45KWp并网发电设计方案(600平米屋顶建筑)

1、45kwp光伏并网发电系统设 计 方 案2013年06月1项目概况2.太阳能并网发电原理简介3系统方案配置3.1系统配置5系统配置总表53.2配置原则53.3并网系统配置清单63.4系统发电量（供参考）74 项目建议书114并网方案总述114.2安装方阵倾角124.3方阵方位角124.4光伏系统防雷与接地125 运营管理及系统维护145.1运营管理145. 2系统维护141项目概况本项目为太阳能光伏并网发电项目，在屋顶安装45千瓦太阳能发电系统。考虑到 屋顶安装太阳能系统容量的局限性和就地并网原则，木设计拟采用45kw为一个光伏并 网了系统，并网接入低压侧母线；组件采用250wp高效多晶硅组件

2、，系统总计180片， 总计功率45000wpo本项冃的太阳能系统采取并网发电的方式，不使用储能蓄电池组，系统所发电力直 接并入内部低压配电网。阳能并网发电原理简介太阳能光伏并网发电是是完全无污染、无噪声、不耗费化石能源、应用前景最广阔的一种太阳能利用方式。光伏组件连接器控制柜3sov ao22ov ac图1光伏并网系统原理示意图并网发电系统一般由太阳能电池组件，并网逆变器等纽成。通常还包括数据采集系 统、数据交换、运行显示和监控设备等。并网发电方式是将太阳能电池阵列所发出的直流电通过逆变器转变成交流屯能输 送到电网中，无需蓄电池进行储能，相比较而言，并网发电较便宜，而且完全无污染。 并网发电系

3、统采用的并网逆变器拥有自动相位和电压跟踪装置，能够非常好的配合电网 的微小相位和电压波动，不会对电网造成影响。根据光伏系统是否允许通过供电区的变压器向高压电网送电，并网发电又可分为可 逆流并网和不可逆流并网两种方式。根据并网接入点不同，可分为用户低压侧并网（主要为自用）和通过升压变后高压 接入并网（可上网卖电）。本项目设计为低压侧并网。3系统方案配置3.1系统配置系统配置总表序号车间名称系统容量并网逆变器拟并网接入点备注11#45kwp30kw 15kw具体逆变器容量 选择根据厂家产 品规格确定3.2配置原则1）组件和逆变器的选型组件选用高效250wp多品硅组件，高效组件占地而积少，更适于并网

4、型光伏电站。并网逆变器按产地分国产和进口两类，按组串方式分组串型逆变器和集中型逆变 器，对于人屮型并网光伏屯站建议采用集屮型并网逆变器，木方案拟采用国产集屮型并 网逆变器。2）方阵纽串的确定考虑组件表而70度高温对逆变器t作电压的影响，组件串联数耍求在16串以上； 考虑组件表面0度低温对逆变器最高电压的影响，组件宙联数要求在22吊以卜1 耐压、通用性、线缆选型、方阵排布等多方面考虑组件串联数为20串。3）系统可靠性分析：一是光伏电站的可靠性主要是逆变器的可靠性；二是组件，三是 系统配套电缆及其它配件，经过系统优化设计后，保证系统的可靠性。4）系统安全性分析：做好防雷接地保护；光伏并网直流电压高

5、，选用耐圧高的电缆；基础要牢固，满足抗风要求；各级电气保护功能耍相匹配等。33并网系统配置清单太阳能光伏发电系统配置清单(45kwp)序号名称规格型号单位数量备注1太阳电池组件250wp块1802并网逆变器30kw台1315kw>台14直流防雷汇流箱6进1出带防雷熔 断、断路器台15太阳能支架(含型材)/项16数据采集器/厶1选配7通信与监测/台1选配8环境测量/厶1选配9监控计算机/厶1选配10并网柜acp-75o套111光伏专用线缆2pfg 4mm2项112线缆yjv22项113桥架/项114系统辅材/项1153.4系统发电量（供参考）本项目发电量的估算执行以下原则:1. 辐射数据：

6、根据美国nasa能源网数据知长沙当地太阳能辐射资源数据如下。空气温度相対湿度課網 大气压力风速土地温度每月的采暖供冷度曰数度曰数i摄氏度|度/平方米旧i千帕i米砂or月月or月月月月月月月or 一二三四五六七八九+ 一二 十+年平均数来源4.97.110.617.122.225.528.828.123.818.312.67.717.3|地面83.6%81.7%83.5%81.8%81.0% 83.0% 76.7% 79.6% 80.9% 81.1%78.5%78.2%80.8%i地面1.591.522.222.683.233.535.085.023.922.942.882.14100.9100

7、.6100.299.799.398.898.798.999.5100.2100.6101.02.32.22.42.32.22.12.32.12.22.12.12.217.6nasa摄氏度日数i摄氏度日数|99.91 22| nasa|地面1米11 10i 337i地面测重于406305229270000001623190019213378465583561414257780j 1,449:地面|2,968i地面木地区日照时间长，辐射强度较高。日照小时数为：3.37ho2. 太阳能电池组件规格：250wp,多晶硅光伏组件。3. 并网光伏发电系统的总效率：并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、

8、 逆变器的效率、交流并网效率三部分组成，各部分论述如下：（1）光伏阵列效率q1：光伏阵列在1000w/m2太阳辐射强度下，实际的直流输出 功率与标称功率z比。光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括：光伏组件温度影 响、表面尘埃遮挡损失、光伏组件匹配损失以及直流线路损失等。光伏组件温度影响：由于半导体的特性，随着晶体硅光伏组件温度的升高，组件输 岀功率会下降。其功率下降值与环境温度和屯池组件的温度特性有关。根据木规划项口 场址的温度气象条件，经计算分析，该损失值约为5. 5%,该项效率取值95. 5%；光伏组件表面尘埃遮挡损失：太阳电池组件周围环境所产生的灰尘及杂物随着空气 的流动，会附着在电

9、池组件的表而，影响其光电的转换效率，降低其使用性能。如果树 叶鸟粪粘在其表面还会引起太阳电池局部发热而烧坏太阳电池组件。据相关文献报道， 该项因索会对光伏组件的输出功率产生约7%的影响。因此，需对太阳能电池组件表面进 行定期清洗。在每年雨季的时候，降雨冲刷太阳能电池组件表而达到自然淸洗的冃的。 在旱季的时候，为保证太阳能电池组件的正常工作，可通过人工清洗，减少灰尘、杂物 对太阳屯池组件发电的影响。由于本项口周围环境条件都较好，运行屮只要加强电池组 件表面的清洁管理，该项损失可降低到5%。该项效率取值96%；直流电缆损耗损失：太阳能光伏电站中，由于电池方阵面积大，组件多，直流电缆 的损失也较大。

10、在工程实践中，通过合理选择电缆，优化设计，该项损失的平均值可控 制在3%以内，该项效率取值97%；综上所述,光伏阵列效率几1为:h 1=95. 5%x96%x97%=88. 08%2)逆变器的转换效率n2：逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。包括逆 变器转换的损失、最大功率点跟踪(mppt)精度损失等。对于单机容量50kw以上并网 逆变器，考虑到实际运行屮逆变器不口j能始终处于高效率状态，取逆变器效率n2=97%o(3)交流并网效率n3：即从逆变器输出至电网的传输效率，其中最主要的是升压 变压器的效率和交流电气连接的线路损耗。对于人型电站，其交流系统的效率可取 3 二 96%。系统的总效

11、率等于上述各部分效率的乘积：n=nix n2x n 3 二 88. 08% x 96% x 97% 二 82%即，系统总效率为82%；固肚倾角系统发电量测算：对于太阳能电池板等遮挡物阴影的长度，一般的原则是按冬至h (即太阳到达南回 归线时)9： 0015： 00光伏方阵应无阴影遮挡，投彩长度与遮挡物高度之比s称为阴影 系数，s= cos b /tan(arcsin (0. 648cos-0. 399sin)e为当地地理纬度，b为电站所在地冬至日上午9:00的太阳方位角本项冃45kwp的光伏电站分布于长沙市，采用晶硅太阳能电池标准组件。经光伏设 计专业软件pvsyt5. 2分析知本项目的光伏方

12、阵以18°倾角朝南安装最佳，但结合实际安 装环境以及架高方案的风荷载影响，本方阵拟考虑以带18。倾斜角形式进行安装计算软件采用联合国环境规划署(unep)和加拿大自然资源部联合编写的可再生能 源技术规划设计软件retscreeno retscreen与许多政府机构和多边组织共同合作，由来 自t业界、政府部门和学术界的大型专家网络提供技术支持，进行开发工作。该系统的 设计寿命为20-25年,按年衰减率为初始功率的0. 8%计算,25年的总发电量为:103. 12万kwh,年平均发屯量为4. 13万kwh。系统发电量估算表序号项目名称单位数值1太阳能光伏组件装机容量kwp452综合修正系

13、数0.823首年发电量万kwh4.544年均上网电量万kwh4.13表2-2系统各年发电量光伏系统运行年数系统衰减后率(0.5%)系统各年发电量(万kwh)11.00004320.99504.1030.99004.0640.98514.0350.98014.0060.97523.9770.97043.9480.96553.9090.96073.87100.95593.84110.95113.81120.94643.78130.94163.75140.93693.72150.93223.69160.92763.66170.92293.63180.91833.60190.91373.57200.9

14、0923.55210.90463.52220.90013.49230.89563.46240.89113.43250.88673.4125年平均发电量（万kwh）444-项目建议书4.1并网方案总述光伏发电系统是利用太阳能光伏组件将太阳能转换成直流电能，再通过逆变 器将直流电逆变成230v/50hz单相交流电或400v/50hz三相交流电，并自动与 市电并网发电。整个厂区屋顶铺设250wp高效多品硅组件，总计180片，合计功率45kwpo太阳能系统采取多子方阵、由多台逆变、集中输出并网的电气结构形式。太阳能 系统所发的电量主要用于本厂低压配电网。方案本着追求高效率、低损耗的原则进行设 计和设备

15、选型，力争将损耗降到最低程度。方案由屋顶太阳能方阵在设备层进行直流汇流，之后通过线槽或桥架连接至各方 阵对应的集中式并网逆变器，并网逆变器的交流输出沿线槽或桥架暗敷至低压开关柜， 再并入低压配电网。太阳能阵列的直流输出至并网逆变器z间的直流电气线路应尽可能 短，以避免过多的损耗。并网逆变器室内安装，汇流箱及配电柜室内立式安装。机房耍通风良好。由于大 型并网逆变器发热量较人，因此宜设单独的通风风道，本方案建议并网逆变器单独安装 通风管，排热风于配电间外的合理通道屮。根据屋顶而积及结构优化排布，使用规格及数量如下表:序号名称功率wp数量合计功率kwp备注1多晶硅组件25018045变压器低压侧母线

16、光伏并网子系统电气主结构图（参考）4.2安装方阵倾角由于场地条件限制，结合实际情况和安全性，本设计方案采用屋顶18。的安 装方式。4.3方阵方位角处于北半球的光伏系统方阵的方位应朝向正南方设置，但一般來说只耍在正 南±15°之内，方阵的输出功率将不会降低很多。4.4光伏系统防雷与接地光伏发电系统防雷包括直击雷和感应雷，太阳电池方阵结构件通过接地体接 地防止直击雷，防雷接地电阻小于4q,接地电阻通过电阻测量仪测量。在光伏 阵列输出端和交流输岀端，防止二次感应雷，安装防雷模块。在并网系统屮，因 为系统点压较高，一般的防雷模块很能适应，需要耐压高，保护灵敏的防雷模块。太阳能系统的

17、防雷设计，应满足雷电防护分区、分级确定的防雷等级要求。本系统 太阳方阵所处位置不突出，加z太阳能阵列的高点、组件的边框、支架均为金属部件且 连接成等电位体，因此只要按照防雷规范处理好相关接地问题就可以防止直击雷的侵 害。对于感应雷和其它各种因索引起的浪涌屯压的侵害，拟选用专业公司的优质spd模 块进行防护。对于任何建筑物、构件或系统的防雷、防浪涌以及安全用电来说，可靠的接地是 至关重要的，离开符合规范要求的可靠接地，防雷、防浪涌、安全用电都是空谈。本系 统屮，支架、太阳能板边框以及连接件均是金属制品，每个子方阵自然形成等电位体， 所有子方阵z间都要进行等电位连接并与接地网就近可靠连接，各连接点

18、的连接电阻应 小于4欧姆。接地网的制作应符合国家相关规范要求。5.运营管理及系统维护5.1运营管理太阳能并网光伏发电技术在我们国内发展才处于起步阶段，按照国家可再生能源法 对于光伏技术的政策，明确表示：鼓励和支持可再生能源并网发电。可再生能源法实施 细则中的光伏发电部分实施“一事一议”和“政府定价”，使我国光伏发电市场没有实 质性的发展。按照一般的惯例，并网型太阳能光伏供电系统需向供电部门申请光伏系统上网备 案。经过电力主管部门的审核之后，决定是否给予并网运行。实际设计的系统都是非逆流系统，光伏系统设计的容量都小于用电负荷的功率，光 伏系统不会向市电馈电。5. 2系统维护并网型太阳能光伏供电系统维护简单，使用方便。光伏系统建成后并不需要更多的 运行维护费用。光伏系统的太阳能电池板、导线、逆变器等电气设备，在一般情况下，是不需进行 维护的。平时只要对太阳能光伏组件表面进行清洁