智能光伏電站可研報(bào)告光伏陣列

光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及發(fā)電量計(jì)算100MW光伏網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目一期工程總規(guī)劃裝機(jī)規(guī)模50MWp，采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案。本工程共50個(gè)Wp發(fā)電單元。每10臺(tái)20kV升壓變壓器在高壓側(cè)并聯(lián)為1個(gè)聯(lián)合單元，5個(gè)聯(lián)合單元分別接入20kV開關(guān)站匯流母線，再由2回20kV出線送入附近10kV變電站。本工程光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏發(fā)電系統(tǒng)及并網(wǎng)系統(tǒng)組成。1系統(tǒng)方案選擇方案選擇應(yīng)綜合考慮：運(yùn)行可靠性技術(shù)成熟度未來技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等并結(jié)合電站區(qū)域的氣象條件地理環(huán)境施工條件交通運(yùn)輸?shù)葘?shí)際因素經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較選用適合大型并網(wǎng)光伏電站使用的解決方案。光伏發(fā)電系統(tǒng)方案類型智能光伏電站解決方案組網(wǎng)示意圖：傳統(tǒng)方案組網(wǎng)示意圖：初始投資分析智能光伏電站傳統(tǒng)方案對(duì)比無直流匯流箱；無逆變器房、無集裝箱及土建基礎(chǔ)；減少線纜用量；無通訊管理機(jī)；簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低施工難度，周期短；低成本逆變器；需要逆變器房或集裝箱；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備接線復(fù)雜，施工難度大，周期長(zhǎng)；持平或略低技術(shù)分析類型智能光伏電站解決方案?jìng)鹘y(tǒng)方案系統(tǒng)效率83%79%技術(shù)趨勢(shì)“硅進(jìn)銅退”、“全數(shù)字電站”“智能化”/可靠性IP65密封設(shè)計(jì)，自然散熱；無風(fēng)扇、熔絲等易損部件；系統(tǒng)單點(diǎn)故障對(duì)整體電站影響?。籌P54防護(hù)，風(fēng)冷，系統(tǒng)需要直流匯流箱、熔絲；工程施工與維護(hù)性系統(tǒng)簡(jiǎn)單，部件少，逆變器僅48Kg，施工簡(jiǎn)單，維護(hù)方便；成套復(fù)雜，需要逆變器房或者集裝箱，施工周期長(zhǎng)；維護(hù)技術(shù)要求高，需要專業(yè)人員維修；環(huán)境友好性噪聲29dB，無輻射逆變器機(jī)房、集裝箱散熱噪聲大系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單復(fù)雜綜合上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較智能光伏電站發(fā)電量高、長(zhǎng)期可靠性高，電網(wǎng)友好，環(huán)境友好，且與傳統(tǒng)方案初始投資持平，國(guó)內(nèi)外均有大規(guī)模應(yīng)用案例。綜合考慮以上各種因素，本項(xiàng)目推薦選用智能光伏電站解決方案。2太陽能電池組件選擇太陽能電池組件的選擇應(yīng)綜合考慮目前已商業(yè)化的各種太陽能電池組件的產(chǎn)業(yè)形勢(shì)技術(shù)成熟度運(yùn)行可靠性未來技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等并結(jié)合電站區(qū)域的氣象條件地理環(huán)境施工條件交通運(yùn)輸?shù)葘?shí)際因素經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較選用適合集中式大型并網(wǎng)光伏電站使用的太陽能電池組件類型。21太陽能電池組件類型21.1太陽能電池性能技術(shù)比較結(jié)合目前國(guó)內(nèi)太陽能電池市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和產(chǎn)能情況選取目前市場(chǎng)上主流太陽電池進(jìn)行技術(shù)比較，各類型電池主要性能如下表所示。表1 光伏電池分類匯表種類類型商用效率實(shí)驗(yàn)效率使用壽命能力償還時(shí)間生產(chǎn)成本優(yōu)點(diǎn)目前用圍晶硅電池單晶硅1517%24%25年2~3年高效率高技術(shù)熟中央電統(tǒng)獨(dú)立源民用費(fèi)市場(chǎng)多晶硅1315%20%25年2~3年較高效率高技術(shù)熟中央電統(tǒng)獨(dú)立源民用費(fèi)市場(chǎng)薄膜電池硅基5~7%13%20年2~3年較低弱光應(yīng)好成本對(duì)低民用費(fèi)市場(chǎng)中央電統(tǒng)碲化鎘5~8%16%20年2~3年相對(duì)較低弱光應(yīng)好成本對(duì)低民用費(fèi)市場(chǎng)銅銦鎵硒5~8%20%20年2~3年相對(duì)較低弱光應(yīng)好成本對(duì)低民用費(fèi)市場(chǎng)獨(dú)立源由上表可見晶硅類電池中單晶硅電池和多晶硅電池最大的差別是單晶硅電池的光電轉(zhuǎn)化效率略高于多晶硅電池也就是相同功率的電池組件單晶硅電池組件的面積小于多晶硅電池組件的面積兩種電池組件的電性能壽命等重要指標(biāo)相差不大若僅考慮技術(shù)性能在工程實(shí)際應(yīng)用過程中無論單晶硅電池還是多晶硅電池都可以選用晶硅類太陽能電池由于產(chǎn)量充足制造技術(shù)成熟產(chǎn)品性能穩(wěn)定使用壽命長(zhǎng)光電轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較高的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于大型并網(wǎng)光伏電站項(xiàng)目。非晶硅薄膜太陽能電池盡管有轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較低占地面積較大穩(wěn)性有待進(jìn)一步提高等缺點(diǎn)但隨著技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展由于制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單成本低、不需要高溫過程在弱光條件下性能好于晶硅類太陽能電池等突出的優(yōu)點(diǎn)非晶硅薄膜電池所占的市場(chǎng)分額逐漸增加。2.1.2太陽能電池性能經(jīng)濟(jì)性比較隨著光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步及市場(chǎng)的發(fā)展各類電池市場(chǎng)價(jià)格不斷下降根據(jù)目前光伏市場(chǎng)電池設(shè)備等最新報(bào)價(jià)情況以固定式安裝50MWp裝容量為基準(zhǔn)，對(duì)全部采用多晶硅太陽能電池組件（方案一、全部采用非晶硅薄膜太陽能電池組件（方案二）進(jìn)行比較。由于多晶硅組件價(jià)格較非晶硅組件價(jià)格昂貴方案一總投資較高方案二的總投資較低兩種方案中逆變系統(tǒng)升壓系統(tǒng)通信監(jiān)控系統(tǒng)變電工程房屋建筑工程等公共系統(tǒng)工程造價(jià)基本相同土地電池組件匯流電纜電池組件基礎(chǔ)及支架等費(fèi)用由于選用電池類型不同而有較大差別。多晶硅組件轉(zhuǎn)化效率比非晶硅高方案一工程占地面積較小方案二工程占地面積較大，電纜線路及電纜用量較大，場(chǎng)內(nèi)道路和防護(hù)林業(yè)相應(yīng)增加。根據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主流產(chǎn)品規(guī)格來看薄膜電池單塊組件容量在25Wp~50Wp之間多晶硅電池單塊組件容量在5Wp~300Wp之間在相同裝機(jī)容量下薄膜電池要比多晶硅電池所需組件數(shù)量多并聯(lián)路數(shù)匯流箱電池組件的基礎(chǔ)及支架、混凝土、鋼筋用量都會(huì)相應(yīng)增加。2.1.3太陽能電池類型的確定綜合上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方案一多晶硅電池成熟度較高效率穩(wěn)定國(guó)內(nèi)外均有較大規(guī)模應(yīng)用的實(shí)例但是多晶硅電池相對(duì)價(jià)格較高工程投資較大但隨著光伏產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展其硅片厚度和單位能耗持續(xù)降低其成本也在不斷下降方案二非晶硅電池相對(duì)價(jià)格較低總體投資小但國(guó)內(nèi)還未有大規(guī)模薄膜電池的應(yīng)用實(shí)例，技術(shù)成熟度較低，穩(wěn)定性較差。結(jié)合本工程的特點(diǎn)（1本工程區(qū)域位于海寧市海堤附近未利用土地土地費(fèi)用低土地費(fèi)用在整個(gè)工程造價(jià)中所占的比重較少而光伏電池組件的造價(jià)在工程造價(jià)中的比重相對(duì)較高（約60以上，所以有必要降低光伏電池組件價(jià)格以節(jié)省工程投資（2對(duì)于50MWp光伏電采用多晶硅光伏電池組件每瓦價(jià)格比采用單晶硅光伏電池組件能節(jié)省造價(jià)10%左右。綜合考慮以上各種因素，本項(xiàng)目推薦選用多晶硅光伏電池組件。22太陽能電池組件選型光伏電池組件是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件其各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的優(yōu)劣決定了整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能表征光伏電池組件性能的各項(xiàng)參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下組件峰值功率最佳工作電流最佳工作電壓短路電流開電壓最大系統(tǒng)電壓組件效率短路電流溫度系數(shù)開路電壓溫度系數(shù)峰值功率溫度系數(shù)輸出功率公差等光伏電池組件要求具有非常好的耐侯性能在室外嚴(yán)酷的環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，應(yīng)是市場(chǎng)主流產(chǎn)品，且獲得相關(guān)認(rèn)證。多晶硅太陽能電池組件的功率規(guī)格較多從5Wp到300Wp國(guó)內(nèi)均有產(chǎn)廠商生產(chǎn)，且產(chǎn)品應(yīng)用也較為廣泛。由于本工程裝機(jī)容量為20MWp，件用量大，占地面積廣組件安裝量大所以應(yīng)優(yōu)先選用單位面積功率較大的電池組件以減少占地面積節(jié)省線纜降低組件安裝量通過市場(chǎng)調(diào)查根據(jù)目前技術(shù)成熟的大容量電池組件規(guī)格，選定電池組件應(yīng)優(yōu)先選用單位面積容量大的電池組件，以減少占地面積降低組件安裝量初選電池組件規(guī)格為250Wp255Wp260Wp，其各種技術(shù)參數(shù)比較見下表。表2 各種組件的技術(shù)數(shù)及性能比較電池件號(hào)峰功率Wp)250255260最佳作流A)8.248.328.41最佳作壓V)38.438.738.9短路流A)8.798.888.98開路壓V)30.430.630.9最大統(tǒng)壓V)100010001000組件率13%16%19%短路流度數(shù)0.06K0.06K0.06K開路壓度數(shù)0.33/K0.33/K0.33/K用初選電池組件建成單位1MWp光伏電站方案進(jìn)行比較，見下表。表3 不同多晶硅電池件組成的1Wp方陣的案比較方案參數(shù)方案一方案二方案三組件值率Wp)250255260串聯(lián)量塊)4000392238471MP方并數(shù)量路)1.00001.00011.00021MP方組數(shù)量塊)250255260電站際裝量W)400039223847由以上兩表可以看出：采用250Wp組件組成MWp光伏陣列所使組件數(shù)量最少可以減少組件間連接點(diǎn)加快施工進(jìn)度且故障幾率減少接觸電阻小線纜用量少系統(tǒng)整體損耗相應(yīng)降低。250Wp組件的最佳工作流、最佳工作電壓、短路電流、開路電壓的綜合指標(biāo)較高。綜上所述選用250Wp多晶硅電池組件。本工程采用該容量等級(jí)的電池組件具體參數(shù)見下表。本工程擬建容量50MWp實(shí)際裝機(jī)50MWp。表44 25W多晶硅光電池技術(shù)參數(shù)表峰值率W）250開路壓oc）38.4短路流（s）8.79工作壓Vpp）30.4工作流（pp）8.24最大險(xiǎn)額值15A尺寸WH)1650990450重量kg)19.1最大統(tǒng)壓V)1000VC額定池作度T）462℃工作度40C~85CPm溫系數(shù)0.45Cc度數(shù)0.33Csc溫度系數(shù)0.06C正面大載荷540Pa背面大載荷240Pa3電池陣列的安裝方式設(shè)計(jì)31電池陣列的安裝方式選擇固定式安裝方式有一定的傾角安裝傾角的最佳選擇取決于諸多因素如地理位置、全年太陽輻射分布、直接輻射與散射輻射比例和特定的場(chǎng)地條件等。水平單軸跟蹤安裝方式通過其在東西方向上的旋轉(zhuǎn)以保證每一時(shí)刻太陽光與光伏電池板面的法線夾角為最小值，以此來獲得較大的發(fā)電量。傾斜單軸跟蹤安裝方式是在固定太陽能電池面板傾角的基礎(chǔ)圍繞該傾斜的軸旋轉(zhuǎn)追蹤太陽方位角，以獲取更大的發(fā)電量。雙軸跟蹤安裝方式通過其對(duì)太陽光線的實(shí)時(shí)跟蹤以保證每一時(shí)刻太陽光線都與太陽能電池板面垂直，以此來獲得最大的發(fā)電量。根據(jù)已建工程調(diào)研數(shù)據(jù)結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際工程條件以固定安裝式為基準(zhǔn)，對(duì)采用以上四種安裝方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下表所示：表4 不同安裝方式技經(jīng)濟(jì)參數(shù)表項(xiàng)目固定裝水平軸蹤傾斜軸蹤雙軸蹤發(fā)電量10018131136利用時(shí)數(shù)1541181.32010.52087.6安裝量20MW20MW20MW20MW安裝架價(jià)0.7元瓦1.8元瓦2.5元瓦5元瓦單位程態(tài)投資（元W）10200以為估算準(zhǔn))15001350015000靜態(tài)投資20400230002700030000資本內(nèi)收益率12.71.810.3410.27經(jīng)濟(jì)性1234根據(jù)以上對(duì)比分析本工程選用固定式安裝方式。由安裝方式比較表可知，固定式安裝方式在工程規(guī)模較大時(shí)綜合成本最低，占地面積最小且抗風(fēng)能力較好運(yùn)行維護(hù)的工作量最小因此本工程選用固定式安裝方式。32電池陣列的最佳傾角計(jì)算方陣安裝傾角的最佳選擇取決于諸多因素如地理位置全年太陽輻射分布直接輻射與散射輻射比例負(fù)載供電要求和特定的場(chǎng)地條件等對(duì)于固定軸式安裝電池陣列，其最佳傾角即光伏發(fā)電系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時(shí)的傾角。根據(jù)retscreen軟件計(jì)算結(jié)果，可得不同角度傾斜面上各月日平均太陽輻射量。表5固定安裝方式不同角度陣列面各月平均太陽輻射量kWh/m2d序號(hào)171819202122232425262728291月3.003.023.053.073.093.13.133.153.173.193.213.223.242月3.063.073.083.093.103.13.123.133.143.153.153.163.163月3.213.213.213.223.223.223.223.223.223.223.223.223.214月3.883.873.873.873.863.853.853.843.833.823.813.803.795月4.214.204.184.174.164.144.134.14.094.084.064.044.026月4.003.983.973.953.943.923.913.893.873.853.833.813.797月4.814.794.774.764.744.724.704.684.654.634.614.584.558月4.494.484.474.464.454.444.434.424.404.394.374.364.349月3.833.833.833.843.843.843.833.833.833.833.823.823.8110月3.543.553.563.583.593.603.613.623.633.633.643.653.6511月3.143.163.183.203.223.243.263.283.303.323.333.353.3612月3.153.183.213.243.273.293.323.353.373.403.423.443.46月均3.703.703.713.713.713.713.713.713.713.713.713.713.70從上表和上圖可以看出，傾角等于19~28°時(shí)全年接受到的太陽能輻射能量最大但為方便人工安裝后期維護(hù)及清理灰塵以及支架的穩(wěn)定性角度考慮，將安裝角度確定為9較為合適。安裝角度為19時(shí)月均太陽輻射量為3.71kWh/2.d。當(dāng)電池陣列采用19傾角安裝時(shí)，傾斜面上的各月平均太陽輻射量見下表。表6 最佳傾角各月平太陽輻射量MJ2)1月2月3月4月5月6月339.95310.56358.64418.00466.84428.697月8月9月10月1月12月532.75499.30414.16397.80343.55358.32電池陣列安裝方式如下圖所示。圖3 電池陣列安裝方示意圖4逆變器的選擇41逆變器的技術(shù)指標(biāo)逆變器也稱逆變電源是將直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能的變流裝置逆變器按輸入直流電源性質(zhì)分類，可分為電壓源型逆變器和電流源型逆變器。本工程并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變控制技術(shù)是有源逆變其運(yùn)行條件需依賴強(qiáng)大的電網(wǎng)支撐為了獲得更優(yōu)的控制性能并網(wǎng)逆變器采用輸出電流源的方式并網(wǎng)。對(duì)于逆變器的選型，通過以下幾個(gè)方面的指標(biāo)比較進(jìn)行選擇：1逆變器輸出效率大功率逆變器在滿載時(shí)效率必須在90或95%以上。中小功率的逆變器在滿載時(shí)，效率必須在85或90以上。即使工作在逆變器額定功率10的情況下，也要保證90（大功率逆變器）以上的轉(zhuǎn)換效率。2）逆變器輸出波形：為使光伏陣列所產(chǎn)生的直流電源逆變后向公共電網(wǎng)并網(wǎng)供電就必須對(duì)逆變器的輸出電壓波形幅值及相位等于公共電網(wǎng)一致實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)平滑電網(wǎng)供電。輸出電流波形良好，波形畸變以及頻率波動(dòng)低于門檻值。3）逆變器輸入直流電壓的范圍：要求直流輸入電壓有較寬的適應(yīng)范圍，由于太陽能光伏電池的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度的變化范圍比較大就要求逆變器在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)正常工作，并保證交流輸出電壓穩(wěn)定。4）可靠性和可恢復(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)過載能力及各種保護(hù)功能，如：逆變器自然散熱無外置風(fēng)扇等。逆變器主要技術(shù)指標(biāo)還有額定容量輸出功率因數(shù)額定輸入電壓電流；電壓調(diào)整率；負(fù)載調(diào)整率；諧波因數(shù)；總諧波畸變率；畸變因數(shù)；峰值子數(shù)等。4.2逆變器選型目前常用的逆變器有組串式逆變器集中型逆變器和微型逆變器從全球市場(chǎng)來看，組串式逆變器已占了光伏逆變器行業(yè)的主導(dǎo)地位。組串式逆變器組串式并網(wǎng)逆變器是基于模塊化的概念，即把光伏方陣中每個(gè)光伏組串輸入到一臺(tái)指定的逆變器中，多個(gè)光伏組串和逆變器又模塊化地組合在一起，所有逆變器在交流輸出端并聯(lián)，并網(wǎng)組串式逆變器應(yīng)用于地面電站，具有高發(fā)電量、高可靠性、安全性高、易安裝維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)在國(guó)際市場(chǎng)上最流行的逆變器。目前許多大型光伏電站使用組串式逆變器。主要優(yōu)點(diǎn)是不受組串間光伏電池組件性能差異和局部遮影的影響，可以處理不同朝向和不同型號(hào)的光伏組件，也可以避免部分光伏組件上有陰影時(shí)造成巨大的電量損失，提高了發(fā)電系統(tǒng)的整體效率。隨著電站的運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，組件不適配、衰減、虛接等原因，組件個(gè)體差異不斷增大，組件的精細(xì)化管理優(yōu)勢(shì)越發(fā)明顯，組串式發(fā)電量提升將會(huì)更加明顯。技術(shù)上的這些優(yōu)勢(shì)不僅降低了系統(tǒng)成本，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。例如對(duì)集中式電站來說，直流保護(hù)是永遠(yuǎn)但是又幾乎是無解的難題，有的電站采取了在匯流箱加防反二極管措施以解決故障擴(kuò)大化問題，但隨之帶來系統(tǒng)效率降低、匯流箱成本大幅上升問題，而組串式電站已在逆變器有強(qiáng)大的保護(hù)功能，并且天然的規(guī)避某一串直流短路能量倒灌問題，集中式最為頭痛的直流故障問題對(duì)組串式而言自然消失。另外施工成本方面，傳統(tǒng)的集中式地面電站不僅涉及PV組件、支架、逆變器、箱變、匯流及配電設(shè)備施工，還包含大量土建活動(dòng)，如地基制作，磚瓦逆變器房建造，整個(gè)項(xiàng)目建造成本較高，由于組串式逆變器沒有需要較大人力以及較長(zhǎng)工期的逆變房等土建建設(shè)，也減少了直流柜、集中式逆變器等需要專門車輛工具搬運(yùn)的大中型設(shè)備，電站工程施工難度降低、工期更短。集中式逆變器對(duì)環(huán)境適應(yīng)性要求高需要達(dá)到設(shè)備防塵和良好的通風(fēng)散熱條件實(shí)際運(yùn)維過程出現(xiàn)的產(chǎn)品故障率高同時(shí)對(duì)于工程維護(hù)技能要求高問題定位及解決周期長(zhǎng)、難度大導(dǎo)致電站運(yùn)維成本高。組串式電站利用逆變器本身的智能故障監(jiān)測(cè)直流保護(hù)等功能可以方便地實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維功能有異常時(shí)逆變器上報(bào)故障告警到中控室并且借助網(wǎng)管系統(tǒng)可精確定位到故障組串及其物理位置實(shí)現(xiàn)故障精確定位及快速排查能力在占用60％的直流故障排查上工作量可以降低到1/3以下。2）集中式逆變器集中逆變技術(shù)是若干個(gè)并行的光伏組串被連到同一臺(tái)集中逆變器的直流輸入端，一般功率大的使用三相的IGBT功率模塊，功率較小的使用場(chǎng)效應(yīng)晶體管，同時(shí)使用DSP轉(zhuǎn)換控制器來改善所產(chǎn)出電能的質(zhì)量，使他非常接近于正弦波電流。最大特點(diǎn)是系統(tǒng)的功率高，成本低，但由于不同光伏組串的輸出電壓、電流往往不完全匹配（特別是組件因多云、樹蔭、污漬等原因被部分遮擋時(shí)），采用集中逆變的方式會(huì)導(dǎo)致逆變過程的效率降低和電性能的下降。同時(shí)整個(gè)光伏系統(tǒng)的發(fā)電可靠性受某一光伏單元組工作狀態(tài)不良的影響。最新的研究方向是運(yùn)用空間矢量的調(diào)制控制以及開發(fā)信的逆變器的拓?fù)溥B接，以獲得部分負(fù)載情況下的高效率。3）微型逆變器在傳統(tǒng)的PV系統(tǒng)中，每一路組串型逆變器的直流輸入端，會(huì)由10塊左右光伏電池板串聯(lián)接入。當(dāng)10塊串聯(lián)的電池中，若有一塊不能良好工作，則這一串都會(huì)受到影響若逆變器多路輸入使用同一個(gè)MPPT那么各輸入也都會(huì)受到影響大幅降低發(fā)電效率在實(shí)際應(yīng)用中云彩樹木煙囪動(dòng)物灰，冰雪等各種遮擋因素都會(huì)引起上述因素，情況非常普遍。而在微型逆變器的PV系統(tǒng)中每一塊電池板分別接入一臺(tái)微型逆變器當(dāng)電池板中有一塊不能良好工作則只有這一塊都會(huì)受到影響其他光伏板都將在最佳工作狀態(tài)運(yùn)行使得系統(tǒng)總體效率更高發(fā)電量更大在實(shí)際應(yīng)用中若組串型逆變器出現(xiàn)故障則會(huì)引起幾千瓦的電池板不能發(fā)揮作用，而微型逆變器故障造成的影響相當(dāng)之小。本工程安裝容量50mwp，可不考慮微型逆變器。本工程場(chǎng)址地形狹長(zhǎng)，組件分布相對(duì)分散采用集中式逆變器時(shí)系統(tǒng)主要包括光伏組件直流電纜直流匯流箱直流配電柜逆變器交流線纜逆變器房升壓變壓器電網(wǎng)而采用組串式逆變器時(shí)系統(tǒng)包括組件直流電纜逆變器交流線交流匯流箱升壓變壓器和電網(wǎng)系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單系統(tǒng)效率更高組串式相對(duì)于集中式在電站25年生命周期不僅能帶來發(fā)電量高，更能有效解決光伏電站售后交付和運(yùn)維中長(zhǎng)期存在的煩惱組串式解決方案無論在初期運(yùn)維還是后期運(yùn)維上都有著明顯優(yōu)勢(shì)組串式解決方案通過精細(xì)化管理和智能化管理顯著提高了電站建設(shè)和運(yùn)維水平因此本工程綜合考慮國(guó)內(nèi)外光伏并網(wǎng)逆變器各種型號(hào)產(chǎn)品經(jīng)比較，逆變器選擇28KW組串式逆變器。28kW逆變器的主要術(shù)參數(shù)如下表所示。表7 逆變器主要技術(shù)數(shù)技術(shù)參數(shù)SUN2000-28KTL效率最高效率98.7%歐洲效率98.4%輸入最大輸入功率28200W最大輸入電壓1000V最大輸入電流（每路MPPT）18A最低工作電壓200VMPP電壓范圍480V~800V額定輸入電壓680V最大輸入路數(shù)6MPPT數(shù)量3輸出輸出功率27500VA額定輸出電壓3×277V/480V+PE輸出電壓頻率50Hz/60Hz最大輸出電流33.5A功率因數(shù)0.8超前...0.8滯后最大總諧波失真＜3%保護(hù)輸入直流開關(guān)支持防孤島保護(hù)支持輸出過流保護(hù)支持輸入反接保護(hù)支持組串故障檢測(cè)支持直流浪涌保護(hù)類型Ⅱ交流浪涌保護(hù)類型Ⅱ絕緣阻抗檢測(cè)支持RCD檢測(cè)支持顯示與通信顯示圖形化LCDRS485支持USB支持常規(guī)參數(shù)尺寸（寬×高×厚）520×610×255mm重量48kg工作溫度-25°C~60°C冷卻方式自然對(duì)流最高工作海拔3000m相對(duì)濕度（無冷凝）0~100%輸入端子AmphenolH4輸出端子AmphenolC16/3防護(hù)等級(jí)IP65夜間自耗電<1W拓?fù)錈o變壓器噪音指數(shù)29dB質(zhì)保5年標(biāo)準(zhǔn)10/15/20/25年可選滿足的標(biāo)準(zhǔn)安規(guī)/EMCEN61000-6-2,EN61000-6-3,EN61000-3-2,EN61000-3-3,EN61000-3-11,EN61000-3-12,EN/IEC62109-1,EN/IEC62109-2并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)VDE0126-1-1,BDEW2008,CGC/GF004:2011,GB/T19964-2012,G59/3,UTEC1712-15太陽能電池陣列設(shè)計(jì)5.1并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)1）太陽能電池組串由幾個(gè)到幾十個(gè)數(shù)量不等的太陽能電池組件串聯(lián)起來其輸出電壓在逆變器允許工作電壓范圍之內(nèi)的太陽能電池組件串聯(lián)的最小單元稱為太陽能電池組串。2）太陽能電池組串單元布置在一個(gè)固定支架上的所有太陽能電池組串形成一個(gè)太陽能電池組串單元。3）陳列逆變器組由若干個(gè)太陽能電池組串與一臺(tái)并網(wǎng)逆變器及相應(yīng)匯流設(shè)備構(gòu)成一個(gè)陣列逆變器組，也稱光伏發(fā)電單元。4）太陽能電池子方陣一個(gè)或若干陣列逆變器組組合形成一個(gè)太陽能電池子方（光伏發(fā)電分系統(tǒng)。5）太陽能電池陣列由一個(gè)或若干個(gè)太陽能電池子方陣組合形成一個(gè)太陽能電池陣列。5.2系統(tǒng)方案總布置本工程共100個(gè)500kp發(fā)電單元每個(gè)發(fā)電單元采用1臺(tái)20kV升壓變壓器升壓至20kV，每10臺(tái)20kV升壓變壓器在高壓側(cè)并聯(lián)為1個(gè)聯(lián)合單元，5個(gè)聯(lián)合單元分別接入20kV開關(guān)站匯流母線，再由2回20kV出線送附近10kV變電站。5.3光伏電站電池陣列設(shè)計(jì)5.3.1太陽能電池組件的串、并聯(lián)設(shè)計(jì)太陽能電池組件串聯(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電池組件允許的最大系統(tǒng)電壓所確定太陽能電池組串的并聯(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路的損耗，同時(shí)還可減少匯流設(shè)備和電纜的用量。本工程所選28kW逆器的最高允許輸入電壓Vdmax為1000V輸入電壓MPPT工作范圍為48V800V250Wp多晶硅電池組件開路電壓38.4V最佳工作點(diǎn)電壓30.4V、開路電壓溫度系數(shù)0.33/K。經(jīng)計(jì)算得出：串聯(lián)多晶硅太陽能電池?cái)?shù)量N為：16≤N≤24。綜合考慮支架承重抗風(fēng)能力光伏組件整體布置以及50kW逆變的允許串聯(lián)組件數(shù)量，本工程N(yùn)取20。則固定式安裝每一路多晶硅組件串聯(lián)的額定功率容量計(jì)算如下：P（N）＝250Wp×205000Wp；對(duì)應(yīng)于所選28kW逆器的額定功率計(jì)算，需要并聯(lián)的路數(shù)：N＝27.5/5＝5路。5.3.2太陽能電池組串單元的排列方式一個(gè)太陽能電池組串單元中太陽能電池組件的排列方式有多種以接線簡(jiǎn)單線纜用量少、施工復(fù)雜程度低及運(yùn)行期維護(hù)方便為原則。將20塊組件分成10份每份2塊將每份中2塊組件疊加后串接然后將10份組件順次連接單塊組件順次連接。5.3.3太陽能電池陣列行間距的計(jì)算本工程太陽能晶體硅電池方陣系統(tǒng)采用固定軸支架系統(tǒng)，需要考慮行間距，行間距按照按太陽高度角最低時(shí)的冬至日仍保證組件上有足夠的日照時(shí)間同時(shí)相鄰兩行支架不會(huì)在組件上產(chǎn)生陰影所需要的最小行間距根據(jù)上述計(jì)算本項(xiàng)目整體系統(tǒng)采用南北方向固定傾角19排布根據(jù)項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐那闆r建立支架系統(tǒng)模型，模擬實(shí)時(shí)的光照及陰影狀況。當(dāng)光伏電站進(jìn)行前后排布太陽能電池方陣時(shí)需要計(jì)算前排方陣的陰影以確定方陣間的距離一般確定原則冬至當(dāng)天9:00~15:00太陽能電池方陣不應(yīng)被遮擋。光伏方陣陣列間距或可能遮擋物與方陣底邊垂直距離應(yīng)不小于D。D0.707H/tan〔arsin(0.648osΦ0.399sinΦ)〕其中H為光伏板斜面最高點(diǎn)距地面長(zhǎng)度；D為兩排方陣之間的距離；Φ為緯度。計(jì)算得出D2m。6年上網(wǎng)電量預(yù)測(cè)61太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)效率分析1）光伏溫度因子光伏電池的效率會(huì)隨著其工作時(shí)的溫度變化而變化。當(dāng)它們的溫度升高時(shí)，不同類型的大多數(shù)光電池效率呈現(xiàn)出降低趨勢(shì)。折減因子取96。2）光伏陣列的灰塵損耗由于光伏組件上有灰塵或積水造成的污染經(jīng)統(tǒng)計(jì)經(jīng)常受雨水沖洗的光伏組件其影響平均在2~4%之間無雨水沖洗較臟的光伏組件其影響平均在8~10之間。本項(xiàng)目考慮霧霾、沙塵影響，污染的折減因子取95。3）逆變器的平均效率目前28kA容量的并網(wǎng)光伏逆變器的平均效率為97.5左右。4）光伏電站內(nèi)用電、線損等能量損失初步估算光伏陣列直流配電損耗約為1.5%；20kV升壓變壓器平均損耗1.2；其他損耗0.3%。其配電綜合損耗系數(shù)為97。5）機(jī)組的可利用率雖然太陽能電池的故障率極低但定期檢修及電網(wǎng)故障依然造成的損失固定安裝方式其系數(shù)取1，光伏發(fā)電系統(tǒng)的可利用率為99。6）太陽能電池板差異性損耗3，利用率97。7）早晚不可利用輻射損失3，利用率97%。綜合以上各折減系數(shù)，固定式多晶硅電池陣列系統(tǒng)的綜合效率約為80。62年理論發(fā)電量計(jì)算根據(jù)所選工程代表年最佳傾斜面上各月平均太陽總輻射量可得出本工程月及年峰值日照小時(shí)數(shù)將太陽能電池組件所在平面上某段時(shí)間中能接收到的太陽輻射量轉(zhuǎn)換為1000W/2條件下的等效小時(shí)數(shù)稱峰值日照小時(shí)數(shù)。若太陽能電池組件在1h中接收到的太陽輻射量為1MJm由以上峰日照小是定義，可得：故若太陽能電池組件在1h中