地面分布式光伏電站項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)方案1.1規(guī)劃設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想1、本項(xiàng)目設(shè)計(jì)以質(zhì)量、職業(yè)健康安全和環(huán)境整合管理體系文件為指導(dǎo)，貫徹執(zhí)行國(guó)家與行業(yè)的政策和標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)認(rèn)真分析和研究，選擇優(yōu)良的技術(shù)方案和合理的項(xiàng)目造價(jià)，樹(shù)立為顧客服務(wù)的思想，認(rèn)真聽(tīng)取有關(guān)方面的意見(jiàn)和建議，使本項(xiàng)目的項(xiàng)目研究設(shè)計(jì)切合實(shí)際。2、充分體現(xiàn)“安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國(guó)情”的電力建設(shè)原則。以保證電站安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為前提，采用國(guó)內(nèi)外成熟先進(jìn)的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)手段、在電站總體方案設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)先進(jìn)性、合理性和經(jīng)濟(jì)性。3、貫徹節(jié)約用地、節(jié)約用水的原則以及節(jié)約能源的原則。4、正確處理國(guó)家與地方、近期與遠(yuǎn)期、主體設(shè)施與輔助設(shè)施的關(guān)系，提高項(xiàng)目的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。5、認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家的環(huán)保政策，充分考慮綜合利用，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。6、電站布置和基礎(chǔ)處理等緊密結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，進(jìn)行方案優(yōu)化。7、在方案設(shè)計(jì)中采用成熟、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)的控制方案，提高電站綜合自動(dòng)化水平，降低項(xiàng)目造價(jià)，降低消耗和運(yùn)行管理成本，為電廠(chǎng)上網(wǎng)創(chuàng)造條件。8、確保電站安全可靠的前提下，有利于施工、方便運(yùn)行和檢修、盡可能減小建筑體積，縮短電纜長(zhǎng)度，減少不必要的設(shè)備。9、各專(zhuān)業(yè)在方案優(yōu)化論證的基礎(chǔ)上，得出是否可行的結(jié)論和存在的問(wèn)題。1.2規(guī)劃設(shè)計(jì)原則1、電力系統(tǒng)：提出負(fù)荷特性分析意見(jiàn)及建設(shè)進(jìn)度，提出電力送出方案，確定本期項(xiàng)目機(jī)組出線(xiàn)電壓等級(jí)及回路數(shù)。2、電站型式：本期某某縣洪山鎮(zhèn)20MWp地面分布式光伏電站，在工藝技術(shù)路線(xiàn)的選擇上，既要采用目前先進(jìn)可靠技術(shù)，又要做到經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)的先進(jìn)性要服從于經(jīng)濟(jì)的合理性和國(guó)家的政策，對(duì)于國(guó)內(nèi)已經(jīng)成熟和過(guò)關(guān)的產(chǎn)品則盡量以國(guó)產(chǎn)設(shè)備為主。3、電站水源：項(xiàng)目施工用水?dāng)M取自市政自來(lái)水或河水。4、電氣：優(yōu)選并網(wǎng)方案，論證主要設(shè)備選擇，提出自動(dòng)控制水平。5、水文氣象：對(duì)影響建設(shè)電站的水文、氣象條件，作出判斷，提出建設(shè)電站的可能性。6、環(huán)境保護(hù)：要認(rèn)真執(zhí)行環(huán)境保護(hù)政策，進(jìn)行環(huán)保分析計(jì)算。根據(jù)環(huán)保要求，滿(mǎn)足國(guó)家新頒布的現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定。應(yīng)加強(qiáng)與省市環(huán)保部門(mén)的聯(lián)系，以取得支持。7、施工組織：與有關(guān)單位配合，規(guī)劃好施工生活區(qū)等，提出建設(shè)進(jìn)度的初步輪廓。8、節(jié)約能源：各有關(guān)專(zhuān)業(yè)應(yīng)擬定出節(jié)約能源的措施。9、技經(jīng)部分：編制投資估算，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析和評(píng)價(jià)。1.3項(xiàng)目并網(wǎng)方案1.3.1并網(wǎng)設(shè)計(jì)本項(xiàng)目位于某縣洪山鎮(zhèn)揚(yáng)名村，擬定最終規(guī)模裝機(jī)容量為20MW。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)光伏組件轉(zhuǎn)化為直流電力，再通過(guò)并網(wǎng)型逆變器將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流并入電網(wǎng)。根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量和并網(wǎng)配電變壓器容量情況，提出如下并網(wǎng)方案：該光伏電站所發(fā)電量均為直接并網(wǎng)，因?yàn)橹苯訉㈦娔茌斎腚娋W(wǎng)，光伏獨(dú)立系統(tǒng)中的蓄電池完全被光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的電網(wǎng)所取代，免除配置蓄電池，省掉了蓄電池蓄能和釋放的過(guò)程，可以充分利用光伏陣列所發(fā)的電力，從而減小了能量的損耗，降低了系統(tǒng)成本。1.3.2并網(wǎng)分析太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、并網(wǎng)逆變器、計(jì)量裝置及配電系統(tǒng)組成，由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的一些特點(diǎn)，發(fā)電裝置接入電網(wǎng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)有一定不利影響。并網(wǎng)過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)的影響主要考慮以下幾個(gè)方面：第一，由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置的實(shí)際輸出功率隨光照強(qiáng)度的變化而變化，輸出功率不穩(wěn)定，并網(wǎng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)電壓有影響，造成一定的電壓波動(dòng)。第二，太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置輸出的直流電能需經(jīng)逆變轉(zhuǎn)換為交流電能，將產(chǎn)生一定量的諧波，并網(wǎng)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)諧波方面的要求。1、系統(tǒng)電壓波動(dòng)計(jì)算太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置的實(shí)際輸出功率隨光照強(qiáng)度的變化而變化，白天光照強(qiáng)度最強(qiáng)時(shí)，發(fā)電裝置輸出功率最大，夜晚幾乎無(wú)光照以后，輸出功率基本為零。因此，除設(shè)備故障因素以外，發(fā)電裝置輸出功率隨日照、天氣、季節(jié)、溫度等自然因素而變化，輸出功率不穩(wěn)定。計(jì)算考慮最嚴(yán)重情況下，發(fā)電裝置突然切機(jī)對(duì)系統(tǒng)接入點(diǎn)電壓造成的影響。2、諧波問(wèn)題太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)光伏組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電能，再通過(guò)并網(wǎng)型逆變器將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流，并入電網(wǎng)（35kV），在將直流電能經(jīng)逆變轉(zhuǎn)換為交流電能的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生諧波。參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波（GB/T14549-93）》，關(guān)于公用電網(wǎng)諧波電壓限值及諧波電流允許值的規(guī)定，見(jiàn)表5-1。本報(bào)告按此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)校核太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波對(duì)系統(tǒng)的影響。表5-1公用電網(wǎng)諧波電壓限值電網(wǎng)標(biāo)稱(chēng)電壓（kV）電壓總諧波畸變率（%）353.0根據(jù)目前并網(wǎng)型逆變器樣本資料，逆變后總電壓波形畸變率低于3.0%，基本能滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于公用電網(wǎng)諧波電壓限值的規(guī)定。對(duì)于注入公共連接點(diǎn)的諧波電流允許值的規(guī)定，由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率比較不穩(wěn)定，實(shí)際注入公共連接點(diǎn)的諧波電流需在發(fā)電裝置并網(wǎng)時(shí)按規(guī)定測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量。因此，在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)際并網(wǎng)時(shí)需對(duì)其諧波電壓（電流）進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)其是否滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，如不滿(mǎn)足，需采取加裝濾波裝置等相應(yīng)措施，濾波裝置可與無(wú)功補(bǔ)償裝置配合安裝。1.4電站總平面布置1.4.1設(shè)計(jì)原則1、合理分區(qū)，功能分區(qū)明確。2、道路組織順暢，滿(mǎn)足交通和運(yùn)輸要求。3、結(jié)合基地周邊環(huán)境現(xiàn)狀，因地制宜，合理確定方陣平面。4、結(jié)合生態(tài)，注重環(huán)保。1.4.2平面布置本系統(tǒng)擬采用260W多晶硅太陽(yáng)電池組件，共7.92萬(wàn)塊。項(xiàng)目總?cè)萘?0MW，組件全部采用最佳傾角固定式支架進(jìn)行安裝，各太陽(yáng)能電池組件安裝指標(biāo)見(jiàn)下表：序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)單位數(shù)值1所需電池板數(shù)量塊7.92萬(wàn)2標(biāo)準(zhǔn)直流輸出功率kWp200003電池板面積m2128848.94年理論有效發(fā)電利用小時(shí)數(shù)h12345年理論發(fā)電量kWh2443．3萬(wàn)組件排布圖見(jiàn)下：本項(xiàng)目逆變器采用500KW，每MW用500KW的逆變器2個(gè)，20MW共用逆變器40個(gè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的供配電情況及居民實(shí)際用電情況，光伏系統(tǒng)采用變壓器升壓至35kV后并入電網(wǎng)，共計(jì)20個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，并在每個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)單獨(dú)設(shè)置一臺(tái)計(jì)量?jī)x表，具體接入方案根據(jù)后期業(yè)主提供的用電設(shè)備負(fù)荷情況和電網(wǎng)公司的接入方案為準(zhǔn)。光伏電站設(shè)置計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)一套，對(duì)直流匯流箱、直流配電箱、逆變器等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，全面監(jiān)控光伏電站運(yùn)行情況，同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)具備向相關(guān)部門(mén)傳輸監(jiān)控信息的能力。1.5光伏發(fā)電組件選型及發(fā)電量計(jì)算1.1.1太陽(yáng)能光伏電池選型目前占主流的太陽(yáng)能電池有單晶硅、多晶硅和非晶硅等硅太陽(yáng)電池。國(guó)內(nèi)幾家大型太陽(yáng)能電池商業(yè)化生產(chǎn)的光伏組件主要以單晶硅電池和多晶硅組件為主，其中多晶硅組件效率在15%左右。本項(xiàng)目根據(jù)目前市場(chǎng)上三種主流太陽(yáng)能電池組件的光電轉(zhuǎn)化效率、市場(chǎng)價(jià)格、運(yùn)行可靠性、電站的自然環(huán)境、施工條件及設(shè)備運(yùn)輸條件等比較，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，本項(xiàng)目初步選定260W的多晶硅組件，其性能參數(shù)如下：（1）采用高效率多晶體硅太陽(yáng)電池片，轉(zhuǎn)換效率高；（2）使用壽命長(zhǎng)：≥25年，衰減?。唬?）采用角鍵緊固鋁合金邊框，便于安裝，抗機(jī)械強(qiáng)度高（符合風(fēng)/雪壓要求）；（4）采用高透光率鋼化玻璃封裝，透光率和機(jī)械強(qiáng)度高；（5）采用密封防水的多功能接線(xiàn)盒。本項(xiàng)目采用單塊功率260Wp多晶硅光伏組件。組件參數(shù)見(jiàn)下表：（1）標(biāo)準(zhǔn)條件下的輸出特性峰值功率（Pmax）260W最大功率點(diǎn)電壓(Vmpp)29.25V最大功率點(diǎn)電流(Impp)8.36A開(kāi)路電壓(Voc)37.80V短路電流(Isc)8.78A組件轉(zhuǎn)化效率11.40%標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件：照度1000W/m2，溫度25℃（2）溫度特性TKIsc+0.0654%/KTKVoc-0.3215%/KTKPm-0.4204%/K(3)主要電氣特性曲線(xiàn)如下所示（4）主要尺寸如下圖所示組件外觀(guān)件下圖：1、正常工作條件（1）環(huán)境溫度：－40℃--＋85℃（2）相對(duì)濕度：≤95%（25℃）（3）海拔高度：≤5500m（4）最大風(fēng)速：150km/h2、太陽(yáng)能電池組件性能要求（1）提供的組件功率偏差為±3%。（2）組件的電池上表面顏色均勻一致，無(wú)機(jī)械損傷，焊點(diǎn)無(wú)氧化斑。（3）組件的每片電池與互連條排列整齊，組件的框架整潔無(wú)腐蝕斑點(diǎn)。（4）在標(biāo)準(zhǔn)條件下（即：大氣質(zhì)量AM=1.5，標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)E=1000W/m2，溫度為25±1℃，在測(cè)試周期內(nèi)光照面上的輻照不均勻性≤±5%），太陽(yáng)電池組件的實(shí)際輸出功率均大于標(biāo)稱(chēng)功率。（5）太陽(yáng)電池片的效率≥17.75%，組件效率≥11.3%。（6）光伏電池組件具有較高的功率/面積比，功率與面積比=148W/㎡。功率與質(zhì)量比=11.6W/kg，填充因子FF≥0.77。（7）組件2年內(nèi)功率的衰減<2%，使用10年輸出功率下降不超過(guò)使用前的10%；組件使用25年輸出功率下降不超過(guò)使用前的20%。（8）組件使用壽命不低于25年。（9）太陽(yáng)能電池組件強(qiáng)度通過(guò)《IEC61215光伏電池的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)》中冰雹實(shí)驗(yàn)的測(cè)試要求。并滿(mǎn)足以下要求：撞擊后無(wú)如下嚴(yán)重外觀(guān)缺陷：=1\*GB3①破碎、開(kāi)裂、彎曲、不規(guī)整或損傷的外表面；=2\*GB3②某個(gè)電池的一條裂紋，其延伸可能導(dǎo)致組件減少該電池面積10%以上；=3\*GB3③在組件邊緣和任何一部分電路之間形成連續(xù)的氣泡或脫層通道；=4\*GB3④表面機(jī)械完整性，導(dǎo)致組件的安裝和/或工作都受到影響；=5\*GB3⑤標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下最大輸出功率的衰減不超過(guò)實(shí)驗(yàn)前的5%。絕緣電阻應(yīng)滿(mǎn)足初始實(shí)驗(yàn)的同樣要求。（10）太陽(yáng)能電池組件防護(hù)等級(jí)IP65。（11）連接盒采用滿(mǎn)足IEC標(biāo)準(zhǔn)的電氣連接，采用工業(yè)防水耐溫快速接插，防紫外線(xiàn)阻燃電纜。（12）組件的封層中沒(méi)有氣泡或脫層在某一片電池與組件邊緣形成一個(gè)通路，氣泡或脫層的幾何尺寸和個(gè)數(shù)符合IEC61215規(guī)定。（13）組件在外加直流電壓2000V時(shí)，保持1分鐘，無(wú)擊穿、閃絡(luò)現(xiàn)象。（14）絕緣性能：對(duì)組件施加1000V的直流電壓，測(cè)量其絕緣電阻應(yīng)不小于100MΩ。（15）組件采用EVA、玻璃等層壓封裝，EVA的交聯(lián)度大于80%，EVA與玻璃的剝離強(qiáng)度大于30N/cm2。EVA與組件背板剝離強(qiáng)度大于10N/cm2。（16）光伏電池受光面有較好的自潔能力；表面抗腐蝕、抗磨損能力滿(mǎn)足IEC61215要求。（17）邊框與電池片之間應(yīng)有足夠距離，確保組件的絕緣、抗?jié)裥院蛪勖＃?8）為保證光伏電池組件及整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，提供光伏電池組件有效的防雷接地措施。（19）組件背面統(tǒng)一地方粘貼產(chǎn)品標(biāo)簽，標(biāo)簽上注明產(chǎn)品商標(biāo)、規(guī)格、型號(hào)及產(chǎn)品參數(shù)，標(biāo)簽保證能夠抵抗二十年以上的自然環(huán)境的侵害而不脫落、標(biāo)簽上的字跡不會(huì)被輕易抹掉。產(chǎn)品包裝符合相應(yīng)國(guó)標(biāo)要求，外包裝堅(jiān)固，內(nèi)部對(duì)組件有牢靠的加固措施及防撞措施。全包裝箱在箱面上標(biāo)出中心位置、裝卸方式、儲(chǔ)運(yùn)注意標(biāo)識(shí)等內(nèi)容。1.1.2逆變器選型逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的關(guān)鍵設(shè)備之一，其選型對(duì)于發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和可靠性具有重要作用。結(jié)合《國(guó)家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》的及其它相關(guān)規(guī)范的要求，在本項(xiàng)目中逆變器的選型主要考慮以下技術(shù)指標(biāo)：1、單臺(tái)逆變器容量對(duì)于大中型并網(wǎng)光伏電站項(xiàng)目，一般選用大容量集中型并網(wǎng)逆變器。由于本項(xiàng)目安裝容量取決于占地面積，考慮就近并網(wǎng)原則，需根據(jù)區(qū)段設(shè)置安裝容量選擇逆變器功率。本項(xiàng)目選用80臺(tái)500kW功率逆變器。2、轉(zhuǎn)換效率逆變器轉(zhuǎn)換效率越高，光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率越高，系統(tǒng)總發(fā)電量損失越小，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性也越高。因此在單臺(tái)額定容量相同時(shí)，應(yīng)選擇效率高的逆變器。本項(xiàng)目要求逆變器在額定負(fù)載時(shí)效率不低于95%，在逆變器額定負(fù)載10%的情況下，也要保證90%（大功率逆變器）以上的轉(zhuǎn)換效率。逆變器轉(zhuǎn)換效率包括最大效率和歐洲效率，歐洲效率是對(duì)不同功率點(diǎn)效率的加權(quán)，這一效率更能反映逆變器的綜合效率特性。而光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率是隨日照強(qiáng)度不斷變化的，因此選型過(guò)程中應(yīng)選擇歐洲效率高的逆變器。3、直流輸入電壓范圍太陽(yáng)電池組件的端電壓隨環(huán)境溫度變化而變化，不同地區(qū)環(huán)境溫度不同，直流輸入電壓范圍寬的逆變器可應(yīng)用的地區(qū)更廣。4、最大功率點(diǎn)跟蹤太陽(yáng)電池組件的輸出功率隨時(shí)變化，因此逆變器的輸入終端電阻應(yīng)能自適應(yīng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行特性，隨時(shí)準(zhǔn)確跟蹤最大功率點(diǎn)，保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的高效運(yùn)行。5、輸出電流諧波與功率因數(shù)光伏電站接入電網(wǎng)后，并網(wǎng)點(diǎn)的諧波電壓及總諧波電流分量應(yīng)滿(mǎn)足GB/T14549-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》的規(guī)定，光伏電站諧波主要來(lái)源是逆變器，因此逆變器必須采取濾波措施使輸出電流能滿(mǎn)足并網(wǎng)要求，電流總諧波含量應(yīng)低于3%，逆變器功率因數(shù)接近于1。6、電壓異常時(shí)響應(yīng)特性逆變器在電網(wǎng)電壓異常時(shí)的響應(yīng)要求滿(mǎn)足下表：并網(wǎng)點(diǎn)電壓最大分閘時(shí)間U＜50%UN*0.1s50%UN≤U＜85%UN2.0s85%UN≤U≤110%UN連續(xù)運(yùn)行110%UN＜U＜135%UN2.0s135%UN≤U0.05s注：1、UN為光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)的電網(wǎng)標(biāo)稱(chēng)電壓。2、最大分閘時(shí)間是指異常狀態(tài)發(fā)生到逆變器停止向電網(wǎng)送電的時(shí)間。7、系統(tǒng)頻率異常響應(yīng)光伏電站并網(wǎng)后頻率允許偏差符合GB/T15945的規(guī)定，即偏差值允許±0.5%Hz，當(dāng)電網(wǎng)接口處頻率超出此范圍時(shí)，過(guò)/欠頻保護(hù)應(yīng)在0.2秒內(nèi)動(dòng)作，將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開(kāi)。8、可靠性及可恢復(fù)性逆變器應(yīng)具有一定的抗干擾能力、環(huán)境適應(yīng)能力、瞬時(shí)過(guò)載能力，如：過(guò)電壓情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)正常運(yùn)行；過(guò)負(fù)荷情況下，逆變器需自動(dòng)向光伏電池特性曲線(xiàn)中的開(kāi)路電壓方向調(diào)整運(yùn)行點(diǎn)，限定輸入功率在給定范圍內(nèi)；故障情況下，逆變器必須自動(dòng)從主網(wǎng)解列。系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)后，在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)正常范圍之前逆變器不允許并網(wǎng)，且在系統(tǒng)電壓頻率恢復(fù)正常后，逆變器需要經(jīng)過(guò)一個(gè)可調(diào)的延時(shí)時(shí)間后才能重新并網(wǎng)。9、具有保護(hù)功能根據(jù)電網(wǎng)對(duì)光伏電站運(yùn)行方式的要求，逆變器應(yīng)具有交流過(guò)壓、欠壓保護(hù)，超頻、欠頻保護(hù)，短路保護(hù)，交流及直流的過(guò)流保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，反極性保護(hù)，高溫保護(hù)等保護(hù)功能。10、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集逆變器應(yīng)有多種通訊接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并發(fā)送到主控室，其控制器還應(yīng)有模擬輸入端口與外部傳感器相連，測(cè)量日照和溫度等數(shù)據(jù)，便于整個(gè)電站數(shù)據(jù)處理分析。1.1.3太陽(yáng)能光伏電池布置如前所述，考慮地形情況，組件采用最佳傾角固定支架的安裝形式，安裝于地面之上。1.1.4太陽(yáng)能光伏電站年發(fā)電量估算本電站系統(tǒng)總裝機(jī)容量為20MW，設(shè)計(jì)系統(tǒng)效率為78%。25后系統(tǒng)效率衰減為最初效率的80%，經(jīng)計(jì)算，系統(tǒng)首年發(fā)電量為1901.8萬(wàn)kWh，25年共發(fā)42858.35萬(wàn)kWh電量，預(yù)計(jì)年平均發(fā)電量1714.35萬(wàn)kWh。綜上所述項(xiàng)目建成后25年總共發(fā)電42858.35萬(wàn)kWh。1.6電氣方案太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、直流防雷匯流箱箱、直流配電柜，并網(wǎng)逆變器、交流配電柜、計(jì)量監(jiān)測(cè)裝置升壓變壓器及上網(wǎng)配電系統(tǒng)組成。太陽(yáng)能通過(guò)光伏組件轉(zhuǎn)化為直流電力，通過(guò)直流防雷匯流箱匯集直流配電柜，有其控制輸送至并網(wǎng)型逆變器，將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流后升壓并網(wǎng)。方陣設(shè)計(jì)1、太陽(yáng)電池陣列方陣設(shè)計(jì)的原則（1）太陽(yáng)電池組件串聯(lián)形成的組串，其輸出電壓的變化范圍必須在逆變器正常工作的允許輸入電壓范圍內(nèi)。（2）每個(gè)逆變器直流輸入側(cè)連接的太陽(yáng)電池組件的總功率可大于該逆變器的額定輸入功率，但不應(yīng)超過(guò)逆變器的最大允許輸入功率。（3）太陽(yáng)電池組件串聯(lián)后，其最高輸出電壓不允許超過(guò)逆變器最大耐受電壓。（4）各太陽(yáng)電組件至逆變器的直流部分電纜通路應(yīng)盡可能短，以減少直流損耗。（5）應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目所在地的氣候條件，合理選擇太陽(yáng)電池組件的串聯(lián)數(shù)量，達(dá)到最大限度獲取發(fā)電量的目的。2、太陽(yáng)電池組件的串、并聯(lián)設(shè)計(jì)太陽(yáng)電池組件串聯(lián)的數(shù)量由逆變器的最高輸入電壓和最低工作電壓、以及太陽(yáng)電池組件允許的最大系統(tǒng)電壓所確定。太陽(yáng)電池組串的并聯(lián)數(shù)量由逆變器的額定容量確定。在條件允許時(shí)，應(yīng)盡可能的提高直流電壓，以降低直流部分線(xiàn)路的損耗，同時(shí)還可減少匯流設(shè)備和電纜的用量。本項(xiàng)目所選逆變器的最高允許輸入電壓為1000V，輸入電壓MPPT工作范圍為450V～820V。260Wp多晶硅電池組件開(kāi)路電壓37.68V、最佳工作點(diǎn)電壓30.73V、開(kāi)路電壓溫度系數(shù)-0.326%/K。電池組件串聯(lián)數(shù)量計(jì)算，計(jì)算公式：INT（Vdcmin/Vmp）≤N≤INT（Vdcmax/Voc）式中：Vdcmax——逆變器輸入直流側(cè)最大電壓；Vdcmin——逆變器輸入直流側(cè)最小電壓；Voc——電池組件開(kāi)路電壓；Vmp——電池組件最佳工作電壓；N——電池組件串聯(lián)數(shù)。經(jīng)計(jì)算得出：串聯(lián)多晶硅太陽(yáng)電池?cái)?shù)量N為：（14.6）≤N≤（21.7）。輸出可能的最低電壓條件：（1）太陽(yáng)輻射強(qiáng)度最小；（2）組件工作溫度最高。這種情況一般多發(fā)生在夏季日落前。輸出可能的最高電壓條件：（1）太陽(yáng)輻射強(qiáng)度最大；（2）組件工作溫度最低。這種情況一般發(fā)生在冬季正午前后。根據(jù)項(xiàng)目所在地及附近地區(qū)多年氣象數(shù)據(jù)。項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)平均氣溫℃13極端最高氣溫℃42.8極端最低氣溫℃-17.9年降水量mm550平均風(fēng)速m/s2.3最大風(fēng)速m/s18雷暴日數(shù)day31.5無(wú)霜期day189最大凍土深度cm58夏季日出及日落時(shí)的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度最小，隨著太陽(yáng)高度角的增大，輻射強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。因此本項(xiàng)目太陽(yáng)電池組串輸出可能的最低電壓校核條件：取輻射強(qiáng)度1000W/m2左右時(shí)，對(duì)應(yīng)的當(dāng)?shù)丨h(huán)境最高溫度時(shí)，計(jì)算組件的可能工作溫度為70℃。則當(dāng)采用20組串聯(lián)時(shí)，多晶硅電池組串的開(kāi)路電壓為646V，此電壓值大于逆變器的初始工作電壓450V，逆變器可以啟動(dòng)。采用輻射極高年數(shù)據(jù)，再對(duì)項(xiàng)目所在地區(qū)冬季多晶硅電池太陽(yáng)電池組件的工作環(huán)境分別進(jìn)行分析，根據(jù)逆變器最佳輸入電壓以及電池組件工作環(huán)境等因素進(jìn)行修正后，最終確定固定式安裝的多晶硅電池組件的串聯(lián)組數(shù)取N=20（塊）。3、太陽(yáng)電池組串單元的排列方式一個(gè)太陽(yáng)電池組串單元中太陽(yáng)電池組件的排列方式有多種，以接線(xiàn)簡(jiǎn)單，線(xiàn)纜用量少、施工復(fù)雜程度低及運(yùn)行期維護(hù)方便為原則，在類(lèi)似項(xiàng)目計(jì)算的基礎(chǔ)上，還要考慮陣列最佳傾角及陰影遮擋距離，故確定固定多晶硅太陽(yáng)電池組件排列方案。將20組串每?jī)蓧K塊橫向放置，排成10列為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)陣列組。4、光伏陣列布置間距的計(jì)算注：光伏陣列布置間距的計(jì)算以冬至為參考日，上午9：00至下午3：00電池組件前后排無(wú)遮擋即可如圖所示。地面安裝固定式光伏陣列，太陽(yáng)能光伏陣列的安裝支架必須考慮前后排間距，以防止在日出日落的時(shí)候前排光伏組件產(chǎn)生的陰影遮擋住后排的光伏組件而影響光伏方陣的輸出功率，經(jīng)計(jì)算光伏組件最佳傾角為20o，陣列與陣列之間距離為1.5m。此時(shí)接受有效光照時(shí)數(shù)最佳，平均全年總峰值日照時(shí)數(shù)為1234h。5、逆變器選擇本項(xiàng)目光伏發(fā)電系統(tǒng)選用陽(yáng)光電源產(chǎn)SG1000TS型逆變器。全面滿(mǎn)足電網(wǎng)接入與控制要求：零電壓穿越功能；有功功率連續(xù)可調(diào)（0～100%）功能；無(wú)功功率可調(diào)，功率因數(shù)范圍超前0.9至滯后0.9；夜間可根據(jù)電網(wǎng)指令對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；智能化控制，全面適應(yīng)電網(wǎng)要求。高效發(fā)電：最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)98.7%；高效MPPT控制策略，提高光伏發(fā)電量；雙電源冗余供電方案提升系統(tǒng)可靠性；高效PWM調(diào)制算法，降低開(kāi)關(guān)損耗；溫控式風(fēng)冷方案，有效節(jié)能。適應(yīng)環(huán)境：-35℃～＋55℃可連續(xù)滿(mǎn)功率運(yùn)行；適用高海拔惡劣環(huán)境，可長(zhǎng)期連續(xù)、可靠運(yùn)行；加熱除濕功能（可選）。輸入（直流）最大直流功率（cosφ=1時(shí)）560kW最大輸入電壓900V/1000V(可選)啟動(dòng)電壓470V最低工作電壓450V最大輸入電流1200AMPPT電壓范圍450~820V16輸出（交流）額定功率500kW最大交流輸出功率550kVA最大輸出電流1176A最大總諧波失真<3%(額定功率時(shí))額定電網(wǎng)電壓270V允許電網(wǎng)電壓范圍210~310V（可設(shè)置）額定電網(wǎng)頻率50/60Hz（自適應(yīng)）允許電網(wǎng)頻率范圍47~52Hz/57~62Hz（可設(shè)置）額定功率下的功率因數(shù)>0.99隔離變壓器不具備直流電流分量<0.5%額定輸出電流功率因數(shù)可調(diào)范圍0.9（超前）~0.9（滯后）效率最大效率98.7%歐洲效率98.5%保護(hù)輸入側(cè)斷路設(shè)備斷路器輸出側(cè)斷路設(shè)備斷路器直流過(guò)壓保護(hù)具備交流過(guò)壓保護(hù)具備電網(wǎng)監(jiān)測(cè)具備接地故障監(jiān)測(cè)具備過(guò)熱保護(hù)具備絕緣監(jiān)測(cè)可選常規(guī)數(shù)據(jù)尺寸（寬×高×深）2200*2180*850mm重量2000kg運(yùn)行溫度范圍-25~+55℃夜間自耗電<100W運(yùn)行時(shí)最大損耗<1700W外部輔助電源供電（可選）230V，10A冷卻方式溫控強(qiáng)制風(fēng)冷防護(hù)等級(jí)IP20相對(duì)濕度0~95%，無(wú)冷凝最高海拔6000m(超過(guò)3000m需降額)排風(fēng)需求量7884m3/h顯示屏觸摸屏通信接口/協(xié)議RS485/Modbus，以太網(wǎng)（可選）6、匯流箱設(shè)計(jì)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽(yáng)電池組串?dāng)?shù)量大、電流小，因此需在陣列中設(shè)置匯流箱進(jìn)行一次匯流，以減少直流電纜用量，降低直流損耗，提高系統(tǒng)效率，降低發(fā)電成本。匯流箱具有以下性能特點(diǎn)：（1）可接入多路輸入，每回路設(shè)12A的光伏專(zhuān)用高壓直流熔絲進(jìn)行保護(hù)，其耐壓值為1000VDC；（2）配有光伏專(zhuān)用防雷器，正負(fù)極都具備防雷功能；（3）直流輸出母線(xiàn)端配有可分?jǐn)嗟闹绷鲾嗦菲?熔斷器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)的組合。7、直流配電柜設(shè)計(jì)根據(jù)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)，每個(gè)光伏發(fā)電單元對(duì)應(yīng)匯流箱在進(jìn)入逆變器前進(jìn)行二次匯流，需配置直流配電柜，其中直流柜具有多個(gè)直流斷路器作為輸入回路，用于開(kāi)斷直流側(cè)輸入與逆變器隔離。直流配電柜具有以下性能特點(diǎn)：（1）可同時(shí)接入多路輸入，每回路設(shè)可分?jǐn)嗟闹绷鲾嗦菲鳎淠蛪褐禐?000VDC；（2）配有光伏專(zhuān)用防雷器，正負(fù)極都具備防雷功能；（3）每個(gè)回路配有電壓監(jiān)測(cè)裝置，可以實(shí)時(shí)顯示每個(gè)輸入輸出回路的直流電壓；1.7方陣接線(xiàn)方案1.7.1光伏發(fā)電單元容量選擇根據(jù)光伏方陣的布置情況，每1MWp做為一個(gè)發(fā)電單元。1.7.2光伏發(fā)電單元接線(xiàn)全站每1MW裝機(jī)容量為一個(gè)發(fā)電單元，共20個(gè)發(fā)電單元，每個(gè)電池組串由20塊太陽(yáng)電池組件串聯(lián)組成。各太陽(yáng)電池組串按接線(xiàn)劃分的匯流區(qū)，輸入防雷匯流箱經(jīng)電纜接入直流配電柜，然后經(jīng)光伏并網(wǎng)逆變器和交流防雷配電柜接入400V配電裝置。逆變配電室布置在項(xiàng)目區(qū)低壓配電室，光伏組串至匯流箱采用光伏專(zhuān)用4mm2電纜，經(jīng)壓降考慮匯流箱至逆變器室直流匯流柜電纜根據(jù)電流大小進(jìn)行選擇，至并網(wǎng)點(diǎn)的匯集電纜根據(jù)逆變器交流輸出電流進(jìn)行選擇。1.7.3電氣二次部分本項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)采用基于MODBUS協(xié)議的RS485總線(xiàn)系統(tǒng)，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)分成站控層和現(xiàn)場(chǎng)控制層。RS485的總線(xiàn)雖然存在效率相對(duì)較低（單主多從），傳輸距離較短，單總線(xiàn)可掛的節(jié)點(diǎn)少等缺點(diǎn)，但其成本較低，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)豐富。所以本項(xiàng)目選用RS485總線(xiàn)系統(tǒng)。監(jiān)控裝置主要包括監(jiān)控軟件和液晶顯示，通過(guò)RS485通訊方式，配置多機(jī)版監(jiān)控軟件，獲取并網(wǎng)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)和工作參數(shù)，監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)預(yù)留對(duì)外的數(shù)據(jù)接口，可以通過(guò)遠(yuǎn)程通訊方式，在異地實(shí)時(shí)查看整個(gè)電源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)等。光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)原理圖如下：1、監(jiān)控功能如下：（1）實(shí)時(shí)顯示電站的當(dāng)前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計(jì)總發(fā)電量、累計(jì)CO2總減排量以及每天發(fā)電功率曲線(xiàn)圖；（2）可查看每臺(tái)逆變器的運(yùn)行參數(shù)，主要包括：A、直流電壓B、直流電流C、直流功率D、交流電壓E、交流電流F、逆變器機(jī)內(nèi)溫度G、時(shí)鐘H、頻率I、功率因數(shù)J、當(dāng)前發(fā)電功率K、日發(fā)電量L、累計(jì)發(fā)電量M、累計(jì)CO2減排量N、每天發(fā)電功率曲線(xiàn)圖（3）監(jiān)控所有逆變器的運(yùn)行狀態(tài)，采用聲光報(bào)警方式提示設(shè)備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時(shí)間，監(jiān)控的故障信息至少包括以下內(nèi)容：A、電網(wǎng)電壓過(guò)高；B、電網(wǎng)電壓過(guò)低；C、電網(wǎng)頻率過(guò)高；D、電網(wǎng)頻率過(guò)低；E、直流電壓過(guò)高；F、直流電壓過(guò)低；G、逆變器過(guò)載；（4）監(jiān)控軟件具有集成環(huán)境監(jiān)測(cè)功能，能實(shí)