光伏发电项目系统设计

1、光伏发电项目系统设计本项目为并网光伏电站项目。阿克苏舒奇蒙10060.32 kWp系统原理示意图如下图所示: 光伏电站系统原理图4.1 发电侧光伏阵列设计综合考虑光伏系统装机容量及最佳发电效率,阿克苏舒奇蒙10060.32 kWp项目选择20台500kW无隔离变并网逆变器,分别对应10个1MW光伏阵列。结合以上逆变器选型,可以得到两类光伏组件数量如下: 光伏组件串联数量的设计:逆变器在并网发电时,光伏阵列必须实现最大功率点跟踪控制,以便光伏阵列在任何当前日照下不断获得最大功率输出。因此除接至同一台逆变器的光伏组件的规格类型、串联数量及安装角度应保持一致外,还需考虑光伏组件的最佳工作电压(Vmp

2、和开路电压(Voc的温度系数,串联后的光伏阵列的Vmp 应在逆变器MPPT 范围内,Voc 应低于逆变器输入电压的最大值。首先,要了解太阳电池结温和日照强度对太阳电池输出特性的影响,如下图所示: 从上图可知,温度上升将使太阳能电池开路电压Voc 下降,短路电流Isc 则轻微增大,总体效果会造成太阳能电池的输出功率下降。日照强度在极大的程度上影响太阳电池的输出电流,导致太阳能电池输出功率的变化。因此光伏组件串组数与逆变器参数和光伏组件参数有关,本设计逆变器选择阳光SG500KTL逆变器,光伏组件选择舒奇蒙单晶硅和多晶硅光伏组件,其参数分别如下所示:单晶硅SE265M-33/D光伏组件参数: 多晶

3、硅SE285P-24/Fc光伏组件参数: SG500KTL并网逆变器参数: 单晶硅光伏组件串联数计算 对于单晶硅光伏电池,工作电压(Vmp的温度系数约为-0.0045/,折合70时的系数为0.8 ,开路电压(Voc的温度系数约为-0.0034/,折合-10时的系数为 1.12 。依据串联数最小值n1=V1/Vmp = 450 / 50.2 = 9串联数最大值n2=V2/Voc = 820 / 60.6 = 13所以本方案选择12块串联,1250.2=602.4Vdc处于逆变器450 820VdcMPPT工作范围内。根据12串为一光伏阵列(阵列原理图如下图所示,单晶硅光伏系统由12串158并为一

4、方阵,共12个光伏方阵构成。 多晶硅光伏组件串联数计算 对于多晶硅光伏电池,工作电压(Vmp的温度系数约为-0.0045/,折合70时的系数为0.8 ,开路电压(Voc的温度系数约为-0.0034/,折合-10时的系数为 1.12 。依据串联数最小值n1=V1/Vmp = 450 / 35.8 = 13串联数最大值n2=V2/Voc = 820 / 44.6 = 18所以本方案选择17块串联,1735.8=608.6Vdc处于逆变器450820VdcMPPT 工作范围内。根据17串为一光伏阵列(阵列原理图如下图所示,可确定多晶硅由17串104并为一光伏方阵,共8个方阵构成。 光伏阵列汇流设计

5、为了减少直流侧电缆的接线数量,提高系统的发电效率,该并网光伏发电系统需要配置光伏阵列汇流装置,该装置就是将一定数量的电池串列汇流成 1 路直流输出。本项目根据光伏系统的特点,设计了具有16路光伏阵列汇流的汇流箱,该汇流箱的每路电池串列输入回路配置了耐压为1000V 的高压熔丝和光伏专用防雷器,并可实现直流输出手动分断功能。单晶硅组件每个方阵配汇流箱10个,10个汇流箱输出至一个总的直流汇流柜,由此连至逆变器SG500KTL。共计汇流箱120个。多晶硅组件每个方阵陪汇流箱7个,七个汇流箱输出至一个总的直流汇流柜,由此连至逆变器SG500KTL。共计汇流箱56个。总计需要16路汇流箱176个。4.

6、2 并网侧并网设计本项目,考虑到直流传输损耗及光伏电站建造成本,采用“就地升压、高压汇流”设计原则,在电厂的北面设置电站厂房,安放交、直流配电设备、逆变器及升压变压器等设备,通过高压侧汇流升压至110kV,然后接入110kV电网系统。 说明:舒奇蒙专用110kV变电站光伏电站设备房4.3系统连接示意图本项目,整个系统共10060.32 kWp,共20个光伏方阵,112号方阵设有12串光伏组件构成的阵列158并。1320号方阵设有17串光伏阵列104并,系统共20台SG500KTL逆变器、JN01#JN176#共176台防雷汇流箱、01#20#共20台直流配电柜、01#20#共20台270V交流

7、配电柜、01#10#10台10kV交流开关柜和一台交流汇流柜、一套10kV至110kV的升压设备。系统连接示意图如下: 10MW光伏电站主系统接线示意图 10MW光伏电站系统110kV电网接入示意图4.4直流汇流接线及主要设备电气设计太阳能板接线图 单晶硅组件JN01防雷汇流箱接线示意图 多晶硅组件JN121防雷汇流箱接线示意图本项目均使用16路防雷汇流箱,其光伏组件分成单晶硅和多晶硅两类,单晶硅接线原则为每12块光伏组件串联后成为一个阵列,每16个阵列接入一台防雷汇流箱,多晶硅接线原则为每17块光伏组件串联后成为一个阵列,每16个阵列接入一台防雷汇流箱,上图分别为为JN01号(单晶硅JN 1

8、21号(多晶硅防雷汇流箱对应的光伏组件接线原理图。 防雷汇流箱电气原理图 电池串列1 (+电池串列2 (+电池串列3 (+电池串列6 (+电池串列5 (+电池串列4 (+电池串列10 (+电池串列11 (+电池串列12 (+电池串列9 (+电池串列8 (+电池串列7 (+电池串列7 (-电池串列8 (-电池串列9 (-电池串列12 (-电池串列11 (-电池串列10 (-电池串列4 (-电池串列5 (-电池串列6 (+电池串列3 (-电池串列2 (-电池串列1 (-电池串列13 (+电池串列16 (+电池串列15 (+电池串列14 (+电池串列14 (-电池串列15 (-电池串列16 (-电池串列13 (-DC30VRS485接电源通讯箱接另1个汇流箱防雷汇流箱可以直接安装在光伏支架上,同时可接入16路太阳能板串列,每路最大工作电流达10A;接入最大光伏串列的工作电压可达900Vdc;熔断器的耐压值不小于1000Vdc;每路光伏串列具有二极管防反保护功能;配有光伏专用防雷器。 直流配电柜电气原理图本项目,选用500kW规格的直流配电柜