11-光伏发电站的设计-徐永邦-2-solarbe文库

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光伏发电站的设计招商新能源徐永邦目录一、光伏发电设计概述二、设备选型三、光伏与建筑一体化四光伏发电站的设计优化流程四、光伏发电站的设计优化流程一光伏发电设计概述、光伏发电设计概述●并网光伏发电的系统集成 EPC并光伏发统成（）（以晶体硅原料为例）一、光伏发电设计概述并网光伏系统原理图（一）公共电网并网光伏系统一、光伏发电设计概述并网光伏系统原理图（二）用户侧并网光伏系统太陽光発電A B CB运行模型发晴天阴天雨天发电AAC CB B BC C负荷负荷运行模型发运行模型发电量负荷发电发电电量电量逆向回流给商用电网的电力从商用电网上引入的电力部分8 10 12 14 16时间8 10 12 14 16时间8 10 12 14 16时间太阳能发电系统提供的电力部分在运行模式Ａ的状态下电力的流向在运行模式Ｃ的状态下电力的流向光伏方阵逆变器～商用负荷发电量负荷消费电力≧ 白天光伏方阵逆变器～商用负荷～商用白天在运行模式Ｂ的状态下电力的流向光伏方阵逆变器负荷发电量负荷消费电力＜一光伏发电设计概述、光伏发电设计概述●光伏发电站设计光伏发设★设计优化原则认真研究项目建设的条件通过多方案比较确定较为合理的1、认真研究项目建设的条件，通过多方案比较，确定较为合理的技术方案。分析选址资源情况2、分析选址资源情况。3、合理布置太阳电池方阵。4、大尺寸组件安装快速、便捷（易安装）①减少系统的安装时间；②减少系统的安装材料；③减少系统连线，降低线损。电缆布线最优化（5、电缆布线最优化（设备选型针对直流侧系统的连线）①防紫外线电缆；②尽量短的连线；③近处汇流。6、高效的逆变器是系统稳定运行的保证，变压器的选择是最后的效率节点。7、集中监控，预防故障。8、工程造价的核算。一、光伏发电设计概述光伏发电站设计●光伏发电站设计★施工图设计1、设备接线图（设备间关系、线缆类型、长度、结点方式）。设备位设备相对位体间2、设备位置图（设备相对位置、体积、间距）。3、系统走线图（走线路径 -线缆长度型号，电缆）。线缆选型（压降容量损耗率类型护套阻燃屏蔽软硬耐4、线缆选型（压降、容量、损耗率，类型护套、阻燃、屏蔽、软硬、耐候性）。5、设备细化选型（附加模块、连接端子、环境要求、通信方式等）。、设备选（附加模块、连接端、环境要、通信方式）6、防雷设计（防雷等级、避雷针、避雷带、引下线、电力与通信防雷保护器）。配电设计（防逆流三相平衡调节峰值功率控制保护功能等）7、配电设计（防逆流、三相平衡调节、峰值功率控制、保护功能等）。8、基础设计（基础结构、基础稳定性；地基摩擦力与附着力）。9、支架强度计算（风压、积雪、地震）。10、支架部件、装配详图（零件三维装配图、部件加工用详图）。11、系统效率计算（线损、设备损耗、环境损耗、其它损耗）。一光伏发电设计概述、光伏发电设计概述●光伏发电站设计光伏发设★设计要点自然条件的调查◆ 站址的选择1. 自然条件的调查太阳辐射量，地理位置，交通条件，水源。2 接入电网条件2. 接入电网条件与接入点的距离，接入点的间隔。33. 环境影响有无遮光的障碍物，盐害、公害的有无，冬季的积雪、结冰、雷击灾害状态自然灾害有无鸟粪。雷击灾害状态，自然灾害，有无鸟粪。一光伏发电设计概述、光伏发电设计概述●光伏发电站设计光伏发设★设计要点◆ 站址的选择徐州 20MW光伏发电站选址一光伏发电设计概述、光伏发电设计概述●光伏发电站设计光伏发设★设计要点◆ 光伏组件的串并联设计1. 假设 10MW光伏发电站选用的光伏组件型号为 200W, 工作电压为27V, 尺寸为 1494 1000 45 ；选用逆变器功率为 500kW,MPPT直流输入电压范围为 420850V, 那么一个组件串中的串联数可选为 24 个输范围为 , 那个件串中的串联数可选为个，该组件串的输出功率为 4.8kW, 输出电压为 648V, 每台逆变器通过汇流箱并联接入 105 个这样的组件串。2. 在组件的串联电路中，要求同一个组件串中每块组件的工作电流要相同；在并联电路中要求每个组件串的电压要相同否则流要相同；在并联电路中，要求每个组件串的电压要相同，否则会影响整个系统的效率。一、光伏发电设计概述●光伏发电站设计★设计要点◆ 光伏方阵最低点距地距离光伏方阵最低点距地面距离的选取，主要考虑以下因素a.高于当地最大积雪深度；b.高于当地洪水水位；c.高于一般灌木植物的高度；d.防止小动物的破坏；e.防止泥沙溅上太阳电池板；防泥沙溅上太阳电池板；一般设计时取值 0.3～ 0.5m。◆对站区总平面布置方案、竖向布置、道路、管线布置进行优化设计。给排水系统设计① 给水生活给水管网（站区生活用水及组件擦洗生活污水（经初步处理后排放）及雨水（站区排◆用水）；② 排水生活污水（经初步处理后排放）及雨水（站区排水沟），合流制排水系统。一光伏发电设计概述、光伏发电设计概述●光伏发电站设计光伏发设★设计要点阴影遮挡的计算◆阴影遮挡的计算一、光伏发电设计概述组件的遮挡和通风●组件的遮挡和通风应当尽量避免遮挡 ①对于晶体硅太阳电池，很小的遮挡就① ②会引起很大的功率损失；②遮挡对于薄膜电池的影响要小得多的影响要小得多。8 9 Facade integration, til ti 好的通风条件对于冷却光伏组件很重要gg4 8 5,4 8,9 43 K55 Kno ventilationRoof integration, no ventil.ationOn / in facade poor①温度升高将减少发电量；②组件温度取决gg2 6 3,6 4,8 35 K39 KOn / in facade, poor ventil.On / in facade, poor ventilation② 件度取决于安装方式。 gg 2,1 2,6 29 K32 KOn / in roof, good ventilationOn / in roof, good ventil.dg 22 K0,0 1,8 28 KOn roof with large gapFreestanding一光伏发电设计概述、光伏发电设计概述●光伏发电站设计光伏发设★设计要点◆发电量计算 ① 作为独立电源用的光伏发电系统的设计，以从所需电量（负载消耗的电量）计算出方阵安装容量作为标准方法。② 在并网系统的场合，发电量和所使用的电量之间没有相互限制关系，因此一般由场地（面积）决定安装容量的场合。所以，首先充分估计出组件安装场地面积，然后计算出电站的安装容量，在此基础上进行系统的整体设计。一光伏发电设计概述、光伏发电设计概述●光伏发电站设计光伏发设★设计要点发电量计算◆ 发电量计算发电量计算公式发计算公式年发电量系统装机容量年日照峰值小时数系统综合效率响统合效影响系统综合效率的因素逆变器效率，变压器效率，灰尘及雨雪遮挡损失，组件串并联不匹配损失，弱光损失及其他项损失等。目前大型并网光伏发电项目系统设计效率约为 80（其中逆变器效率约 97％，变压器效率约 97％，灰尘及雪遮挡损失约 4，其它杂项损失约 5 建立在开阔地的并网光弱光损失约 5，其它杂项损失约 5 。建立在开阔地的并网光伏发电系统基本没有朝向损失）。目录一、光伏发电设计概述、光伏发电设计概述二、设备选型三、光伏与建筑一体化光伏发电站的设计优化流四、光伏发电站的设计优化流程二设备选型二、设备选型设备选型序号设备选型1 组件2 逆变器3 汇流箱4 监控系统5 逆功率保护6 向日跟踪系统7 电线及电缆8 防雷及接地二设备选型二、设备选型组件1、组件组件● 光伏组件可以分为平板型组件和聚光型组件。就光伏技术来讲重点支持晶体硅太阳电池薄膜太阳电池● 就光伏技术来讲，重点支持晶体硅太阳电池、薄膜太阳电池、聚光太阳电池。光伏发电系统技术的进步将使得晶体硅太阳电池、薄膜太阳电池和聚光太阳电池在 2020年以前就可以达到商业化竞争的水平。二设备选型二、设备选型1、组件二、设备选型1、组件与其他技术结合的光伏发电技术二、设备选型2、逆变器● 逆变器是光伏发电站的核心设备。● 按照逆变器结构和应用特点可以分为三大类集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器（又称组件逆变器）。● 在光伏系统设计过程中，要结合光伏系统的具体情况来选择不同类型的并网逆变器。二、设备选型2、逆变器逆变器类型集中式逆变器组串式逆变器微型组件逆变器逆变器种类与应用特点逆变器容量 10kW-1MW 600W-10kW 1kW 以下组件接入形式方阵组件串组件MPPT 功能方阵的最大功率点组串的最大功率点组件的最大功率点遮挡影响影响最大影响较小影响最低直流电缆大量使用少量使用基本不使用投资成本低廉适中昂贵适用光伏系统日照均匀的地面大型光伏发电站或大型BAPV各类型地面光伏发电站或 BAPV/BIPV 1kW 以下的光伏系统产品成熟度成熟成熟研发和试验阶段便更便更安装使用专业安装和维护，更换困难安装简便、更换方便安装简便、更换方便二、设备选型2、逆变器分布（组串）式逆变器微型逆变器二、设备选型2、逆变器集中式逆变器二、设备选型2、逆变器◆光伏逆变器的转换效率二、设备选型、设备选型2、逆变器◆光伏逆变器的转换效率二、设备选型汇流箱3、汇流箱直流防雷汇流箱徐州协鑫 20MW光伏发电站系统框图对于大型并网发电系统，为了减少光伏组件与逆变器之间的连接线，方便维护，提高可靠性，一般需要在光伏组件与逆变器之间装设汇流箱（直流汇流装置）。二、设备选型汇流箱3、汇流箱直流防雷汇流箱八进一出汇流箱十六进一出汇流箱六进一出汇六进出汇流箱实物图二设备选型二、设备选型4、监控系统二、设备选型5、逆功率保护适用1、适用于不可逆并网方式。2、当检测到逆向电流超过额定输出的 5时输出的时，光伏发电站在0 52s 内停止向0.52s 内停止向电网线路送电。