光伏电站设计
• 实例说明光伏电站的设计 • 光伏并网对电网的影响
以敦煌某8MWp并网电站为例
一. 总体技术方案
“集中安装建设,多支路上网”
● 在电气线路上,分为8个独立的1MWp分系统,分别发电上网; ● 1MWp分系统包括5个200kWp 的发电单元、一台1000kVA变压器; ● 每个发电单元由200kWp组件、200kVA并网逆变器组成,输出0.4kV三相交流电.
特点:
● 每个200kWp的发电单元即是一个低压并网光伏发电系统
* 直接并网给用户供电, * 经变压器升压后并入高压电网
● 8个独立的1MWp并网光伏分系统之间没有任何电气联系.
* 可分别实施工程建设及运行与维护管理; * 局部故障检修时不影响整个系统的运行.
● 可灵活地以各种“交钥匙工程”方式进行项目建设 :
0.4kV/35kV 1000kVA 变压器
高 输出 压 35kV 合 闸 及 防 雷
35kV 电网
HV-G1
图3 8MWp并网光伏发电系统原理总框图
200kWp方阵 200kWp方阵 200kWp方阵 p方阵 200kWp方阵 接线箱 接线箱 接线箱 接线箱 接线箱 DC DC DC DC DC 200kVA 逆变器 200kVA 逆变器 200kVA 逆变器 200kVA 逆变器 200kVA 逆变器 AC AC AC AC AC SG-1 SG-2 SG-3 SG-4 SG-5 0.4kV 低 压 配 电 柜 0.4kV/35kV 1000kVA 变压器 输出 35kV 高 压 合 闸 及 防 雷
图2
200kWp方阵 200kWp方阵 200kWp方阵 200kWp方阵 200kWp方阵 接线箱 接线箱 接线箱 接线箱 接线箱
1MWp并网光伏发电分系统原理框图
DC DC DC DC DC 200kVA AC SG-1 逆变器 200kVA AC SG-2 逆变器 200kVA AC SG-3 逆变器 200kVA AC SG-4 逆变器 200kVA AC SG-5 逆变器 0.4kV 低 压 配 电 柜
◆ 直流侧与交流侧都需有接地保护; ◆ 有足够的防雷保护范围,并且不得遮挡光电场的太阳辐射.
█ 场地道路: █ 防护围栏:
◆ 足够的高度和强度以满足防护要求; ◆ 距光伏方阵有一定的距离以免遮挡光电场的太阳辐射.
四. 发电量预测
1. 气象资料
表2. 敦煌地区太阳辐射数据表
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计 月辐射总量 2 (MJ/m ) 334.08 390.51 582.79 595.01 857.34 856.88 805.45 744.97 587.63 481.11 341.20 295.60 6882.57 月辐射总量 (kWh/m2) 8 92. 7 108.56 162.02 165.41 238.34 238.21 223.92 207.10 163.36 133.75 94.85 82.18 1910.57 日平均辐射量 (kWh/m2) 3.0 9 3.8 8 5.2 3 5.5 1 7.6 9 7.9 4 7.2 2 6.6 8 5.4 5 4.3 1 3.1 6 2.6 5 5.24 白天最高温 度(℃) 5.5 14. 1 24. 8 27. 5 35. 5 36. 5 39. 7 37. 9 31. 6 25. 1 14. 13 7 夜间最低 温度(℃) 18. 0 16. 0 11. 8 -5.8 5.6 9.9 13. 6 10. 3 3.2 -1.4 -8.3 26. 4
● 附属设施:
防雷及接地装置、清洁设备、厂房及办公室、围栏、通道及道路等.
三. 主要设备及其主要技术要求
█ 太阳电池组件: ◆ 总容量8MWp.优选晶体硅组件.适量试用其他组件. █ 支承结构:
◆ 足够的强度;防腐蚀.
█ 并网逆变器: ◆ 有最大功率跟踪(MPPT)功能;效率＞93％. █ 升压变压器: █ 控制检测及远程信息交换:
35kV 电网
HV-G1
HV-G2 HV-G3
HV-G4
HV-G5
HV-G6
HV-G7
200kWp方阵 200kWp方阵 200kWp方阵 200kWp方阵 200kWp方阵 接线箱 接线箱 接线箱 接线箱 接线箱 DC DC DC DC DC 200kVA 逆变器 200kVA 逆变器 200kVA 逆变器 200kVA 逆变器 200kVA 逆变器 AC AC AC AC AC SG-36 SG-37 SG-38 SG-39 SG-40 0.4kV 低 压 配 电 柜 0.4kV/35kV 1000kVA 变压器 输出 35kV 高 压 合 闸 及 防 雷
◆ 采集并记录运行数据，如气象资料、电性能参数、设备工作状态等; ◆ 执行相关的控制操作,如切合逆变器的输出、太阳电池方阵的输出, ◆ 有自动跟踪时太阳电池方阵的跟踪控制等; ◆ 系统故障的自动保护功能,记录并保存故障信息,发送报警信号; ◆ 遥控、遥测等远程信息交换功能.
█ 机房与办公室: █ 防雷及接地保护: ◆ 符合国家标准规定的技术要求;
* 整体承包、分系统承包、单个发电单元分包等.
● 便于进行各种不同元器件设备、不同技术设计的技术经济性能评估.
* 国产设备和进口设备; * 晶体硅、非晶硅、及其他组件; * 不同安装方式(固定式、单轴跟踪及全跟踪等)
图1. 单个发电单元原理框图
200kWp方阵
接线箱
DC
200kVA AC SG-1 逆变器
HV-G8
二. 系统构成
● 光伏阵列:
包括太阳电池组件、支承结构(支架及基础等)、接线箱、电缆电线等;
● 直流-交流逆变设备:
包括直流屏、配电柜、并网逆变器等;
● 升压并网设施:
包括升压变压器、户外真空断路器、高压避雷器等;
● 控制检测系统:
包括系统控制装置、数据检测及处理与显示系统、远程信息交换设备等;
2. 倾斜面光伏阵列表面的太阳辐射量:
从气象站得到的资料,一般为水平面上的太阳辐射量,须换算成光伏阵列倾斜面的辐射量,才能进行光伏系统 发电量的计算. 计算日辐射量的公式: Rβ = S×[sin(α -β )/sinα ] + D