淺談光伏電站的子站及接線方案設計

1、    淺談光伏電站的子站及接線方案設計    李才安摘要：近年來光伏發(fā)電一直是國家大力推廣的一種新能源;目前也已有很多光伏電站建成運行。本文以延安市某1.2mw光伏扶貧發(fā)電項目為實例，著重介紹了光伏子站及接線方案的設計。關鍵字：光伏發(fā)電，光伏子站，接線方案一 光伏電站工程設計（一）工程概況該1.2mwp光伏發(fā)電站位于陜西省延安市寶塔區(qū)，本工程采用“農(nóng)林光互補”方式建設容量為1.2mwp光伏發(fā)電站，電站占用荒地約27.7畝。本工程共建一座升壓站，升壓站以1回10kv架空線路t接到附近10kv公共架空線路并網(wǎng)。經(jīng)對比，本工程擬選用多晶硅光伏板并采用豎向固定

2、方式布置。（二）光伏子方陣設計1.2mwp光伏發(fā)電分系統(tǒng)由2個600kwp光伏發(fā)電單元系統(tǒng)組成;每個600kwp光伏發(fā)電單元系統(tǒng)主要由1個600kwp太陽電池方陣和1臺500kw光伏并網(wǎng)逆變器組成;項目共2個600kwp光伏發(fā)電單元系統(tǒng)。在1個光伏發(fā)電單元系統(tǒng)中，600kwp太陽電池組件經(jīng)并聯(lián)后發(fā)出的直流電經(jīng)匯流箱匯流至各自相應的直流防雷配電柜，再接入逆變器直流側(cè)，通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)變成交流電。每2個光伏發(fā)電單元系統(tǒng)中的2臺逆變器輸出的交流電由1臺1250kva升壓變壓器將電壓從270v升至10.5kv，2個光伏發(fā)電分系統(tǒng)并聯(lián)后，經(jīng)一回10kv線路t接到附近10kv公共電網(wǎng)架空線路。光伏電池

3、方陣由光伏電池組件經(jīng)串聯(lián)、并聯(lián)組成，一個光伏電池方陣即為一個光伏發(fā)電單元系統(tǒng)，包括1臺逆變器與對應的n組光伏電池組串、直流連接電纜等。光伏電池組件串聯(lián)的數(shù)量由并網(wǎng)逆變器的最高輸入電壓和最低工作電壓，以及光伏電池組件允許的最大系統(tǒng)電壓所確定，串聯(lián)后稱為光伏電池組串;光伏電池組串并聯(lián)的數(shù)量由逆變器的額定容量確定。本工程1個1.2mwp太陽電池矩陣，全部采用單一的多晶硅太陽電池組件。每臺逆變器對應的光伏電池組件串、并聯(lián)數(shù)量如下：（1）光伏電池組件串聯(lián)的數(shù)量及輸出電壓驗算：在不考慮光伏電池組件工作溫度修正系數(shù)影響的情況下，該矩陣光伏電池組件在標準測試條件下（光照1000w/m2、工作溫度為25），允許

4、的最大串聯(lián)數(shù)（smax）及最小串聯(lián)數(shù)（smin）分別為：smax=udcmax/voc=1000/38.24=26（塊）smin=udcmin/vm =450/29.9=15（塊）考慮了光伏電池組件工作溫度修正系數(shù)影響的情況下，該矩陣光伏電池組串的最高輸出電壓（vmax）及最低輸出電壓（vmin）驗算如下：vmax=（1526）×38.24+（1516）×38.24×（25+29.9）×0.34%=679.71108.44vvmin=（1526）×29.9-（1526）×29.9×（38.24-25）×0.34%=

5、352.07610.25v進一步的溫度系數(shù)修正驗算表明，該矩陣組件的串聯(lián)數(shù)選用22為最佳，即：vmax=22×38.24+22×38.24×（25+29.9）×0.34%=848.42vvmin=22×29.9-22×29.9×（38.24-25）×0.34%=628.19v故矩陣組件的串聯(lián)數(shù)為22塊。該矩陣組件的串聯(lián)數(shù)在22塊時，其輸出電壓范圍小于逆變器的最高輸入電壓1000v、小于電池組件的最大系統(tǒng)電壓1000v，大于逆變器最低輸入電壓450v。（2）光伏電池組串的并聯(lián)路數(shù)n的計算：按上述最佳光伏電池組件串聯(lián)數(shù)

6、計算，每一路組件串聯(lián)的額定功率容量p1=單塊電池板的容量×22。對應于不同容量的逆變器內(nèi)的額定功率p2計算，需要并聯(lián)的最多回路數(shù)n1=p2/p1。每塊電池的短路電流i 1，不同逆變器允許的最大輸入電流 i 2，對應于不同容量的逆變器內(nèi)的最大輸入電流計算，需要并聯(lián)的最多回路數(shù)n2=i 2/ i 1。取n1和n2兩者之間的較小數(shù)，即為最大并聯(lián)串數(shù)n。通過計算分析1）本工程1.2mwp多晶硅電池組件的串、并聯(lián)數(shù)量如下：組件串聯(lián)數(shù)量：22塊即：22塊265wp多晶硅太陽電池組件組成1個組串（1路）組串并聯(lián)數(shù)量：206路即：206路多晶硅太陽電池組件串組成1個1.2mwp多晶硅太陽電池矩陣（1

7、個發(fā)電分系統(tǒng)）根據(jù)對1.2mwp多晶硅太陽電池矩陣的組件串聯(lián)數(shù)量及組串并聯(lián)數(shù)量設計計算，1.2mwp多晶硅太陽電池矩陣的組件數(shù)量及發(fā)電容量如下：265wp多晶硅太陽電池組件數(shù)量：4532塊發(fā)電容量：1.2mwp（標稱容量為1mw）（三）方陣接線方案1.2mwp直流發(fā)電系統(tǒng)中，多晶硅太陽能電池組件數(shù)量為4532塊，每塊265wp;匯流箱14個;直流防雷配電柜2個;500kw逆變器2個;1250kva的油式分裂升壓變1臺。直流系統(tǒng)主要設備安裝方式：匯流箱可直接安裝在電池組件支架上，戶外壁掛式安裝，防水、防銹、防曬，滿足室外安裝使用要求;直流防雷配電柜、逆變器、油浸式分裂升壓變均安裝在室外。逆變器和

8、10kv出線柜放置在逆變升壓配電室，逆變升壓配電室布置于1.2mwp光伏發(fā)電分系統(tǒng)中，便于直流電纜引接，節(jié)省電纜，降低電壓損失。（四）電氣主接線1.2mwp光伏發(fā)電系統(tǒng)通過1回10kv架空線路t接到附近10kv公共電網(wǎng)架空線路。10kv線路采用單母線接線形式。220/380v所用電接線：采用單母線接線方式。開關站的所用電電源一路引自市政380v電源。二 結(jié)語本文通過1.2mwp光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計，著重介紹了光伏子站及接線方案的計算方法及設計，以供同行設計參考，共同提高設計水平。參考文獻【1】gb50797-2012 光伏發(fā)電站設計規(guī)范.北京，中國計劃出版社，2012-11-01【2】趙杰.光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的相關技術研究d.天津大學;2012年【3】王文響.20mw