3MW屋顶分布式光伏发电项目光伏方阵设计方案

3MW屋顶分布式光伏发电项目光伏方阵设计方案1.1系统方案概述本工程规划容量为3.135MWp，共需285Wp光伏组件11000块，本项目推荐采用分块发电、集中并网方案。电池组件采用285Wp单晶硅电池组件，固定阵列采用倾角为23°固定安装在支架上。3.135MWp太阳能电池阵列由3个1.045MWp的单晶硅子方阵组成，每个子方阵均由若干路太阳能电池组串并联而成。每个太阳能电池子方阵由太阳能电池组串、逆变设备、汇流设备构成。1.2光伏阵列子方阵设计1.2.1太阳能电池阵列子方阵设计的原则（1）太阳能电池组件串联形成的组串，其输出电压的变化范围必须在逆变器正常工作的允许输入电压范围内。（2）每个逆变器直流输入侧连接的太阳能电池组件的总功率应大于该逆变器的额定输入功率，且不应超过逆变器的最大允许输入功率。（3）太阳能电池组件串联后，其最高输出电压不允许超过太阳电池组件自身最高允许系统电压。（4）各太阳能电池板至逆变器的直流部分电缆通路应尽可能短，以减少直流损耗。1.2.2太阳能电池组件的串、并联设计太阳能电池组件串联的数量由逆变器的最高输入电压和最低工作电压、以及太阳能电池组件允许的最大系统电压所确定。太阳能电池组串的并联数量由逆变器的额定容量确定。本项目选的1.045MWp光伏阵列由约21台50kW逆变器组成，该逆变器最大功率电压跟踪范围：200-1000Vdc，最大直流电压：1100Vdc。组件串应符合的逆变器直流输入参数保证在60℃时的逆变器MPPT电压满足条件，-25℃时的开路电压满足条件。1)光伏组件的串联电压之和要小于光伏组件的耐受电压。初步计算，当组件串数≤26串时，满足逆变器输入耐压电压1000V。S×Voc＜组件的耐受电压，电池组件开路电压为38.8V，电池为22块/串，38.8×22=853.6V，小于组件耐受电压1000V。考虑到温度的影响，本项目光伏组件开路电压温度系数为-0.29%/℃：经计算，22块/串电池组件的开路电压为998.76V小于组件耐受电压1000V，满足设计要求。小于1000V，在逆变器的直流工作电压范围内。2)逆变器的最大输入电压UDCmax：低温状态下的光伏组件的串联电压之和不能超过光伏逆变器的最大允许直流电压UDCmax，电池组件工作电压为31.2V，S×Vmppt（STC）×[（1+β×（Tmin-25）]≤UDCmax，经计算，22块/串电池组件，满足逆变器的MPP工作范围要求。由22块太阳能光伏板组成一个串列，该串列功率是6.27kW，输出电压686.4V。考虑到50kTL光伏组串式并网逆变器最大输入路数为8路，最大输入功率为53kW。所以本项目采用8路组串接一台组串式逆变器，8串组件功率为285Wp×22×8=50.16kW<53kW，综上所述，根据逆变器最佳输入电压以及电池板工作环境等因素进行修正后，最终确定单晶硅太阳能电池组件的串联组数为N=22（串）。按上述最佳太阳能电池组件串联数计算，则每一路单晶硅组件串联的额定功率容量=285Wp×22=6270Wp。1.045MWp光伏子阵包含大概约21个逆变器，4台6汇1的交流汇流箱。1.3光伏组串单元排列方式一个太阳能电池组串单元中太阳能电池组件的排列方式有多种，为了接线简单，线缆用量少，节省组件支架的数量，降低施工难度，参考以往类似工程的基础上，确定单晶硅太阳能电池组件排列方式采用以下方案：将1组单晶硅太阳能电池组串（每串22块）每块竖向放置。1.4光伏方阵前后间距计算为了避免阵列之间遮阴，需要在南北向前后阵列间留出合理的间距。一般确定原则是：冬至日当天9：00~15:00太阳能光伏组件方阵不应有遮挡。计算公式为：太阳高度角的公式：sina=sinfsind+cosfcosdcosw太阳方位角的公式：sinβ=cosdsinw/cosa式中：f为当地纬度为29°52′；d为太阳赤纬，冬至日的太阳赤纬为-23.5°；w为时角，上午9:00的时角为-45°。H为方阵前排最高点与后排组件最低位置的高度差。D=cosβ×L，L=H/tana，a=arcsin(sinfsind+cosfcosdcosw)即：结合软件PVSYST进行3D模拟，初步计算D=3米；因此，当光伏组件前后排间距为3米时可以保证两排阵列在冬至日上午9点到下午3点之间前排不对后排造成遮挡。1.5太阳能电池阵列汇流箱本期容量3.135MWp光伏发电系统共需要50KTL组串式逆变器约63台，每6台逆变器接入一台交流汇流箱，每4台交流汇流箱接入一台变压器的低压侧，本项目共需交流汇流箱12台。1.6光伏方阵平面布置每个1.045MWp光伏子方阵由约167串太阳能电池组串单元组成。每个太阳能电池组串单元由1组单晶硅太阳能电池组串（每串22块），组件每块竖向放置，排成1行22列。同时考虑整个方阵承载风压的泄风因素，组件排列行间距为20mm，列间距为20mm。1