎng)設計：以水平接地體（光伏組件支架）為主，輔以垂直接地體的人工復合接地網(wǎng)。并網(wǎng)發(fā)電原理及關鍵部件介紹4444December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈硅料鑄錠和硅棒硅片電池片組件系統(tǒng)集成光伏發(fā)電JASolarinvolvedJASolaruninvolved晶澳揚州光伏工程公司4545December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述并網(wǎng)光伏發(fā)電的系統(tǒng)集成（EPC）（以晶體硅原料為例）的光伏系統(tǒng)4646December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述大規(guī)模光伏電站（LS-PV）★原理及系統(tǒng)組成并網(wǎng)光伏電站系統(tǒng)由太陽電池組件、支架、匯流箱、逆變器、升壓變壓器、配電室、防雷接地及高壓電網(wǎng)等部分組成系統(tǒng)集成業(yè)務對整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試、驗收的各個環(huán)節(jié)都做了具體的安排4747December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述大規(guī)模光伏電站施工建設分解圖基礎鋼筋地基澆筑支架安裝電纜橋架水平單軸安裝雙軸系統(tǒng)安裝組件清洗匯流箱布置逆變中變壓器主變壓器電氣控制監(jiān)控大樓電站鳥瞰4848December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述大規(guī)模光伏并網(wǎng)發(fā)電的影響1）大規(guī)模效應；2）可能和風電等的出力呈現(xiàn)互補效應；3）對電能質(zhì)量的影響（①由于有功和無功出力不穩(wěn)定，當出力變化時導致電壓波動；②直流逆變過程中產(chǎn)生諧波污染，對電能質(zhì)量造成嚴重影響）。4949December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述光伏電站設計★設計優(yōu)化原則認真研究項目建設的條件，通過多方案比較，確定較為合理的技術方案分析選址資源情況合理布置太陽電池方陣大尺寸組件安裝快速、便捷：①減少系統(tǒng)的安裝時間；②減少系統(tǒng)的安裝材料；③減少系統(tǒng)連線，降低線損電纜布線最優(yōu)化（針對直流側(cè)系統(tǒng)的連線）：①防紫外線電纜；②盡量短的連線；③近處匯流高效的逆變器是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的保證，變壓器的選擇是最后的效率節(jié)點集中監(jiān)控，預防故障工程造價的核算5050December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述★必須考慮的因素5151December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述★設計要點◆站址的選擇及評估自然條件的調(diào)查：太陽輻射量，地理位置，交通條件，水源。接入電網(wǎng)條件：與接入點的距離，接入點的間隔。環(huán)境影響：有無遮光的障礙物，鹽害、公害的有無，冬季的積雪、結冰、雷擊災害狀態(tài)，自然災害，鳥糞的有無。5252December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述◆光伏組件的串并聯(lián)設計在組件的串聯(lián)電路中，要求同一個組件串中每塊組件的工作電流要相同，在并聯(lián)電路中，要求每個組件串的電壓要相同，否則會影響整個系統(tǒng)的效率，在適當?shù)那闆r下并聯(lián)支路內(nèi)串接防反二極管（二極管的反向耐壓一般要求大于組串電壓的2倍）光伏陣列光伏并網(wǎng)逆變器核對結果額定功率比1850/1680=110%Pass75℃處陣列Voc223V最小輸入直流電壓/系統(tǒng)啟動電壓/最大輸入直流電壓139V/180V/400VPass-15℃處陣列Voc305VPass75℃處陣列Vmpp165VMPP追蹤電壓電壓范圍147-320VPass-15℃處陣列Vmpp248VPass75℃處陣列Isc8.5A最大輸入電流12.6APass-15℃處陣列Isc8.19APass備注：當光伏逆變器的最大直流輸入功率/光伏陣列峰值功率在80%-120%（標準范圍）范圍內(nèi)，即可判定兩者功率兼容5353December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述◆太陽電池板最低點距地距離太陽電池板最低點距地面距離的選取，應主要考慮以下因素：a.高于當?shù)刈畲蠓e雪深度；b.高于當?shù)睾樗?；c.防止小動物的破壞；d.防止泥沙濺上太陽電池板；一般設計時取值0.3～0.5m。對站區(qū)總平面布置方案、豎向布置、道路、管線布置進行優(yōu)化設計給排水系統(tǒng)設計：①給水：生活給水管網(wǎng)（站區(qū)生活用水及組件擦洗用水）；②排水：生活污水（經(jīng)初步處理后排放）及雨水（站區(qū)排水溝），合流制排水系統(tǒng)。5454December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述◆太陽電池板安裝朝向不同朝向安裝的光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量：—假定朝南最佳傾角安裝的光伏組件發(fā)電量為100—其他朝向全年發(fā)電量均有不同程度的減少。5555December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述◆陰影遮擋的計算按照國家標準公式計算間距：當光伏電站功率較大，需要前后排布太陽電池方陣，或當太陽電池方陣附近有高達建筑物或樹木的情況下，需要計算建筑物或前排方陣的陰影，以確定方陣間的距離或太陽電池方陣與建筑物的距離。一般確定原則：冬至日當天早上9：00至下午3：00太陽電池方陣不應被遮擋。太陽電池方陣間距（或遮擋物與方陣底邊距離）應不小于D：式中：β為電站所在地冬至日上午9:00的太陽方位角φ為緯度角(在北半球為正、南半球為負)；H為太陽電池方陣或遮擋物與可能被遮擋組件底邊高度差。5656December18,2024◆組件的遮擋與通風光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述應當盡量避免遮擋：①對于晶體硅太陽電池，很小的遮擋就會引起很大的功率損失；②遮擋對于薄膜電池的影響要小得多。SiliconThinfilm好的通風條件對于冷卻太陽電池組件很重要：①溫度升高將減少發(fā)電量；②組件溫度取決于安裝方式。5757December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述◆發(fā)電量計算作為獨立電源用的光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計，以從所需電量（負載消耗的電量）計算出方陣安裝容量作為標準方法。在并網(wǎng)系統(tǒng)的場合，發(fā)電量和所使用的電量之間沒有相互限制關系，因此一般由場地（面積）決定安裝容量的場合。所以，首先充分估計出組件安裝場地面積，然后計算出電站的安裝容量，在此基礎上進行系統(tǒng)的整體設計。備注：針對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，其在配電網(wǎng)的接入容量也是有一定的限制，我們不在這詳細討論。發(fā)電量計算公式：年發(fā)電量=系統(tǒng)裝機容量×年日照峰值小時數(shù)×系統(tǒng)綜合效率峰值日照時數(shù)影響因子修正系數(shù)逆變器效率0.97變壓器效率0.97灰塵或雪遮擋0.95溫升0.95交直流傳輸0.98弱光損失0.95組件匹配性損失0.98總計0.75備注：建立在開闊地的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)基本沒有朝向和陰影遮擋損失，所以分布式的系統(tǒng)綜合效率較大型地面電站低。Activearea5858December18,2024光伏并網(wǎng)發(fā)電設計概述★施工圖紙設計1、設備接線圖（設備間關系、線纜類型、長度、結點方式）。2、設備位置圖（設備相對位置、體積、間距）。3、系統(tǒng)走線圖（走線路徑-線纜長度型號，電纜）。4、線纜選型（壓降、容量、損耗率、類型：護套、阻燃、屏蔽、軟硬）。5、設備細化選型（附加模塊、連接端子、環(huán)境要求、通信方式等）。6、防雷設計（防雷等級、避雷針、避雷帶、引下線、電力與通信防雷保護器）。7、配電設計（防逆流、三相平衡調(diào)節(jié)、峰值功率控制、保護功能等）。8、基礎設計（基礎結構、基礎穩(wěn)定性；地基摩擦力與附著力）。9、支架強度計算（風壓、積雪、地震）。10、支架部件、裝配詳圖（零件三維裝配圖、部件加工用詳圖）。11、系統(tǒng)效率計算（線損、設備損耗、環(huán)境損耗、其它損耗）。5959December18,2024分布式光伏發(fā)電概述分布式光伏發(fā)電的定義備注：當前國內(nèi)外普遍定義的分布式光伏發(fā)電是指：分布式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，不包括離網(wǎng)系統(tǒng)。6060December18,2024分布式光伏發(fā)電概述分布式發(fā)電的定義：分布式發(fā)電(DistributedGeneration,簡稱DG):

分布式發(fā)電通常是指發(fā)電功率在幾千瓦至數(shù)十兆瓦的小型模塊化、分散式、布置在用戶附近的，就地消納、非外送型的發(fā)電單元。主要包括：以液體或氣體為燃料的內(nèi)燃機、微型燃氣輪機、熱電聯(lián)產(chǎn)機組、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電、風力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等。國家能源局“分布式發(fā)電管理辦法”中給出了分布式發(fā)電的概念：“分布式發(fā)電，是指位于用戶附近，裝機規(guī)模較小，電能主要由用戶自用和就地利用的可再生能源、資源綜合利用發(fā)電設施或有電力輸出的能量梯級利用多聯(lián)供系統(tǒng)，并網(wǎng)電壓等級在10千伏及以下”。（國家電網(wǎng)1560號文）IEEE1547（分布式電源接入電力系統(tǒng)技術標準）：通過公共連接點與區(qū)域電網(wǎng)并網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)（公共連接點一般指電力系統(tǒng)與電力負荷的分界點）。德國通過“技術標準”劃分分布式發(fā)電和公共電站：BDEW發(fā)布的“發(fā)電站接入中壓電網(wǎng)技術導則”和VDE發(fā)布的“發(fā)電站接入低壓電網(wǎng)技術導則”。接入1kV以下低壓配電網(wǎng)的屬于分布式發(fā)電。6161December18,2024分布式光伏發(fā)電概述備注：凡是“自發(fā)自用”的光伏系統(tǒng)必然屬于“分布式發(fā)電”，而“分布式光伏系統(tǒng)”并不一定采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的商業(yè)模式。6262December18,2024分布式光伏發(fā)電概述分布式光伏發(fā)電的政策及適用范圍PublishdateDocumentdescriptionFileNoPublishdepartment2012-03-14可再生能源電價附加補助資金管理暫行辦法財建[2012]02號國家財政部2012-06-08關于繼續(xù)扶持光伏發(fā)電的政策意見江蘇省蘇政辦發(fā)[2012]111號文件江蘇省政府2012-09-14關于申報分布式光伏發(fā)電規(guī)?；瘧檬痉秴^(qū)的通知國能新能[2012]298號國家能源局2012-10-26關于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務工作的意見（暫行），關于促進分布式光電并網(wǎng)管理工作的意見（暫行），分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)相關技術規(guī)定（暫行）國家電網(wǎng)辦[2012]1560號國家電網(wǎng)2013-02-27關于做好分布式電源并網(wǎng)服務工作的意見，關于促進分布式發(fā)電源并網(wǎng)管理工作的意見，分布式電源接入配電網(wǎng)相關技術規(guī)范國家電網(wǎng)辦[2013]333號國家電網(wǎng)2013-07-15關于促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見國發(fā)[2013]24號國務院2013-07-18分布式發(fā)電管理暫行辦法發(fā)改能源[2013]1381號國家發(fā)改委2013-07-24關于分布式光伏實行按電量補貼政策等有關問題的通知財建[2013]390號國家財政部2013-08-09關于展開分布式光伏發(fā)電應用示范區(qū)建設的通知國能新能[2013]296號國家能源局2013-08-22支持分布式光伏發(fā)電金融服務的意見國能新能[2013]312號國家能源局國家開發(fā)銀行2013-08-22關于印發(fā)取消和下放行政審批事項實施方案的通知蘇發(fā)該投資發(fā)[2013]1278號江蘇省發(fā)改委2013-08-26關于發(fā)揮價格杠桿作用促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知發(fā)改價格[2013]1638號國家發(fā)改委2013-09-23關于光伏發(fā)電增值稅政策的通知財稅[2013]66號國家財政部國家稅務總局6363December18,2024分布式光伏發(fā)電概述分布式光伏發(fā)電相關技術標準中電聯(lián)組織起草的光伏系統(tǒng)配電網(wǎng)接入技術規(guī)定。GB/T29319-2012適用于接入380V以及10kV(6kV)配電網(wǎng)的光伏系統(tǒng)。主要技術要求：電能質(zhì)量：電壓、諧波、閃變、頻率、三相不平衡、等；無功功率調(diào)節(jié)；防孤島；逆功率保護；恢復并網(wǎng)；其它通用要求：接地、電磁兼容等。6464December18,2024分布式光伏發(fā)電概述中電聯(lián)組織起草的光伏系接入輸電網(wǎng)技術規(guī)定。GB/T19964-2012適用于接入35kV及以上輸電網(wǎng)的光伏系統(tǒng)。主要技術要求：電能質(zhì)量：電壓、諧波、閃變、頻率、三相不平衡、等；功率預測無功功率調(diào)節(jié)；防孤島？；低電壓穿越和動態(tài)無功支撐；二次系統(tǒng)、繼電保護和調(diào)度自動化等。6565December18,2024分布式光伏發(fā)電概述分布式光伏發(fā)電的設計流程6666December18,2024光伏電站在配電網(wǎng)的接入容量25%?30%?50%?100%?1、按照傳統(tǒng)經(jīng)驗（RuleofThumb)，分布式發(fā)電系統(tǒng)的容量不能超過峰值負荷的15%。2、Definition：%penetration=ACoutputofPVdividedbypeakloadcapacity.光伏穿透率的定義和經(jīng)驗百分比穿透率（%）=光伏交流輸出功率與峰值負荷之比。分布式光伏發(fā)電概述6767December18,2024分布式光伏發(fā)電概述光伏發(fā)電系統(tǒng)穿透率的影響6868December18,2024分布式光伏發(fā)電概述典型的電壓輸送曲線無負載下的電壓輸送曲線6969December18,2024分布式光伏發(fā)電概述備注：負載端要求電壓控制在額定電壓的+6%和-10%之間。而當分布式光伏發(fā)電在配電網(wǎng)的接入容量過大，導致電網(wǎng)穿透率過高，類似于電網(wǎng)輕負荷運行，最終導致負載端電壓過高。7070December18,2024分布式光伏發(fā)電概述如上圖所示，當負荷率=最大負荷的25%，光伏交流輸出功率（穿透率）也等于最大負荷的25%的情況下，工作電壓出現(xiàn)了超限。所以光伏電站在配電網(wǎng)的接入容量與實際負荷率有關，所以針對接入容量的設定，需調(diào)查實際負荷情況，尤其是白天的最低負荷。7171December18,2024分布式光伏發(fā)電概述美國接入容量的配額及調(diào)控資料來源：美國NREL，20131、配電網(wǎng)光伏接入容量限制條件：從50%最低負荷穿透率，提高到100%；2、最低負荷條件：峰值負荷的30%；3、光伏接入容量限制條件：從峰值負荷的15%提高到30%。7272December18,2024分布式光伏發(fā)電概述逆功率與反電流逆流的發(fā)生HighvoltageduetoDG:Highvoltagesmaybecausedbyreversepowerflow.Underlightloadforalocationwheretheprimaryvoltageisalreadyhigh,thevoltagerisecanbeenoughtopushthevoltageabovenominallimits.ThiscanevenhappenforasmallDGlocatedonthesecondarybecauseofthevoltagedropalongtheservicedrop,thesecondarywiring,andthedistributiontransformer.分布式發(fā)電系統(tǒng)引起的高電壓：反向功率流可能引起高電壓。因為當接入電網(wǎng)的分布式容量過高時，此時負載對于常規(guī)電網(wǎng)能量消耗需求已經(jīng)很小了，導致初級電壓已經(jīng)很高了，這個高電壓足以超過電壓的上限。隨著接入容量的繼續(xù)升高，逆流會再次反饋至次級，一級一級傳遞，逐步引起高壓。這是由于架空線路、次級線包和配電變壓器上的電壓降較少引起的。7373December18,2024分布式光伏發(fā)電概述防逆流的措施將光伏輸出設計成在白天總是小于負荷。（IEEE1547）安裝最小正向電流斷路器或逆向功率斷路器。安裝動態(tài)功率可調(diào)逆變器。當負荷小到一定，逐級斷開光伏。“準許逆流時”的措施要求逆變器必須具有無功補償功能，以防止“逆流”情況下網(wǎng)壓升高。目前國內(nèi)電網(wǎng)要求：對于大型光伏電站，功率因數(shù)調(diào)節(jié)范圍在超前或滯后0.98；德國要求功率因數(shù)調(diào)節(jié)范圍0.95；日本要求允許“逆功率流”的情況下，功率因數(shù)調(diào)節(jié)范圍為0.8。7474December18,2024分布式光伏發(fā)電概述并網(wǎng)電價介紹太陽能資源分區(qū)光伏電站分布式光伏收益FIT

(元/kWh)自用電度電補貼

(元/kWh)富余上網(wǎng)電量度電補貼

(元/kWh)I0.90電網(wǎng)銷售電價+0.42脫硫標桿電價

+0.42II0.95III1.00要點如下：（1）3個分區(qū)標桿電價（統(tǒng)購統(tǒng)銷模式）：0.90、0.95、1.0元/kWh；（2）對于分布式光伏自用電和反送電量，均給以0.42元/kWh的補貼；（3）分布式光伏的反送電量按照當?shù)孛摿螂妰r收購（大約0.35～0.45元/kWh)＋0.42元/kWh；（4）執(zhí)行期原則上20年；（5）已經(jīng)明確分布式光伏項目的補貼資金通過電網(wǎng)企業(yè)向發(fā)電項目轉(zhuǎn)付；（6）沒有清楚界定哪些項目可以按照大型光伏電站，哪些項目按照分布式光伏政策執(zhí)行?（7）開發(fā)商與建筑業(yè)主非同一主體情況下，自用電量如何交易?（8）融資渠道和融資政策是關鍵?2013年8月26日，發(fā)改委價格司發(fā)布：發(fā)改價格[2013]1638號7575December18,2024分布式光伏發(fā)電概述“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式定義：光伏自用電度電補貼價：S負載總消耗：T光伏總發(fā)電量：G用電網(wǎng)電量：P光伏直給負載電量：C富余上網(wǎng)電量：Q富余上網(wǎng)電量度電補貼：R電網(wǎng)售價：E脫硫標桿電價：X光伏發(fā)電收益：W=R*Q+S*C；其中T=C+P，G=C+Q；W=R*Q+S*（G-Q）；0.42=S-E;0.4=R-X；與電網(wǎng)公司結算：I=W-E*T=R*Q+S*（G-Q)-E*（G-Q+P）；I=X*Q+0.42*G-E*PGQP7676December18,2024電站設計優(yōu)化流程設計的定義?設計是對擬建工程的實施在技術上和經(jīng)濟上所進行的全面而詳盡的安排，是基本建設的具體化，是把先進技術和科研成果引入建設的渠道，是整個工程的決定性環(huán)節(jié)，是組織實施的依據(jù)。?設計范圍包括：①設計單項（包括：初步可行性研究、可行性研究、初步設計、司令圖設計、施工圖設計、竣工圖設計），及相關的技術服務。②工程總承包的設計過程（含基本設計、詳細設計、竣工圖設計）;初步設計根據(jù)批準的可行性研究報告和設計基礎資料，對設計對象進行通盤研究，闡明在制定的地點、時間和投資控制數(shù)內(nèi)，擬建工程在技術上的可行性、經(jīng)濟上的合理性。通過對設計對象作出的基本技術規(guī)定，制定項目的總概算。?施工圖設計主要是根據(jù)批準的初步設計的內(nèi)容和要求，對建設項目的所有主輔生產(chǎn)廠房、附屬設施及其主要關鍵設備的土建和安裝繪制出正確完整和盡可能詳盡的圖紙，應能滿足預算及施工組織設計的編制。7777December18,2024電站設計優(yōu)化流程1.設計成品的分類和分級：設計成品的分類包括圖紙、計算書、設備技術規(guī)范書三種。設計成品按其重要性分為三級，其中部分一級設計成品要有總工程師批準。2.光伏發(fā)電工程設計人員專業(yè)組成：共分為光伏（工藝）、電氣、土建（建筑和結構）、暖通、水工、技經(jīng)6個專業(yè)。3.項目的設計策劃項目設計策劃是指針對合同項目而建立的質(zhì)量目標，規(guī)定質(zhì)量控制要求，重點是制訂開展各項設計活動的計劃，明確設計活動內(nèi)容及其專業(yè)設計分工，配備合格設計人員和資源。設計經(jīng)理接到任命后應首先對項目設計活動進行策劃并應將項目設計策劃形成文件，通常以“項目設計計劃”的形式編制，作項目設計管理和控制的主要文件。設計的分類及組成7878December18,2024電站設計優(yōu)化流程設計方案的評審?為了評價階段（中間）成果滿足項目（工程）要求的能力，以確定是否能轉(zhuǎn)入下一步設計工作，以及發(fā)現(xiàn)設計中的問題和不足，并提出處理措施，以便有效解決。?評審的技術方案分為二類，即綜合性技術方案和專業(yè)技術方案。其中，項目設計經(jīng)理負責組織綜合性技術方案的評審；專業(yè)審核人負責組織專業(yè)技術方案的評審。?綜合性技術方案的評審申請由項目設計經(jīng)理提出，填寫“設計方案評審申請表”，總工程師批準；專業(yè)技術方案的評審申請由專業(yè)主設人提出，填寫“設計方案評審申請表”，專業(yè)審核人批準。?設計方案評審按下列程序進行：評審申請→評審準備→開展評審→評審結論實施7979December18,2024電站設計優(yōu)化流程①設計人對設計成品自校修改后，將成品連同設計輸入(如原始資料)、中間成果（如計算書）、接口資料（如專業(yè)間互提資料）、有關評審驗證記錄等與成品校審單一并送校核人。②校核人將校核意見填入成品校審單，退設計人進行第一次修改。③設計人第一次修改后，送校核人核對修改情況。④校核人核對無誤并簽署后，送審核人。⑤審核人將審核意見填入成品校審單，退設計人進行第二次修改。⑥設計人第二次修改完成后，送審核人核對修改情況。⑦審核人核對無誤并簽署后，送批準人審批。⑧批準人將審批意見填入成品校審單，退審核人組織修改后，批準人簽署。設計成品校審流程8080December18,2024電站設計優(yōu)化流程設計過程流程圖8181December18,2024光伏電站性能評價指標（PerformanceRatio）概念PR是英文名詞“PerformanceRatio”首字母縮略詞，中文譯為“性能比”，是評價光伏電站系統(tǒng)性能的指標之一，代表“綜合發(fā)電效率”，用百分比表示。這一指標涵蓋了所有對發(fā)電量的影響因素：光伏組件的匹配損失、組件衰降、溫升損失、部件效率、灰塵遮擋綜合影響；而且排除了地區(qū)和太陽能資源差異的影響。能夠客觀地反映光伏系統(tǒng)的建設和運行質(zhì)量。在標準《IEC61724》和等同中國國標《GB20513-2006》等標準中均有介紹。PR的定義8282December18,2024光伏電站性能評價指標（PerformanceRatio）光伏電站性能評價指標：性能比PR：PR=Yf/Yr=(E/P0)/(H/G)=E/(PH×P0)性能比=滿功率發(fā)電小時數(shù)/峰值日照時數(shù)=實際交流發(fā)電量/理想狀態(tài)直流發(fā)電量1、是發(fā)電量和資源量的比值，因此所反映的因素包括：系統(tǒng)的電器效率（組件串并聯(lián)損失、逆變器效率、變壓器效率、其它設備效率、溫升損失、線路損失等）、組件衰降、遮擋情況、光反射損失、MPPT誤差、測量誤差、故障情況和運行維護水平。因此“性能比”等同于“綜合發(fā)電效率”；2、這個指標排除了地域和資源差異，比較客觀地反映了光伏系統(tǒng)自身的性能和質(zhì)量；3、還沒有排除溫度差異和光譜偏離的差異，也沒有將占地因素考慮進去。8383December18,2024PR的發(fā)展光伏電站性能評價指標（PerformanceRatio）8484Decembe