xx哈密東南山口50mw光伏電站設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目 新疆哈密東南山口</p><p>　　50Mwp光伏電站設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè) 電力 </p><p>　　班 級(jí) </p>&l

2、t;p>　　學(xué) 生 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　2015 年</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著日趨緊張的能源形勢(shì)以及城市空氣污

3、染等問題的凸顯，清潔能源發(fā)電越來(lái)越多的得到了社會(huì)的重視。而光伏發(fā)電以其污染物零排放、能源儲(chǔ)量豐富、市場(chǎng)前景廣闊等特點(diǎn)在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界得到了越來(lái)越多的關(guān)注。</p><p>　　本論文針對(duì)并網(wǎng)光伏電站工程概況，對(duì)光伏電站的發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，主要工作內(nèi)容如下：</p><p>　　根據(jù)光伏電站的工程概況、裝機(jī)容量，考慮光伏電站初期投資和后期維護(hù)成本問題，對(duì)光伏電站電氣一次側(cè)進(jìn)行主

4、接線設(shè)計(jì)、光伏陣列 -- 變壓器組合方式設(shè)計(jì)以及光伏電站升壓方式設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了電氣一次側(cè)主要設(shè)備的選型工作，在此基礎(chǔ)之上從電站的調(diào)度管理與運(yùn)行方式和光伏電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)兩個(gè)方面進(jìn)行了電氣二次設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；并網(wǎng)；逆變器；電氣主接線</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Cle

5、an energy has got more attention from the society with the nervous energy situation,as well as the pollution of urban air.Grid-connected PV has got more concern in the of academia and industry at home and abroad lately.&

6、lt;/p><p>　　This paper focuses on the design of power generation systems of grid-connected photo-voltaic power plant according to the project overview.The main contents are as follow:</p><p>　　Desi

7、gn the main electrical wiring,PV array-transformer combinations,</p><p>　　boots mode of photo-voltaic power plants and select the major equipment of primary side according to the project overview,installed c

8、apacity and select the initial investment and maintenance cost.On this basis,design secondary side from the two sides of management and operation,and computer monitoring system.</p><p>　　KEY WORDS :photo-vol

9、taic power generation ,grid ,invert ,electrical main wiring</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的介紹- 2 -</p><p>　　1.1太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的簡(jiǎn)介- 1 -</p><p>　　1.2太陽(yáng)能光伏發(fā)

10、電系統(tǒng)的類型- 1 -</p><p>　　1.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)- 2 -</p><p>　　1.3.1太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理- 2 -</p><p>　　1.3.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成- 3 -</p><p>　　2、我國(guó)以及哈密地區(qū)光能資源分布狀況- 4 -</p><p>　　2.1、

11、我國(guó)太陽(yáng)能資源分布- 4 -</p><p>　　2.3、哈密地區(qū)太陽(yáng)能資源- 5 -</p><p>　　2.4、項(xiàng)目任務(wù)及規(guī)模- 7 -</p><p>　　3、 光伏發(fā)電系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)及發(fā)電量計(jì)算- 8 -</p><p>　　3.1、光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成- 8 -</p><p>　　3.2、光伏組件選

12、型- 8 -</p><p>　　3.3、光伏陣列運(yùn)行方式的設(shè)計(jì)- 13 -</p><p>　　3.3.1、陣列安裝方式選擇- 13 -</p><p>　　3.3.2、光伏陣列最佳傾角的計(jì)算- 17 -</p><p>　　3.3.3、光伏陣列間距設(shè)計(jì)- 17 -</p><p>　　3.4支架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

13、- 18 -</p><p>　　3.4.1場(chǎng)地基本資料- 18 -</p><p>　　3.5、逆變器的選擇- 21 -</p><p>　　3.6、光伏陣列設(shè)計(jì)及布置方案- 25 -</p><p>　　3.6.1、太陽(yáng)能電池組件的串、并聯(lián)設(shè)計(jì)- 25 -</p><p>　　3.6.2、單元光伏陣列排布

14、設(shè)計(jì)- 26 -</p><p>　　3.6.3、方陣布置設(shè)計(jì)- 26 -</p><p>　　3.7、年上網(wǎng)電量估算- 28 -</p><p>　　3.7.1、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率- 28 -</p><p>　　3.7.2、光伏電站發(fā)電量的測(cè)算- 28 -</p><p>　　4、電氣設(shè)計(jì)- 29

15、 -</p><p>　　4.1、電氣一次- 29 -</p><p>　　4.1.1、電氣設(shè)備選型及布置- 29 -</p><p>　　4.1.3、一次電氣設(shè)備布置- 35 -</p><p>　　4.1.4、照明和檢修- 36 -</p><p>　　4.1.5、過(guò)電壓保護(hù)及接地- 36 -</p

16、><p>　　4.1.6、電纜敷設(shè)及電纜防火- 36 -</p><p>　　4.2、電氣二次- 37 -</p><p>　　4.2.1、電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)- 37 -</p><p>　　4.2.2、計(jì)量及同期- 37 -</p><p>　　4.2.3、元件保護(hù)- 38 -</p><p>

17、;　　4.2.4、直流系統(tǒng)- 38 -</p><p>　　5、施工組織設(shè)計(jì)- 38 -</p><p>　　5.1、施工條件- 38 -</p><p>　　5.1.1、交通運(yùn)輸錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　5.1.2、施工用水- 38 -</p><p>　　5.1.3、施工電源和建材- 38

18、 -</p><p>　　5.2、施工總布置- 38 -</p><p>　　5.3、主要工程項(xiàng)目的施工方案- 39 -</p><p>　　5.3.1箱變基礎(chǔ)工程施工- 39 -</p><p>　　5.3.2太陽(yáng)能光伏電池組件方陣的安裝- 40 -</p><p>　　5.3.3 升壓站施工- 41 -&

19、lt;/p><p>　　5.4、施工綜合進(jìn)度- 43 -</p><p>　　5.4.1、編制原則- 43 -</p><p>　　5.4.2、分項(xiàng)施工進(jìn)度安排- 43 -</p><p>　　5.4.3、施工控制進(jìn)度- 44 -</p><p>　　6、環(huán)境影響評(píng)價(jià)- 44 -</p><p

20、>　　6.1、評(píng)價(jià)依據(jù)- 44 -</p><p>　　6.2、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)- 45 -</p><p>　　6.3、環(huán)境影響分析及治理措施- 45 -</p><p>　　6.3.1、工程施工期對(duì)環(huán)境的影響及防治- 45 -</p><p>　　6.3.2、運(yùn)行期的環(huán)境影響- 46 -</p><p>　

21、　6.3.3、光污染及防治措施- 47 -</p><p>　　6.4 環(huán)境保護(hù)措施- 47 -</p><p>　　6.5、節(jié)能及減排效益分析- 48 -</p><p>　　6.6、綜合評(píng)價(jià)- 48 -</p><p>　　太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的介紹</p><p>　　1.1太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p&

22、gt;<p>　　太陽(yáng)能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對(duì)的安全性、相對(duì)的廣泛性、確實(shí)的長(zhǎng)壽命和免維護(hù)性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。我們對(duì)太陽(yáng)能的利用大致可以分為光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式，其中，光電利用（光伏發(fā)電）是近些年來(lái)發(fā)展最快，也是最具經(jīng)濟(jì)潛力的能源開發(fā)領(lǐng)域。太陽(yáng)能電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，包括硅系太陽(yáng)電池（單晶硅、多晶硅、非晶硅電池）和非硅系太

23、陽(yáng)能電池等。在晶體硅太陽(yáng)能電池的產(chǎn)業(yè)鏈上分布著晶硅制備、硅片生產(chǎn)、電池制造、組件封裝四個(gè)環(huán)節(jié)。</p><p>　　光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池、蓄電池、控制器和逆變器構(gòu)成。光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)：獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電是指太陽(yáng)能光伏發(fā)電不與電網(wǎng)連接的發(fā)電方式，典型特征為需要蓄電池來(lái)存儲(chǔ)能量，在民用范圍內(nèi)主要用于邊遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，如家庭系統(tǒng)、村級(jí)太陽(yáng)能光伏電站；在工業(yè)范圍內(nèi)主要用于

24、電訊、衛(wèi)星廣播電視、太陽(yáng)能水泵，在具備風(fēng)力發(fā)電和小水電的地區(qū)還可以組成混合發(fā)電系統(tǒng)等。并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電是指太陽(yáng)能光伏發(fā)電連接到國(guó)家電網(wǎng)的發(fā)電的方式，成為電網(wǎng)的補(bǔ)充。</p><p>　　1.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)類型</p><p>　　光伏發(fā)電系統(tǒng)按照應(yīng)用的基本形式可分為三大類： 獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)、 微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。未與公共電網(wǎng)連接的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)；與偏遠(yuǎn)地區(qū)

25、獨(dú)立運(yùn)行的電網(wǎng)相連接的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；與公共電網(wǎng)相連接的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。</p><p>　　并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)按照系統(tǒng)功能又可以分為兩類： 不含蓄電池環(huán)節(jié)的“不可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)”和含有蓄電池組的“可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)”。</p><p>　?。?）離網(wǎng)光伏蓄電系統(tǒng) 這是一種常見的太陽(yáng)能應(yīng)用方式。在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用已有若干年。系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，而且

26、適應(yīng)性廣。只因其一系列種類蓄電池的體積偏大和維護(hù)困難而限制了使用范圍?！　?</p><p>　?。?）光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 當(dāng)用電負(fù)荷較大時(shí)，太陽(yáng)能電力不足就向市電購(gòu)電。而負(fù)荷較小時(shí)，或用不完電力時(shí)，就可將多余的電力賣給市電。在背靠電網(wǎng)的前提下，該系統(tǒng)省掉了蓄電池，從而擴(kuò)張了使用的范圍和靈活性，并降低了造價(jià)?！?lt;/p><p>　　圖1.1光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)圖</p><

27、p>　?。?）A, B兩者混合系統(tǒng) 這是介于上述兩個(gè)方之間的系統(tǒng)。該方案有較強(qiáng)的適應(yīng)性，例如可以根據(jù)電網(wǎng)的峰谷電價(jià)來(lái)調(diào)整自身的發(fā)電策略。但是其造價(jià)和運(yùn)行成本較上述兩種方案高?！　?lt;/p><p>　　1.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)</p><p>　　1.3.1太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理 </p><p>　　光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)

28、變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽(yáng)電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電系統(tǒng)裝置。光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是較少受地域限制，因?yàn)殛?yáng)光普照大地;光伏系統(tǒng)還具有安全可靠、無(wú)噪聲、低污染、無(wú)需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電及建設(shè)同期短的優(yōu)點(diǎn)。光伏發(fā)電系統(tǒng)的模擬原理電路圖2.3.1：</p><p>　　圖1.3.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的模擬原理電

29、路圖</p><p>　　1.3.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成</p><p>　　太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或 110V，還需要配置逆變器。各部分的作用為： </p><p>　?。?）太陽(yáng)能電池板 太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能

30、，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。</p><p>　　圖1.3.2.1太陽(yáng)能電池板</p><p>　　（2）太陽(yáng)能控制器 太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。其他附加功能如光控開關(guān)、時(shí)控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)。

31、 </p><p>　　（3）蓄電池 一般為鉛酸電池，一般有12V和24V這兩種，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來(lái)，到需要的時(shí)候再釋放出來(lái)。 </p><p>　?。?）逆變器 在很多場(chǎng)合，都需要提供AC220V、AC110V的交流電源。由于太陽(yáng)能的直接輸出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。為能向AC220V的電

32、器提供電能，需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場(chǎng)合，需要使用多種電壓的負(fù)載時(shí)，也要用到DC-DC逆變器，如將24VDC的電能轉(zhuǎn)換成5VDC的電能（注意，不是簡(jiǎn)單的降壓）。</p><p><b>　　圖1.3.2.2</b></p><p>　　2.我國(guó)以及哈密地區(qū)光能資源分布狀況</p><p

33、>　　2.1、我國(guó)太陽(yáng)能資源分布</p><p>　　我國(guó)地處北半球歐亞大陸的東部，主要處于溫帶和亞熱帶，具有比較豐富的太陽(yáng)能資源。根據(jù)全國(guó)700多個(gè)氣象臺(tái)站長(zhǎng)期觀測(cè)積累的資料表明，中國(guó)各地的太陽(yáng)輻射年總量大致在3.35×103～8.40×103MJ/m2之間，其平均值約為5.86×103MJ/m2。</p><p>　　圖2.1我國(guó)太陽(yáng)能資源分布圖&l

34、t;/p><p>　　按接受太陽(yáng)能輻射量的大小，全國(guó)大致上可分為五類地區(qū)：</p><p>　　一類地區(qū)：全年日照時(shí)數(shù)為3200～3300h，年輻射量在6700～8370MJ/m2。相當(dāng)于228～285kgce(標(biāo)準(zhǔn)煤)燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括青藏高原、甘肅北部、寧夏北部和新疆南部等地。這是我國(guó)太陽(yáng)能資源最豐富的地區(qū)。</p><p>　　二類地區(qū)：全年日照時(shí)數(shù)為30

35、00～3200h ，年輻射量在5860～6700 MJ/m2，相當(dāng)于200～228kgce燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。此區(qū)為我國(guó)太陽(yáng)能資源較豐富區(qū)。</p><p>　　三類地區(qū)：全年日照時(shí)數(shù)為2200～3000h，年輻射量在5020～5860MJ /m2，相當(dāng)于171～200kgce燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括山東、河南、河北

36、東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇北部和安徽北部等地。</p><p>　　四類地區(qū)：全年日照時(shí)數(shù)為1400～2200h，年輻射量在4190～5020MJ/m2。相當(dāng)于142～171kgce 燃燒所發(fā)出的熱量。主要是長(zhǎng)江中下游、福建、浙江和廣東的一部分地區(qū)，春夏多陰雨，秋冬季太陽(yáng)能資源還可以，屬于太陽(yáng)能資源可利用地區(qū)。</p><p&g

37、t;　　五類地區(qū)：全年日照時(shí)數(shù)約1000～1400h ，年輻射量在3350～4190MJ/m2。相當(dāng)于114～142kgce燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括四川、貴州兩省。此區(qū)是我國(guó)太陽(yáng)能資源最少的地區(qū)。</p><p>　　二、三類地區(qū)，年日照時(shí)數(shù)大于2000h，年輻射總量高于 5860MJ/m2，是我國(guó)太陽(yáng)能資源豐富或較豐富的地區(qū)，面積較大，約占全國(guó)總面積的2/3以上，具有利用太陽(yáng)能的良好條件。四、五類地區(qū)雖然太陽(yáng)

38、能資源條件較差，但仍有一定的利用價(jià)值。</p><p>　　2.2新疆地區(qū)太陽(yáng)能資源</p><p>　　新疆太陽(yáng)能資源主要分布在天山南麓、天山北麓、東疆東部、北疆中部、北疆北部五大區(qū)域。</p><p>　　由于新疆具有西高東低、南高北低的地理特性，水平表面年總輻照度的區(qū)域分布大致是由東南向西北不均勻遞減。新疆水平表面太陽(yáng)輻射總量為5000～6500MJ/，年總輻

39、射量比同緯度地區(qū)高10%～15%，比長(zhǎng)江中下游高15%～25%.</p><p>　　新疆的直射輻射年總量變化規(guī)律為北疆、東疆地區(qū)高于南疆，這是由于南疆塵暴較多，大氣透明度低的緣故。直射輻射峰值點(diǎn)一般分布在哈密一帶。新疆的直射輻射年總量在2400～4400。</p><p>　　2.3、哈密地區(qū)太陽(yáng)能資源</p><p>　　哈密地處亞歐大陸腹地，屬典型的溫帶大陸性

40、氣候，干燥少雨，晴天多，年平均降水量不足40毫米，光照豐富，年、日溫差大。春季多風(fēng)、冷暖多變，夏季酷熱、蒸發(fā)強(qiáng)，秋季晴朗、降溫迅速，冬季寒冷、低空氣層穩(wěn)定。極端最高氣溫43℃，極端最低氣溫-32℃，無(wú)霜期平均182天。這里空氣干燥，大氣透明度好，云量遮蔽少，光能資源豐富，為全國(guó)光能資源優(yōu)越地區(qū)之一，日照充足，年平均太陽(yáng)總輻射量為6273.71兆焦/平方米,全年日照時(shí)數(shù)為3300至3500小時(shí)，為全國(guó)日照時(shí)數(shù)最多的地區(qū)之一?！?lt;/p

41、><p>　　哈密市東南部、星星峽等區(qū)域全年日照時(shí)數(shù)達(dá)3500小時(shí)，比俗稱“日光城”的拉薩還多350小時(shí)。根據(jù)我國(guó)太陽(yáng)能資源區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)，該區(qū)屬“較豐富帶”，比較適合建設(shè)大型光伏電站。</p><p>　　哈密基本氣候情況（據(jù)1971-2011年資料統(tǒng)計(jì)）</p><p><b>　　表2.3.1</b></p><p>　　本

42、光伏電站代表年各標(biāo)準(zhǔn)月太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表</p><p><b>　　表2.3.2</b></p><p>　　從氣象部門獲得的太陽(yáng)能總輻射量是水平面上的，實(shí)際光伏電池組件在安裝時(shí)通常會(huì)有一定的傾角以盡可能多的捕捉太陽(yáng)能。通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析，水平面平均年輻照量為1742.70（6273.71），屬于太陽(yáng)能資源比較豐富地區(qū)，比較適合建設(shè)大型光伏電站。</p>

43、<p>　　2.4、項(xiàng)目任務(wù)及規(guī)模</p><p>　　太陽(yáng)能光伏發(fā)電站的建設(shè)有利于促進(jìn)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)化資源的合理配置，可以對(duì)地區(qū)局部氣候環(huán)境的改善起到一定的促進(jìn)作用，同時(shí)還可以與周邊旅游景點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，成為新的旅游景點(diǎn)。</p><p>　　開發(fā)利用可再生能源是國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。哈密市年平均日照時(shí)間在3285.1小時(shí)左右，開發(fā)利用太陽(yáng)能資源具有較好的條

44、件和前景，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。</p><p>　　根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓饽苜Y源以及初步開發(fā)規(guī)劃，本項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為50MW，初步推薦安裝50套單機(jī)容量為1MW太陽(yáng)能光伏方陣（電池組件及并網(wǎng)逆變器）。總投資約為5.675億元，占地面積1800畝，年發(fā)電量7300萬(wàn)千瓦時(shí)。</p><p>　　3、光伏發(fā)電系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)及發(fā)電量計(jì)算</p><p>　　3.1、光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成&

45、lt;/p><p>　　根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏Ψ植嫉那闆r，本工程選擇為不可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)光通過(guò)太陽(yáng)能電池組件轉(zhuǎn)換成直流電，經(jīng)過(guò)三相逆變器（DC-AC）轉(zhuǎn)換成三相交流電，再通過(guò)升壓變壓器轉(zhuǎn)換成符合公共電網(wǎng)要求的交流電，直接接入公共電網(wǎng)。</p><p>　　本工程光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池（光伏組件）、逆變器及升壓系統(tǒng)三大部分組成。</p><p>　　本項(xiàng)目50M

46、Wp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)分成若干個(gè)1MWp 光伏并網(wǎng)發(fā)電單元。每個(gè)1MWp 發(fā)電單元由1MWp光伏方陣、2臺(tái)500kW光伏并網(wǎng)逆變器、1臺(tái)1000kVA升壓變壓器以及相應(yīng)的配電監(jiān)控單元等相關(guān)設(shè)備組成，除光伏方陣外，其他設(shè)備均安裝在一個(gè)就地配電室內(nèi)。每個(gè)就地配電室1MWp太陽(yáng)能產(chǎn)生的直流電經(jīng)光伏并網(wǎng)逆變器逆變成交流電后就地升壓成35kV，通過(guò)高壓電纜送到主控室35kV母線，經(jīng)升壓站主變壓器升壓后接入并網(wǎng)點(diǎn)。</p><

47、p>　　3.2、光伏組件選型</p><p>　　3.2.1光伏組件種類的確定</p><p>　　商用的太陽(yáng)能電池主要有以下幾種類型：?jiǎn)尉Ч杼?yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池、非晶硅太陽(yáng)能電池、碲化鎘電池、銅銦鎵硒電池等。上述各類型電池主要性能參數(shù)。具體參數(shù)如下表:</p><p><b>　　表3.2.1</b></p>&l

48、t;p>　　而目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的且工藝比較成熟的太陽(yáng)能電池有：?jiǎn)尉Ч杼?yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。</p><p>　?。?)單晶硅太陽(yáng)能電池</p><p>　　單晶硅太陽(yáng)能電池是最早發(fā)展起來(lái)的，技術(shù)也最為成熟，主要用單晶硅片來(lái)制造。單晶硅材料的晶體完整，光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)性能均勻一致，純度較高，載流子遷移率高，串聯(lián)電阻小，與其它太陽(yáng)能電池相比，性能

49、穩(wěn)定，光電轉(zhuǎn)換效率高，其商業(yè)化的電池效率為16%～18%。單晶硅太陽(yáng)能電池曾長(zhǎng)期占領(lǐng)最大的市場(chǎng)份額，只是在1998年后才退居多晶硅電池之后，位于第二位，但其現(xiàn)在仍在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位。今后，單晶太陽(yáng)能電池將繼續(xù)向超薄、高效發(fā)展。受到材料價(jià)格及相應(yīng)復(fù)雜的電池工藝影響，單晶硅成本居高不下，與此同時(shí)在加工過(guò)程中還伴隨著高耗能、高污染的不利影響。</p><p>　?。?)多晶硅太陽(yáng)能電池</p&

50、gt;<p>　　隨著鑄造多晶硅技術(shù)的發(fā)展和成本優(yōu)勢(shì)， 多晶硅太陽(yáng)能電池逐漸搶占了市場(chǎng)份額。從多晶硅電池表面很容易辨認(rèn)，多晶硅片是由大量不同大小、不同取向的晶粒構(gòu)成，在這些結(jié)晶區(qū)域（晶粒）里的光電轉(zhuǎn)換機(jī)制完全等同于單晶硅電池。由于硅片由多個(gè)不同大小、不同取向的晶粒組成，而在晶粒界面（晶界）光電轉(zhuǎn)換容易受到干擾，因而多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)單晶硅略低，其商業(yè)化的電池效率為 14%～17%。同時(shí)多晶硅的光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)性能的一

51、致性也不如單晶硅。隨著技術(shù)的發(fā)展，多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率也逐漸提高，尤其做成組件后，和單晶硅組件的效率已相差無(wú)幾。</p><p>　　（3)非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池</p><p>　　自1976年第一個(gè)非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池被研制出，1980 年非晶硅太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)商品化，直到今天，非晶硅太陽(yáng)能電池以其工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，便于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，被稱為第二代太陽(yáng)能電池。非晶硅

52、薄膜太陽(yáng)能電池具有弱光性好，受溫度影響小等優(yōu)點(diǎn)，但非晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低，商業(yè)化的電池效率也只有 6%左右，而且非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池在長(zhǎng)時(shí)間的光照下會(huì)出現(xiàn)衰減現(xiàn)象（S-W 效應(yīng)），組件的穩(wěn)定性和可靠性相對(duì)晶體硅組件較差。</p><p>　　圖3.2.1各種太陽(yáng)能電池市場(chǎng)份額</p><p>　　（資料來(lái)源《2007年中國(guó)光伏發(fā)展報(bào)告》 ）年中國(guó)光伏發(fā)展報(bào)告》</p>

53、<p>　　圖中顯示了各類光伏組件的市場(chǎng)占有份額，市場(chǎng)占有率情況反映了產(chǎn)品的成熟度和其性能的穩(wěn)定性，可見單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池仍占據(jù)光伏發(fā)電市場(chǎng)的主流，而同等的穩(wěn)定性和發(fā)電量情況下，多晶硅組件價(jià)格更有優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　綜上所述，各種太陽(yáng)能組件都有其優(yōu)勢(shì)和弊端，但隨著技術(shù)的發(fā)展及同類產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)，單晶硅、多晶硅組件的價(jià)格也在逐漸降低，目前光伏發(fā)電還是晶體硅組件占主導(dǎo)地位，所以本項(xiàng)目采用CSI

54、阿特斯生產(chǎn)多晶硅電池組件CS6P-245P。</p><p>　　該組件系列產(chǎn)品既經(jīng)濟(jì)又可靠，保質(zhì)期可達(dá)20-25年?？梢员粡V泛應(yīng)用于各種環(huán)保工程領(lǐng)域，從大型長(zhǎng)期太陽(yáng)能項(xiàng)目到中小型獨(dú)立及并網(wǎng)系統(tǒng)太陽(yáng)能電站。它已經(jīng)獲得IEC 61215第二版的證書，TUV 二級(jí)安全認(rèn)證和北美UL 1703安全認(rèn)證，同時(shí)也是嚴(yán)格按照CE，ISO9001及ISO16949等質(zhì)量認(rèn)證體系加工生產(chǎn)。</p><p>

55、;<b>　　太陽(yáng)能光伏組件</b></p><p>　　CS6P-245P光伏電池組件的特點(diǎn)如下：</p><p>　?。?）60片高效的多晶電池片組成。 </p><p>　?。?）優(yōu)質(zhì)牢固的鋁合金邊框可以抵御強(qiáng)風(fēng)、冰凍及變形。 </p><p>　?。?）新穎特殊的邊框設(shè)計(jì)進(jìn)一步加強(qiáng)了玻璃與邊框的密封。 </

56、p><p>　?。?）鋁合金邊框的長(zhǎng)短邊都備有安裝孔，滿足各種安裝方式的要求。 </p><p>　?。?）高透光率的低鐵玻璃增強(qiáng)了抗沖擊力 </p><p>　　（6）優(yōu)質(zhì)的EVA材料和背板材料</p><p>　　通過(guò)綜合比較，光伏電站中擬選用多晶硅光伏組件。</p><p>　　3.2.2電池組件型號(hào)的確定</

57、p><p>　　目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的各種太陽(yáng)能電池組件的種類、參數(shù)十分齊全，對(duì)GW級(jí)的光伏電站，組件用量大、占地面積廣，所以應(yīng)優(yōu)先選用單位面積容量比較大的電池組件。經(jīng)調(diào)查，目前技術(shù)較成熟的大容量電池組件規(guī)格中，初選的電池組容量在180Wp, 210Wp, 245Wp之間選擇，其技術(shù)參數(shù)見下表 。</p><p><b>　　表3.2.2.1</b></p><

58、;p>　　初選電池組件組成的50MWp光伏電站組件數(shù)量比較</p><p><b>　　表3.2.2.2</b></p><p>　　通過(guò)表表3.2.2.1和表表3.2.2.2具體參數(shù)的對(duì)比分析，可知：</p><p>　?。?）245Wp組件的最佳工作電流、最佳工作電壓、短路電流、開路電壓的綜合指標(biāo)較高。</p><

59、p>　?。?）采用245Wp組件組成1MWp光伏電站所使用的組件數(shù)量最少，組件數(shù)量少意味著組件間連接點(diǎn)少，故障幾率減少，接觸電阻小，線纜用量少，系統(tǒng)整體損耗也會(huì)降低。</p><p>　　(3)擬選用GSP60-P-245多晶硅電池組件，在工程實(shí)施時(shí)，應(yīng)就電池板的抗風(fēng)沙能力對(duì)供貨廠商提出具體要求。CSP6P-245P電池組件各項(xiàng)性能指標(biāo)如下:</p><p>　　太陽(yáng)電池組件技術(shù)參數(shù)

60、</p><p>　　組件測(cè)試條件：輻射度1000，組件溫度25℃，AM=1.5</p><p>　　表3.2.2.3 電池組件具體參數(shù)</p><p>　　3.3、光伏陣列運(yùn)行方式的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1、陣列安裝方式選擇</p><p>　　對(duì)于光伏組件，不同的安裝角度接受的太陽(yáng)光輻射量是不同的，發(fā)出

61、的電量也就不同。 安裝支架不但要起到支撐和固定光伏組件的作用，還要使光伏組件最大限度的利用太陽(yáng)光發(fā)電。安裝方式主要有：固定式、單軸跟蹤和雙軸跟蹤等。</p><p><b>　　（1)固定式</b></p><p>　　光伏組件的安裝，考慮其經(jīng)濟(jì)性和安全性，目前技術(shù)最為成熟、成本相對(duì)最低、應(yīng)用最廣泛的方式為固定式安裝。由于太陽(yáng)在北半球正午時(shí)分相對(duì)于地面的傾角在春分和

62、秋分時(shí)等于當(dāng)?shù)氐木暥?，在冬至等于?dāng)?shù)鼐暥葴p去太陽(yáng)赤緯角，夏至?xí)r等于當(dāng)?shù)鼐暥燃由咸?yáng)赤緯角。 如果條件允許，可以采取全年兩次調(diào)節(jié)傾角的方式，也就是說(shuō)在春分-夏至-秋分采用較小的傾角，在秋分—冬至—春分采用較大的傾角。</p><p>　　圖3.3.1.1固定式安裝</p><p><b>　?。?)單軸跟蹤</b></p><p>　　單軸自動(dòng)

63、跟蹤器用于承載傳統(tǒng)平板光伏組件，可將日均發(fā)電量提高20～35%。如果單軸的轉(zhuǎn)軸與地面所成角度為0度，則為水平單軸跟蹤；如果單軸的轉(zhuǎn)軸與地面成一定傾角，光伏組件的方位角不為0，則稱為極軸單軸跟蹤。對(duì)于北緯30～40 度的地區(qū)，采用水平單軸跟蹤可提高發(fā)電量約20%，采用極軸單軸跟蹤可提高發(fā)電量約35%。但與水平單軸跟蹤相比，極軸單軸跟蹤的支架成本較高，抗風(fēng)性相對(duì)較差，一般單軸跟蹤系統(tǒng)多采用水平單軸跟蹤的方式。</p><

64、p>　　圖3.3.1.2水平單軸跟蹤</p><p>　　圖3.3.1.3極軸單軸跟蹤</p><p><b>　　（3)雙軸跟蹤</b></p><p>　　雙軸跟蹤是方位角和傾角兩個(gè)方向都可以運(yùn)動(dòng)的跟蹤方式，雙軸跟蹤系統(tǒng)可以最大限度的提高太陽(yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)光的利用率。雙軸跟蹤系統(tǒng)在不同的地方、不同的天氣條件下， 提高太陽(yáng)能電池發(fā)電量的

65、程度也是不同的：在非常多云而且很多霧氣的地方，采用雙軸跟蹤可提高發(fā)電量 20～25%；在比較晴朗的地方，采用雙軸跟蹤系統(tǒng)，可提高發(fā)電量 35%～45%。</p><p>　　圖3.3.1.4雙軸跟蹤</p><p>　　對(duì)于跟蹤式系統(tǒng)，其傾斜面上能最大程度的接收的太陽(yáng)總輻射量，從而增加了發(fā)電量，但考慮：</p><p>　?。?)跟蹤系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，但目前技術(shù)尚

66、不成熟，尤其是在沙塵天氣時(shí)，其傳動(dòng)部件會(huì)發(fā)生沙塵顆粒侵入，增加了故障率，加大運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，使用壽命非常短，不及固定支架壽命的 1/4；</p><p>　?。?)跟蹤系統(tǒng)裝置復(fù)雜，國(guó)內(nèi)成熟的且有應(yīng)用驗(yàn)證的產(chǎn)品很少，并且其初始成本較固定式安裝高很多，發(fā)電量的提高比例低于成本的增加比例，性價(jià)比較差。</p><p>　　（3）不同安裝方式的經(jīng)濟(jì)比較如下：</p><p&g

67、t;<b>　　表3.3.1</b></p><p>　　據(jù)以上三點(diǎn)因素綜合分析，因此本工程光伏組件方陣推薦采用：固定式安裝。</p><p>　　3.3.2、光伏陣列最佳傾角的計(jì)算</p><p>　　光伏陣列的安裝傾角對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率影響較大，對(duì)于固定式安裝的光伏陣列最佳傾角即光伏系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時(shí)的傾角。</p>&l

68、t;p>　　方陣安裝傾角的最佳選擇取決于諸多因素，如地理位置、全年太陽(yáng)輻射分布、直接輻射與散射輻射比例、負(fù)載供電要求和特定的場(chǎng)地條件等。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)方陣的最佳安裝傾角可采用專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)確定，它應(yīng)是系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時(shí)的傾角。</p><p>　　通過(guò)軟件計(jì)算，當(dāng)傾角等于 42°，全年所接收到的太陽(yáng)輻射能最大，約為1990kWh/m2。傾角在35～45°間時(shí)，全年太陽(yáng)

69、輻射量差別不大。 太陽(yáng)能電池組件安裝傾角暫定為 42°朝正南方向。</p><p>　　具體參數(shù)如下表所示：</p><p><b>　　表3.3.2</b></p><p>　　3.3.3、光伏陣列間距設(shè)計(jì)</p><p>　　光伏陣列必

70、須考慮前、后排的遮擋陰影問題，如圖3.3.3所示。計(jì)算確定光伏陣列間距的一般原則:冬至日當(dāng)天早晨9:00至下午3 : 00的時(shí)間段內(nèi)，光伏陣列不應(yīng)被該檔。計(jì)算公式如式3.3.3: </p><p>　　圖3.3.3 光伏陣列前、后排的遮擋陰影計(jì)算示意圖</p&

71、gt;<p><b>　?。?.3.3）</b></p><p>　　式中：D為光伏陣列間距m；</p><p>　　L為光伏陣列斜面長(zhǎng)度m；</p><p>　　為光伏陣列傾角deg；</p><p><b>　　為當(dāng)?shù)鼐暥萪eg；</b></p><p>　

72、　為太陽(yáng)方位角deg；</p><p>　　為太陽(yáng)赤緯角deg；</p><p><b>　　為太陽(yáng)時(shí)角deg。</b></p><p>　　其中L=3912mm，，，，計(jì)算的D=6.42m，考慮實(shí)際安裝方便，光伏陣列間距確定為6.5m。光伏陣列排列方式：20件光伏組件為一串，兩串并列固定在一組支架上。</p><p>

73、　　3.4支架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.1場(chǎng)地基本資料</p><p>　?。?）工程地質(zhì)與水文地質(zhì)</p><p>　　場(chǎng)址地貌屬山前沖洪積平原地面高程1016.0～1038.0 m，場(chǎng)址東北高，西南地，地形坡度小于1°。根據(jù)勘探資料，場(chǎng)址區(qū)地層以第四系松散堆積物為主，主要由全新統(tǒng)沖洪積角礫層和上更新統(tǒng)沖洪積角礫層。</p>

74、<p>　　場(chǎng)址區(qū)地下水多為孔隙型潛水，一般水位埋深大于20m，地下水徑流方向基本由北向南，蒸發(fā)量大，含鹽量大。</p><p><b>　　（2）不良地質(zhì)現(xiàn)象</b></p><p>　　場(chǎng)址地質(zhì)平坦，基本無(wú)滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。但場(chǎng)址區(qū)寬淺沖溝發(fā)育，應(yīng)考慮季節(jié)性流水對(duì)基礎(chǔ)的影響。場(chǎng)址區(qū)存在季節(jié)性凍土，其標(biāo)準(zhǔn)凍深線深度為地面以下1.65m。</

75、p><p><b>　?。?）場(chǎng)址地震效應(yīng)</b></p><p>　　場(chǎng)址區(qū)50a超越概率10%地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s，相對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為VII度，場(chǎng)址區(qū)屬構(gòu)造基本穩(wěn)定區(qū)。</p><p><b>　　（4）地基土腐蝕性</b></p><

76、p>　　場(chǎng)地地基土為硫酸鹽漬土、亞硫酸鹽漬土，屬中鹽漬土。地基土體中硫酸鹽對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性，氯離子對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具中等腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，應(yīng)采取必要的防腐措施。</p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，本工程重要性等級(jí)為二級(jí)，地基等級(jí)為二級(jí)（中等復(fù)雜地基），場(chǎng)地基本地震烈度為VII度，場(chǎng)地等級(jí)為二級(jí)場(chǎng)地（中等復(fù)雜場(chǎng)地），場(chǎng)地環(huán)境類別為III類。</p><p>　　

77、支架系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下表：</p><p><b>　　表3.4.1</b></p><p><b>　　3.4.2負(fù)載組合</b></p><p>　　由于電池組件自重很小，支架設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)荷載起控制作用，因此最不利荷載組合中不考慮地震荷載。荷載考慮下列兩種組合：</p><p>　　（1）自重荷載

78、+正風(fēng)荷載+雪荷載；</p><p>　?。?）自重荷載+逆風(fēng)荷載</p><p>　　電池組件陣列支架設(shè)計(jì)</p><p>　　在各種荷載組合下，支架應(yīng)滿足規(guī)范對(duì)強(qiáng)度剛度穩(wěn)定等各項(xiàng)指標(biāo)要求。設(shè)計(jì)時(shí)采用50年一遇10min平均最大風(fēng)速作為設(shè)計(jì)依據(jù)，確保支架系統(tǒng)安全穩(wěn)定。</p><p>　　電池組件陣列支架結(jié)構(gòu)布置如下：</p>

79、<p>　　本工程采用245Wp多晶硅電池組件，每個(gè)組串單元由40塊多晶硅電池組件組成，橫向20列，豎向兩行。電池組件固定支架結(jié)合電池組件排列方式布置，支架傾斜角度42°，采用縱向檀條，橫向支架布置方案，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元內(nèi)有四個(gè)支架，支架由立柱、橫梁及斜撐（或拉梁）組成，支架系統(tǒng)的材料采用薄壁型鋼。</p><p>　　在支架的橫梁上，按照電池組建的安裝寬度布置檀條，用于直接承受電池組件的重量。

80、檀條固定于支架橫梁上。組件2條長(zhǎng)邊各有兩個(gè)點(diǎn)與檀條連接，一塊電池組件共有4個(gè)點(diǎn)與檀條固定。</p><p>　　綜上所述，電池組件與檀條的連接采用螺栓連接，配加雙面墊圈。</p><p>　　3.4.3支架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　（1）基礎(chǔ)的選型</b></p><p>　　電池組件支架基礎(chǔ)可選用獨(dú)立基礎(chǔ)、

81、條形基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)等形式，制作方式有預(yù)定和現(xiàn)澆2種。</p><p>　　若采用獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋置較深，開挖量及回填量較大；鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)混凝土和鋼筋用量少，開挖量小，并且對(duì)原有植被破壞小，施工快捷，既能滿足穩(wěn)定的要求又經(jīng)濟(jì)實(shí)用，為目前光伏電站支架基礎(chǔ)的首選形式。本工程場(chǎng)地為卵礫石層，如采用預(yù)制樁會(huì)造成入樁困難。</p><p>　　綜上所述，本工程支架基礎(chǔ)采用混凝土鉆孔灌注樁。</

82、p><p><b>　　基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電池組件支架基礎(chǔ)上作用的荷載主要是風(fēng)荷載所引起的支架對(duì)基礎(chǔ)的作用力，因此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證風(fēng)荷載作用下基礎(chǔ)的穩(wěn)定，樁基礎(chǔ)不出拔起、斷裂等破壞現(xiàn)象。</p><p>　　基礎(chǔ)穩(wěn)定驗(yàn)算包含承載力抗拔、抗剪驗(yàn)算，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)。</p>

83、;<p>　　經(jīng)計(jì)算樁基礎(chǔ)埋深不小于1.50m，樁直徑0.25m，長(zhǎng)度1.8m，高出地面0.3m。1MWp多晶硅固定支架基礎(chǔ)主材用量：C25混凝土約200，鋼筋用量約11.5噸。</p><p>　　由于上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載相對(duì)較小，經(jīng)計(jì)算固定支架鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的絕對(duì)沉降量小于5mm，而沉降差小于2.5mm。</p><p><b>　　連接設(shè)計(jì)</b>&

84、lt;/p><p>　　支架桿件間的連接采用螺栓連接。螺栓連接對(duì)結(jié)構(gòu)變形有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，施工安裝速度快、便捷，所以本工程采用螺栓連接。</p><p>　　支架與基礎(chǔ)的連接也采用螺栓連接，螺栓連接又分為預(yù)埋螺栓連接和后瞄固螺栓。后瞄固螺栓施工方便一般需從專業(yè)生產(chǎn)廠家采購(gòu)。</p><p>　　故本工程推薦后瞄固螺栓連接。</p><p>　　3

85、.5、逆變器的選擇</p><p>　　光伏并網(wǎng)逆變器是光伏電站的核心設(shè)備之一，其基本功能是將光伏電池組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。</p><p><b>　　逆變器的技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　?。?)可靠性和可恢復(fù)性：逆變器應(yīng)具有一定的抗干擾能力、環(huán)境適應(yīng)能力、瞬時(shí)過(guò)載能力及各種保護(hù)功能，如：故障情況下，逆變器必須自動(dòng)從主網(wǎng)解列。

86、</p><p>　　（2)逆變器輸出效率： 大功率逆變器在滿載時(shí)， 效率必須在90%或 95%以上。中小功率的逆變器在滿載時(shí)，效率必須在85%或 90%以上。在 50W/的日照強(qiáng)度下， 即可向電網(wǎng)供電， 即使在逆變器額定功率10%的情況下， 也要保證90%(大功率逆變器)以上的轉(zhuǎn)換效率。</p><p>　?。?)逆變器輸出波形：為使光伏陣列所產(chǎn)生的直流電源逆變后向公共電網(wǎng)并網(wǎng)供電，就必

87、須使逆變器的輸出電壓波形、幅值及相位與公共電網(wǎng)一致，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)平滑電網(wǎng)供電。輸出電流波形良好，波形畸變以及頻率波動(dòng)低于門檻值。</p><p>　?。?)逆變器輸入直流電壓的范圍：要求直流輸入電壓有較寬的適應(yīng)范圍，由于太陽(yáng)能光伏電池的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度的變化范圍比較大。 就要求逆變器在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)正常工作， 并保證交流輸出電壓穩(wěn)定。 輸出電流同步跟隨系統(tǒng)電壓。</p><p&g

88、t;　　不同類型逆變器的特性對(duì)比如下表：</p><p><b>　　表3.5.1</b></p><p>　　我國(guó)光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)研究起步比較晚，對(duì)于核心器件并網(wǎng)逆變器的研究相對(duì)國(guó)外某些產(chǎn)品有一定的差距，但近幾年國(guó)內(nèi)也有多家生產(chǎn)并網(wǎng)逆變器的廠家也生產(chǎn)出了大功率，較為先進(jìn)的并網(wǎng)逆變器。目前國(guó)內(nèi)逆變器市場(chǎng)，比較成熟的逆變器產(chǎn)品單臺(tái)容量已可做到1000kVA。

89、</p><p>　　本項(xiàng)目系統(tǒng)總?cè)萘繛?50MWp，從工程運(yùn)行及維護(hù)考慮:</p><p>　　(1)若選用單臺(tái)容量小的逆變?cè)O(shè)備，則設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，會(huì)增加后期建設(shè)的維護(hù)工作量，在投資系統(tǒng)的條件下，應(yīng)盡量選用容量較大的逆變?cè)O(shè)備，在一定程度上也能降低投資，并提高系統(tǒng)的可靠性；</p><p>　　(2)但單臺(tái)逆變器容量過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致一臺(tái)逆變器故障時(shí)，發(fā)電量損失過(guò)大，因此

90、本工程擬選用容量為 500kW 的逆變器。</p><p>　　此外，集中型逆變器需滿足如下性能：</p><p>　　（1）采用MPPT技術(shù)，跟蹤電壓范圍要寬、最大直流電壓要高；</p><p>　?。?）提供人機(jī)界面及監(jiān)控系統(tǒng)；</p><p>　?。?）具有極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、交流過(guò)流及直流過(guò)流保護(hù)、直流 母線過(guò)電壓保

91、護(hù)、電網(wǎng)斷電、電網(wǎng)過(guò)欠壓、電網(wǎng)過(guò)欠頻、光伏陣列及逆變器本身的接地檢測(cè)及保護(hù)功率(對(duì)地電阻監(jiān)測(cè)和報(bào)警功能)等，并相應(yīng)給出各保護(hù)功能動(dòng)作的條件和工況(即時(shí)保護(hù)動(dòng)作、保護(hù)時(shí)間、自成恢復(fù)時(shí)間等)。</p><p>　?。?）交直流均具有防浪涌保護(hù)功能；</p><p>　?。?）完全滿足《國(guó)家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定(試行)》的要求，具有低電壓穿越功能，可調(diào)有功功率，交流電流諧波不超過(guò)允許

92、值。</p><p>　　下面是各個(gè)廠家500KW逆變器的主要技術(shù)的對(duì)比：</p><p><b>　　表3.5.2</b></p><p>　　由表3.5.2可以看出，國(guó)內(nèi)的廠家在MPPT工作電壓范圍內(nèi)要比國(guó)外廠家的要小，效率所有廠家基本相同，陽(yáng)光能源廠家的逆變器工作的溫度范圍要比其他廠家的大，價(jià)格方面陽(yáng)光能源的價(jià)格比較適中，選擇陽(yáng)光能源的S

93、G500KTL為所用逆變器。本課題要求設(shè)計(jì)50MW的太陽(yáng)能發(fā)電站，所需要100臺(tái)SG500KTL逆變器。</p><p>　　表3.5.3為SG500KTL的詳細(xì)參數(shù)。</p><p><b>　　表3.5.3</b></p><p><b>　　外形如圖所示：</b></p><p>　　圖3.5

94、逆變器外形圖</p><p>　　3.6、光伏陣列設(shè)計(jì)及布置方案</p><p>　　3.6.1、太陽(yáng)能電池組件的串、并聯(lián)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?)太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)的數(shù)量由逆變器的最高輸入電壓和最低工作電壓、以及太陽(yáng)能電池組件允許的最大系統(tǒng)電壓所確定。太陽(yáng)能電池組串的并聯(lián)數(shù)量由逆變器的額定容量確定。</p><p>　　（2)本項(xiàng)

95、目所選 500kW 逆變器的最高允許輸入電壓為880V，輸入電壓 MPPT工作范圍為450～820V。245Wp 多晶硅太陽(yáng)能電池組件的開路電壓Voc為37.1V，最佳工作點(diǎn)電壓Vmp為30.0v，開路電壓溫度系數(shù)為－0.34%/℃。</p><p>　?。?)電池組件串聯(lián)數(shù)量計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算公式：</b></p><p&g

96、t;　　INT(Vdcmin/Vmp)≤N≤INT(Vdcmax/Voc)</p><p>　　式中：Vdcmax——逆變器輸入直流側(cè)最大電壓；</p><p>　　Vdcmin——逆變器輸入直流側(cè)最小電壓；</p><p>　　Voc——電池組件開路電壓；</p><p>　　Vmp——電池組件最佳工作電壓；</p><

97、p>　　N——電池組件串聯(lián)數(shù)。</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)：INT(450/30.0)≤N≤INT(820/37.1)</p><p>　　經(jīng)計(jì)算：得出串聯(lián)多晶硅太陽(yáng)能電池?cái)?shù)量 N 為：15≤N≤22。</p><p>　?。?)太陽(yáng)能電池組件輸出可能的最低電壓條件</p><p>　?、偬?yáng)輻射強(qiáng)度最小，這種情況一般發(fā)生在日出、日落

98、陰天、大氣透明度低時(shí)。</p><p>　?、诮M件工作溫度最高。</p><p>　?。?)太陽(yáng)能電池組件輸出可能的最高電壓條件</p><p>　　①太陽(yáng)輻射強(qiáng)度最大；</p><p>　　②組件工作溫度最低，這種情況一般發(fā)生在冬季中午至下午時(shí)段。</p><p>　　綜上所述，根據(jù)逆變器最佳輸入電壓以及電池板工作環(huán)

99、境等因素進(jìn)行修正后，最終確定太陽(yáng)能電池組件的串聯(lián)組數(shù)為N=20（串）。</p><p>　　每一路組件串聯(lián)的額定功率容量= 245Wp×20=4900Wp。對(duì)應(yīng)于所選 500kW 逆變器的額定功率計(jì)算，需要并聯(lián)的路數(shù) N = 500/4.90 = 102.04 路，取 103 路，1MWp 需 206 路， 4120塊組件。</p><p>　　本工程項(xiàng)目50MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系

100、統(tǒng)，需要245Wp 的多晶硅光伏組件206000 塊，20塊為一個(gè)串聯(lián)支路，16 組太陽(yáng)能電池串聯(lián)支路匯入一個(gè)匯流箱，總共大約需匯流箱700組。</p><p>　　3.6.2、單元光伏陣列排布設(shè)計(jì)</p><p>　　將一個(gè)或幾個(gè)光伏組件串聯(lián)支路固定在一個(gè)支架單元上稱為光伏陣列單元。一個(gè)陣列單元中光伏組件的排列方式有多種，主要的排列方式分為如下兩種，分別為:</p><

101、;p>　　(1)先將20塊組件分成1排20列，每塊橫向放置，再4排20列組件橫向疊加放置(方案一)。</p><p>　　(2)先將20塊組件分成1排20列，每塊縱向放置，再將2排20列組件縱向疊加放置(方案二)。</p><p>　　但是為了接線簡(jiǎn)單方便，電纜用量少，施工復(fù)雜程度低，綜合比較后，確定光伏組件的最佳安裝方式為方案二，2排20列縱向放置。</p><

102、p>　　圖3.6.2單支架方陣面組件排列</p><p>　　3.6.3、方陣布置設(shè)計(jì)</p><p>　　太陽(yáng)能電站光伏陣列單元由太陽(yáng)能電池板、陣列單元支架組成。陣列單元按平板固定傾角式方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較分析。以優(yōu)化陣列單元間布置間距，降低大風(fēng)影響，減少占地面積，提高發(fā)電量為布置原則。</p><p>　　本項(xiàng)目每2個(gè)500KWp光伏發(fā)電單元系統(tǒng)組成1個(gè)1

103、MWp光伏發(fā)電分系統(tǒng)，以此形成一個(gè)1MWp光伏發(fā)電分系統(tǒng)方陣，設(shè)一間逆變升壓配電室。為了減少至逆變器直流電纜數(shù)量、盡量少占土地及布置的規(guī)整性。即每1MWp方陣有206個(gè)組串，每列布置14個(gè)支架，每行布置8個(gè)支架。</p><p>　　同時(shí)為了最大限度節(jié)約直流電纜和減少線損，應(yīng)將兩臺(tái)逆變器放在每1MWp分系統(tǒng)的正中央位置。同時(shí)應(yīng)考慮逆變器今后的檢修通道。</p><p>　　3.6.3.1

104、 1MWp太陽(yáng)能方陣布置示意圖3.6.3.2 1MW多晶硅光伏系統(tǒng)原理圖</p><p>　　3.7、年上網(wǎng)電量估算</p><p>　　3.7.1、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率</p><p>　　進(jìn)行發(fā)電量的估算首先要算出并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率由光伏陣列的效率、逆變器的效率、交流并網(wǎng)效率三部分組成。</p><p

105、>　?。?）光伏陣列效率：光伏陣列在1000 W/m2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、表面塵埃遮擋損失、不可利用的太陽(yáng)輻射損失、溫度的影響以及直流線路損失等。一般在85%～90%。綜合各項(xiàng)以上各因素，取=88.6%</p><p>　?。?）逆變器的轉(zhuǎn)換效率：逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比。包括逆變器轉(zhuǎn)換的損失、最大功率點(diǎn)跟

106、蹤（MPPT）精度損失等。一般在94%～96%。對(duì)于大型并網(wǎng)逆變器，取=95％。</p><p>　?。?）交流并網(wǎng)效率：即從逆變器輸出至高壓電網(wǎng)的傳輸效率，其中最主要的是升壓變壓器的效率和交流電氣連接的線路損耗。一般情況下取=94～96%，本次測(cè)算采用95%。</p><p>　　系統(tǒng)的總效率等于上述各部分效率的乘積，即：</p><p>　　η=η1×

107、η2×η3=88.6%×95%×95%=80%</p><p>　　3.7.2、光伏電站發(fā)電量的測(cè)算</p><p>　　通過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)綜合比較，電池組件選用245Wp多晶硅電池組件，電站安裝206000塊電池板，光伏電站總?cè)萘繛?0.47MWp。安裝方式為全固定式支架安裝，支架傾角42°，方位角0°。逆變器選用500kW逆變器，共計(jì)100

108、臺(tái)。50MWp由50個(gè)獨(dú)立的1MWp系統(tǒng)組成，每20個(gè)電池板一串，每16串接入1個(gè)匯流箱，每7個(gè)匯流箱接入一組500kW逆變器。 </p><p>　　根據(jù)太陽(yáng)輻射量、系統(tǒng)組件總功率、系統(tǒng)總效率等數(shù)據(jù)，太陽(yáng)電池組件采用42°固定傾角，估算50MWp并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的年總發(fā)電量和各月的發(fā)電量。</p><p>　　計(jì)算軟件采用聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）和加拿大自然資源部聯(lián)合編寫的

109、可再生能源技術(shù)規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件RETScreen。RETScreen與許多政府機(jī)構(gòu)和多邊組織共同合作，由來(lái)自工業(yè)界、政府部門和學(xué)術(shù)界的大型專家網(wǎng)絡(luò)提供技術(shù)支持，進(jìn)行開發(fā)工作。經(jīng)計(jì)算50MWp并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的第一年發(fā)電量為7944.75萬(wàn)kWh/年。</p><p>　　考慮到晶體硅光伏組件在光照及常規(guī)大氣環(huán)境中使用會(huì)有衰減，按系統(tǒng)25年輸出每年衰減0.8%計(jì)算，至25年末，衰減率為20％。在光伏系統(tǒng)壽命期內(nèi)各年發(fā)電

110、量如下表所示。</p><p>　　25年各年發(fā)電量測(cè)算表（單位：萬(wàn)kWh/年）</p><p>　　50MWp并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的25年總發(fā)電量為180671.09萬(wàn)kWh。年均發(fā)電量約為7226.84萬(wàn)kWh/年。</p><p><b>　　4、電氣部分</b></p><p><b>　　4.1、電氣一次

111、</b></p><p>　　4.1.1、電氣設(shè)備選型及布置</p><p>　?。?）升壓變的容量和型號(hào)的選擇：</p><p>　　1）發(fā)電單元與升壓變接線方式</p><p>　　發(fā)電單元與升壓變的接線，主要指的是逆變器與變壓器的接線，是光伏電站與電網(wǎng)銜接的第一步，也是最關(guān)鍵的一環(huán)。目前，光伏逆變技術(shù)已臻成熟，市場(chǎng)上大型逆變

112、器單機(jī)最常用機(jī)型為500KW型，由此而知，大型光伏電站中500KW為最小發(fā)電單元，其與升壓變的連接方式有如下三種形式：</p><p>　　1.500KW發(fā)電單元與1臺(tái)500KVA雙繞組升壓變組成發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器單元接線：</p><p>　　兩個(gè)500KW發(fā)電單元與一臺(tái)1000KVA雙繞組升壓變組成發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器擴(kuò)大單元接線。</p><p>　　兩個(gè)5

113、00KW發(fā)電單元與一臺(tái)1000KVA雙分裂三繞組升壓變組成發(fā)電機(jī)-雙分裂變壓器擴(kuò)大單元接線</p><p>　　2）1兆瓦電氣接線方案比較</p><p><b>　　表4.1.2.1</b></p><p>　　方案1接線簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)清晰、可靠性高，每臺(tái)升壓變故障僅影響與其相連的500KW光伏組件的出力，但這種接線方式資源浪費(fèi)比較大，每臺(tái)逆變器

114、需要單獨(dú)配套一套升壓、配電單元，成本較高，適用于場(chǎng)地較分散，光伏組件分片布置，多點(diǎn)并網(wǎng)的情況，采用小單元就地升壓的方式，減小線路損耗，不適合大型集中式光伏系統(tǒng)。</p><p>　　方案2與方案3，都比較適合大型集中式光伏電站，每兆瓦在電纜及附件、開關(guān)柜、設(shè)備安裝等方面投資成本基本一致，相同容量的雙分裂變壓器比雙繞組變壓器的價(jià)格稍高，但是雙分裂變壓器實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)逆變器之間的電氣隔離，不但減小了相互之間的電磁干擾及環(huán)