MW光伏并网电站典型技术方案(精选、)

1、1MW 典型电站设计说明并网光伏发电主要由太阳能电池阵列、并网逆变器、输配电系统和远程监 测系统组成，包括太阳能电池组件、直流电缆及汇流箱、并网逆变器、交流配 电、升压设备等，其中，太阳能阵列到并网逆变器的电气部分成为光伏发电系 统。1、设备选型1.1光伏组件选型及安装容量目前常用的太阳能电池有：单晶硅、多晶硅太阳能电池；非晶硅薄膜太阳能 电池；数倍聚光太阳能电池等，从技术经济比较结果来看：晶体硅太阳能电池 组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。商业用化使用的太阳能电池组 件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两者相差不大。晶体硅电池 组件故障率极低，运行维护最为简单。在开阔场地上使

2、用晶体硅光伏组件安装 简单方便，布置紧凑，可节约场地。尽管非晶硅薄膜电池在价格、弱光响应， 高温性能等方面具有一定的优势，但是使用寿命期较短，只有10-15年。因此本工程拟选用晶体硅太阳能电池。在单晶硅电池和多晶电池选择上： 由于多晶硅电池组件的价格要比单晶硅低，从控制工程造价的方面考虑，本工 程选用性价比较高的多晶硅电池组件，这也与国外的太阳能光伏电池使用情况 的发展趋势相符合。本工程采用的多晶硅太阳能电池组件的详细技术参数见表1-1表1-1太阳能电池组件技术参数表太阳电池种类多晶硅电池太阳电池组件生产厂家欧贝黎新能源科技股份有限公司太阳电池组件型号Eptech156P-260/72指标单位

3、数据峰值功率Wp260（士 3%）开路电压（Voc）V43.6短路电流（Isc）A7.9工作电压（Vmppt）V34.8工作电流（Imppt）A7.47尺寸mm1956992X50重量kg23峰值功率温度系数%/C-0.47%/C开路电压温度系数%/K-0.34%/C短路电流温度系数%/K0.045%/C1MW并网电站串并方案见下表表1-21MW 并网电站串并表组件型号Eptech156P-260/72串联数量（块）161MW子方阵并联数量（路）2401MW子方阵所需组件数量（块）3840电站实际安装容量（MWp）0.99841.2. 并网逆变器选型并网逆变器是并网光伏电站中的核心设备，它的可

4、靠性、高性能和安全性会影响整个光伏系统。对于大型光伏并网逆变器的选型，应注意以下几个方面的指标比较：光伏并网必须对电网和太阳能电池输出情况进行实时监测，对周围环境做出准确判断，完成相应的动作，如对电网的投、切控制，系统的启动、运行、休 眠、停止、故障的状态检测，以确保系统安全、可靠的工作。由于太阳能电池的输出曲线是非线性的，受环境影响很大，为确保系统能最 大输出电能，需采用最大功率跟踪控制技术，通过自寻优方法使系统跟踪并稳 定运行在太阳能光伏系统的最大输出功率点，从而提高太阳能输出电能利用率。逆变器输出效率：大功率逆变器在满载时， 效率必须在 95%以上。在 50W/m2 的日照强度下，即可向

5、电网供电，在逆变器输入功率为额定功率10%时，也要保证 90%以上的转换效率。逆变器的输出波形：为使光伏阵列所产生的直流逆变后向公共电网并网供 电，就必须是逆变器的输出电压波形、幅值及相位与公共电网一致，实现无扰 平滑电网供电。逆变器输入直流电压的范围：要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于 太阳能电池的端电压随负载和日照强度的变化范围比较大，这就要求逆变器在 较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压稳定性。光伏发电系统作为分散供电电源，当电网由于电气故障、误操作或自然因 素等外部原因引起的中断供电时，为防止损坏用电设备以及确保电网维修人员 的安全，系统必须具有孤岛保护的能力。另外

6、应具有显示功能：通讯接口 ;具有监控功能；宽直流输入电压范围；完善的保护功能等。对于 MW 级的光伏发电系统，光伏阵列面积非常大，由于光伏电池组件电流、电压的性能参数不可能做到完全一致，因此光伏组件串并联时相互之间的影响可能会导致整体光伏发电系统的发电量下降。逆变器单机容量不宜过小，单机容量过小，接线复杂、汇线增多，同时也会造成系统效率的降低。通过对 目前国内外技术及商业化比较成熟的大型并网逆变器进行分析，本方案中采用 SMA500KW并网逆变器，其主要技术参数见下表：表1-3:并网逆变器技术参数序号逆变器型号SC5001额定功率500kW2最大直流输入功率580kWp3输入光伏阵列电压范围（

7、MPPT）450-820V4最大直流输入电压900V5最大阵列输入电流2X591A6直流过压保护有7防护等级IP20（室内）8最大功率98.50%9额定交流输出功率500kW10额定交流输出电流1069A11电流谐波小于3%12允许电压工作范围3X270±0%13允许频率工作范围14功率因数0.9915体积2800 >2120 >85016重量2200Kg17过、欠电压保护功能有18过、欠频率保护功能有19防孤岛效应功能有20电网恢复并网功能有21电网短路保护功能有22通讯功能有23工作环境-20 C +40 C1.3. 直流汇流监控箱可以直接对不同光伏阵列输入组串的电流

8、进行测试和比较，可靠地检测出各路光伏组串可能发生的故障。内置输入组串过载和过电压保护装置。其主要技 术参数见下表：表1-4：直流汇流监控箱技术参数序号项目名称技术参数1输入光伏阵列电压范围250-880V2最大直流输入电压900V3直流保险数量84最大输入阵列电流16A5每个保险可连接光电组串数26电流测试通道数87最多并联输入路数168直流过电压保护有9防护等级IP6510通讯接口采用RS48511环境温度-25 C+55C12湿度0 95%1.4. 直流主配电箱直流主配电箱主要功能是起汇流和直流配电作用，安装在直流汇流监控箱和逆 变器之间，通常可以最多连接8台直流汇流监控箱。内置输入组串过

9、载和过电压保护装置。采用IP65防护等级。1.5. 交流低压配电柜交流低压配电柜应具有汇流、开断、显示等功能，其主要技术参数见下表：表1-5：交流低压配电柜技术参数表序号项目名称技术参数1额定工作电压660V2额定工作电流6300A3额定短路开断电流50kA4额定短时耐受电流50kA5额定峰值耐受电流105kA6防护等级IP401.6. 发电系统主设备清单表1-6 :主设备清单一览表序号名称型号及规格单位数量1太阳能电池组件eply260-24-Vb块38402并网逆变器SC500HE台23直流汇流监控箱SSM台604直流主配电箱SMB台25低压配电柜GGD2-03台16变压器S9-M-250

10、0/1010.5/0.27V台12、光伏方阵安装设计2.1. 发电系统电气设计根据所选光伏电池组件和并网逆变器性能参数，以及光伏电池组件在满足项 目实施地气候环境的条件下，经计算确定光伏电池方阵的串并联数及发电单元 容量，具体配置见下表：表2-1 :各分块阵列配置计算表发电子系统功率（kWp）组件型号子阵列组件串联数子阵列组件并联数需用组件数（块）计算阵列 功率（kWp）500Eptech156P-260/72161201920500设计方案中拟采用500KW作为一个独立并网发电子系统，共有2个独立并 网发电子系统组成1MWp并网系统。具体设计方案：光伏电池组件16串4并共30组，组成容量为5

11、00KW的发 电子系统，先通过30台壁挂式直流汇流监控箱（16进1出）汇流，之后通过1 台壁挂式直流主配电箱分别接入 1台500kW逆变器，通过低压配电柜配电，经 一级升压变（0.27/10.5kV 2500kVA）升至10kV，这样就形成了一个独立并网发 电子系统，2个独立并网发电子系统经1台110kV二级升压变升至110kV后送入电网22光伏阵列设计光伏电站总装机容量1MW，由60个光伏子阵列组成，每个子阵列有16串4 并64块260Wp太阳能电池组件组成，容量为16.64kW,组件按4排16列布置。 光伏方阵的最佳倾角为37°支架采用固定安装支架形式，阵列南北向跨距3m, 光伏

12、子阵列前后排间距6m。3、系统年发电量的预测3.1. 光伏阵列的基础数据表3-1:光伏阵列的基础数据光伏组件个数3840 块总装机容量9.984MW3.2. 太阳能阵列的方位角和倾斜角光伏阵列的方位角为正南，倾斜角为 37度，为最佳安装角度。3.3. 系统发电效率分析（1）光伏温度因子光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。当他们的温度升高时，不同类型的大多数电池效率呈现降低的趋势。光伏温度因子0.45%/度，根据统计光伏组件平均工作在高于气温 25度下，折减因子取97.075%。（2）光伏阵列的损耗由于组件上有灰尘或积雪造成的污染，本项目所在地降水量少，多风沙，污染系数高，折减系数取5

13、%，即污染折减因子取95%。（3）逆变器的平均效率并网光伏逆变器的平均效率取 96%（4）光伏电站内用电、线损等能量损失初步估算电站内用电、输电线路、升压站内损耗，约占总发电量的4%，其配电综合损耗系数为 96%。（5）机组的可利用率 虽然太阳能电池的故障率极低，但定期检修及电网故障依然会造成损失，其 系数取 4%，光伏发电系统的可利用率为 96%。考虑以上各种因素通过计算分析光伏电站系统发电总效率：n =97.075% x 95%x 96%x 96%x 96%=81.59%3.4 光伏发电系统的发电量计算根据太阳辐射量、 系统组件总功率、 系统总效率等数据， 可预测 1MWp 并网 光伏电站

14、的年总发电量。光伏电站年发电量计算公式如下： L=Wx Hxn式中 L 并网光伏电站年发电量， kWhW 并网发电站装机总量， 20MWpH 年峰值日照小时数，2236.18hn伏电站系统总效率，取 81.59%H=Ih/I0=1944.5 1x.15/1000=2236.18hIh 倾斜面年总太阳辐射量，kWh/m2I0标准太阳辐射强度，1000W/ m2 （电池组件标准测试条件）Ih水平面年总辐射量X.15 （1.15为宁夏地区实际工程实践经验值）项目建设地19852000年15年平均太阳能辐射量，为1944.5kWh/ m2根据 总装机容量、系统总效率；可计算得出电站建成后第1年发电量为

15、184.60万kWh , 考虑系统 25 年输出衰减 20%，即每年衰减 0.8%，可计算出 25 年总发电量为4247.40万kWh，平均年发电量169.90万kWh , 25年每年发电量如下表:表3-2: 25年每年发电量（万 kWh）年份年发电量年份年发电量年份年发电量110173.1019164.22184.6011171.6020163.33183.2012170.7021162.44181.7013169.8022161.65180.3014168.9023160.96178.9015167.9024160.17177.4016167.0025159.48176.0017166.1

16、026158.79174.5018165.10025年总发电4247.40量年均发169.90电量4、电气4.1. 电气一次4.1.1. 接入电力系统方式根据并网光伏电站的建设规模及石嘴山地区的电网现状，初步确定光伏电站 升压至110kV后以一回110kV线路送往110kV变电所，线路总长约40km,按经济电流密度法计算选择导线型号为 LGJ-150/20.4.1.2. 电气主接线方案根据光伏电站的接线方式, 110kV 升压变电所高、中压侧拟定三个接线方案进 行经济技术比较。4.1.3. 并网光伏电站过电压保护及接地保护（1）过电压保护石嘴山地区的年平均雷暴日数为 2.9d,属于少雷区。为了

17、保证在发生雷击时光伏电站的电池组件、各类电池设备、综合自动化系统装置的正常工作,在光 伏电站本体设置了三级防雷保护装置来防止侵入雷、绕击雷对光伏组件、逆变 器、交流配电柜等设备的危害,分别在分汇线盒内设置防雷模块作为第一级防 雷保护,在总汇线盒内设置防雷模块作为第二级防雷保护,在并网逆变器内设 置防雷模块作为第三级防雷保护；在一级升压室、控制开关室屋顶设置避雷带 来防止直击雷对中压开关柜等电气设备的危害,在进、出线中压开关柜内装设 性能优越的氧化锌避雷器来防止入侵雷、绕击雷的危害。为了保护变电所内的电气设备不受直击雷的侵袭，在变电所内布置4基30m高的避雷针对电器设备进行保护。（2）接地保护全场除避雷针外拟设一总的接地网,本着 “一点接地 ”的原则,将光伏组件及支架、各高低压电气设备的外壳、各防雷模块接地侧、屋顶避雷带的接地网进 行可靠地电气连接。考虑升压变电所采用综合自动化系统,为满足微机监控、 保护系统对接地电阻的要求,全场除避雷针接地外总接地电阻应达到规程规定 不大于1Q的要求，以保证设备及人身安全，同时应满足接触电势及跨步电压的要求；避雷针接地系统应单独设置，和其他接地系统的地下距离不小于3m,接地电阻不大于10Q。若接地电阻不满足要求