关于光伏电站电气设计的研究和应用刘舜章

发表时间：2017-11-27T12:40:09.987Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：刘舜章[导读] 摘要：社会的繁荣发展离不开能源的支持，然而目前的石油、煤炭等传统能源面临着严峻的供需问题，阻碍了社会的可持续发展。 (武汉烽火富华电气有限责任公司湖北武汉 430070) 摘要：社会的繁荣发展离不开能源的支持，然而目前的石油、煤炭等传统能源面临着严峻的供需问题，阻碍了社会的可持续发展。面对能源短缺的问题，各国都加大了科技研发的力度，试图开发新型能源。光伏发电具有高效、环保、可再生等特点，我国的光伏发电技术经过多年的发展，已经取得了阶段性的成效，因此应当把光伏发电作为开发研究的重点。本文将具体探讨光伏电站电气设计的研究和应

用，希望给相关人士提供一些参考。

关键词：光伏发电；设备选择；电气设计引言

随着社会不断进步，光伏发电技术迅猛发展，光伏电站建设步伐持续加快。随之，分布式光伏电站并网工程层出不穷，可以有效缓解能源紧张、用电需求量日渐增加间的矛盾，促进不同行业与领域健康稳定发展。

1 国内外现状

有资料表明到2050年，美国电力供给的80％将来自可再生能源，其中光伏总装机将达到300GW，占总电力装机的27％。预计到2030年美国国内50％的居民用电来自太阳能，相当于l 00GW装机容量。我国光伏产业在近几年发展得非常迅猛，组件产量全球份额过半，光伏发电工程如雨后春笋般遍地开花。2015年我国明确了今后能源发展的总体方略、行动纲领和行动计划。计划到2020年，非化石能源占一次能源消费比重达到15%，天然气比重达到10%以上，煤炭消费比重控制在62%以内。加快发展太阳能发电势在必行，有资料表明，我国计划到2020年光伏装机累计达到150GW，其中地面电站70GW，分布式80GW。在这种情况下，完善和提高我国光伏电站的设计水平，己成为光伏电站要进一步发展的大形势下的一个迫切的需求。

2 光伏电站并网发电的基本工作原理

利用太阳能组件接收太阳光能量产生直流电，通过逆变器和汇流箱的组合，把直流电转变为交流电，再通过变配电设备设施后，将其并入合适电压的电网。当然，还可以不通过变配电设备设施直接给负荷供电，配合装有蓄电池组用于储存多余的电能，待光伏组件不能提供电能时，由蓄电池组通过逆变器向负荷提供电能，这样的方式称之为独立光伏电站。笔者研讨的是光伏电站并网发电方式。光伏电站具有容量可大可小、易于分散、布置灵活多变、建成后运维工作量小、易实现自动控制、不消耗煤炭、石油、天然气等不可再生能源、不产生废气、废水污染环境等特点，使得其成为当今世界新型能源的突出代表，得到了广泛的应用和发展。容量从当初的几瓦、几十瓦发展到现在的10MW?20MW甚至更大。作为大电网、电厂集中提供电能的补充部分，光伏电站将成为新一代能源体系的重要组成部分，从而走向未来更为广阔的发展空间。

3 光伏电站电气设计 3.1 逆变器的选型

逆变器技术结构一共有三种类型，分别是集中式逆变器、组串式逆变器和组件式逆变器。第一是集中式逆变器，其优点是效率较高，成本较低，大型的集中逆变器可以联网，减少输电损耗，提高发电效率。第二是组串式逆变器，其优点是增加了发电量，减少阳光阴影带来的损失。第三是组件式逆变器，优点是应用范围比较大，缺点是铭牌容量较小。综合上述三种逆变器类型，我国市场上应用最多的集中型逆变器。光伏逆变器是光伏并网发电系统的技术核心，决定系统整体方案的设计决定系统整体寿命的长短决定系统整体效率的高低决定系统故障率的高低决定系统智能化的高低。根据光伏逆变器与系统连接方式分类1）集中型逆变器（单机功率≥100Kw）；2）组串型逆变器（分单相和三相输出，经常使用的单机功率为50KW）；3）微型逆变器（与单件组件配合使用，单机功率≤350W）。

3.2 光伏汇流箱

光伏汇流箱分为交流汇流箱和直流汇流箱。

（1）交流汇流箱。交流汇流箱有二路、四路、六路和八路等多种汇流形式。汇流箱应具备以下特点：a.同时可接入 6 路或 8 路输入，每路设置专用断路器，输出总线设置隔离开关并配置熔断器；b.配有专用防雷浪涌器；汇流箱内配有监测装置，可以实时监测每个输入输出回路的通断状态及防雷器的状态等。（2）直流汇流箱；直流汇流箱分别装有九路、十二路和十六路汇流检测单元。直流汇流箱应安装在汇入汇流箱的各条支线路的中间位置。安装前应检查汇流箱内各种器件的完好性、接线的完整性，所有开关和熔丝都在断开位置。用绝缘摇表1 000 V测试正负极对地绝缘不小于20 MΩ。直流汇流箱可以利用支架加焊横梁安装，高度以底部距地面1 m左右为准，横平竖直，固定牢靠。

3.3 电气计算

首先，应该确定集电线路的初步方案。比如一个装机容量20MWp的光伏电站，并网电压35kV。在光伏阵列的选件上，可以选用容量为1000kVA的升压变压器，将逆变器的输出电压升到35kV，然后将电流汇流到开关站的母线。20MWp光伏阵列的每个分阵，都可以采用首尾串接的方式并入电线路。在箱变高压测，应该设置高压负荷开关，避免一个方阵的分合对其他方阵的正常运行产生不利影响。其次，应该对35kV的开关站进行电器计算。开关站一般布置在地势较为平缓的地段，如光线较少遮挡的山顶，这样可以减少土方量，便于线路的接入。在选择电气主接线时，应该分为低压站用电压和高压站用电压两级电压，经过两回集电线路汇集电能之后，将电能发送到35kV的开关站，然后再通过35kV的单回架空出线接入变电站。在35kV系统中，主要采用单母线主接线方式，母线是由一次性建成的，在母线上面设有六面柜，分别是架空出线柜、电缆进线柜、无功补偿馈线柜、变压器出线柜和母线PT柜，这六个柜分别步骤在母线的六面。在计算35kV侧电容电流计算时，已经集电线路电缆总长度，按照集电线路侧电网单相接地的电容电流计算公式，可以得到Ic1=0.1×UexL，带入数字计算，可以求出电缆线路Ic1的值。然后根据开关站35kV的出现接入变电站的线路是架空还是电缆连接，估算出并出线路的单相接地电容电流Ic2=UexL/350。然再附加电网的单相接地电容电缆，最后Ic=1.13x（Ic1+Ic2）。在选择35kV的测消弧线圈和接地站用变容量时，需要计算消弧线圈的容量，和接地兼站用变压器的容量。按照设计的手册，在计算容量之后应该采用站用接地变成套装置，布置在接地变及消弧线圈的间隔内。

3.4 保护装置

3KW屋顶分布式光伏电站设计方案解析

Xxx市XX镇xx村3.12KWp分布式电站设计方案设计单位： xxxx有限公司编制时间： 2016年月

目录 1、项目概况................................................ - 2 - 2、设计原则................................................ - 3 - 3、系统设计................................................ - 4 - （一）光伏发电系统简介.................................... - 4 - （二）项目所处地理位置..................................... - 5 - （三）项目地气象数据....................................... - 6 - （四）光伏系统设计......................................... - 8 - 4.1、光伏组件选型....................................... - 8 - 4.2、光伏并网逆变器选型................................. - 9 - 4.3、站址的选择......................................... - 9 - 4.4、光伏最佳方阵倾斜角与方位.......................... - 11 - 4.5、光伏方阵前后最佳间距设计.......................... - 12 - 4.6、光伏方阵串并联设计................................ - 13 - 4.7、电气系统设计...................................... - 13 - 4.8、防雷接地设计...................................... - 14 - 4、财务分析............................................... - 18 - 5、节能减排............................................... - 19 - 6、结论................................................... - 20 -

光伏电站电气二次系统设计

电气二次 1.4. 2.1电站二次设计原则（1）电站以1回110kV出线接至220kV海东变。电站的调度管理方式暂定由大理市调度中心调度。电站按“少人值守”的方式进行设计，采用微机监控装置，可以实现遥控、遥测、遥信，按电网要求配置监测点等。（2）电站监控系统采用以计算机监控系统为基础的集中监控方案。（3）综合自动化系统采用开放式分层分布系统结构。计算机监控系统应能满足全站安全运行监视和控制所要求的全部设计功能。控制室设置计算机监控系统的值班员控制台。整个光伏发电站安装一套综合自动化系统，具有保护、控制、通信、测量等功能，可实现光伏发电系统及配电室的全功能综合自动化管理，实现光伏发电站与地调端的遥测、遥信功能及发电公司的监测管理。本工程110kV设备、35kV配电装置、升压变、站用电源、逆变器等控制均纳入综合自动化计算机控制系统。控制电源为直流220V。计算机监控系统置主控站，一个当地监控主站和一个远方调度站，实现就地和远方（电网调度）对光伏电站的监视控制，其控制操作需互相闭锁。 1.4. 2.2电气微机监控系统控制范围（1）计算机监控系统站级控制层操作控制操作控制指运行人员在单元控制室操作员工作站上调出操作相关的设备图后，通过操作键盘或鼠标，就可对需要控制的电气设备发出操作指令，实现对设备运行状态的变位控制。纳入控制的设备有： 110kV断路器、隔离开关等电气设备的分、合闸；主变器有载调压。 35kV断路器的分、合闸；就地发电子系统逆变器低压断路器的分、合闸；操作控制的执行结果反馈到相关设备图上。其执行情况也产生正常(或异常)执行报告。执行报告在操作员工作站上予以显示并打印输出。（2）计算机监控系统间隔级控制层控制当计算机监控系统站级控制层停运或故障时，间隔级控制层能独立于站级控制层控制。站级控制层和间隔级控制层的控制不得同时进行，在软件作相应的闭锁配置，并设有远方/

光伏电站电气一次设计研究

光伏电站电气一次设计研究发表时间：2018-12-17T17:01:03.857Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：王重洋王阳李博 [导读] 摘要：光伏发电是目前最具开发价值的可再生能源之一，在我国得到了快速的发展。陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安 710001 摘要：光伏发电是目前最具开发价值的可再生能源之一，在我国得到了快速的发展。本文重点分析了光伏电站电气的一次设计。关键词：光伏电站；电气；一次设计；随着经济社会的发展，对电力的需求也在逐渐加大，光伏电站也有了一定的进步，对满足人们生活有着一定的意义。同时，开发利用可再生资源已成为我国缓解能源供需矛盾、减轻环境污染、调整能源结构的重要举措，建设光伏电站对实现可持续发展的能源战略起到积极的促进作用。一、光伏电站简介 1、概述。光伏电站是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统，其可分为带蓄电池的独立发电系统和不带蓄电池的并网发电系统。光伏电站是目前属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。 2、工作原理。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应，而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池，太阳能电池经过串联后进行封装保护，可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件形成光伏发电装置。太阳能光伏组件将直射太阳光转化为直流电，光伏组串通过直流汇流箱并联接入直流配电柜，汇流后接入逆变器直流输入端，将直流电转变为交流电，逆变器交流输出端接入交流配电柜，经交流配电柜直接并入用户侧。 3、优点。①无枯竭危险；②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；⑤能源质量高；⑥建设周期短，获取能源花费的时间短。二、光伏电站电气系统 1、太阳电池组件的选型。太阳电池组件的类型一共有三种，分别是晶体硅太阳电池、薄膜太阳电池和非晶硅太阳电池，这三种电池各具优缺点。第一是晶体硅太阳电池，优点是成熟稳定、安全可靠，而且应用的范围较为广泛。晶体硅电池包括单晶硅和多晶硅电池，价格合理，效率较高。而晶体硅的缺点是，在光照和大气环境下，电池会出现能量衰竭的情况。第二是薄膜太阳电池，优点是高效低廉，性能稳定，缺点是原料稀缺，对大规模生产产生制约。第三是非晶硅太阳电池，优点是在弱光下，性能较好，缺点是电池转换的效率较低。综合上述三种电池类型，我国选择较多的是晶体硅太阳电池组件。 2、光伏汇流箱。方阵连接盒是连接太阳电池方阵和逆变器专用器件，主要功能有太阳电池过载保护、雷击保护、过压保护、多路太阳能方阵并联等功能。在设计选型时，重点要求箱体结构、光伏组串过流保护、防雷、通信、显示功能、外壳防护等级、安全、浪涌、环境要求、温升等方面的因素。 3、逆变器的选型。逆变器技术结构一共有三种类型，分别是集中式逆变器、组串式逆变器和组件式逆变器。第一是集中式逆变器，其优点是效率较高，成本较低，大型的集中逆变器可以联网，减少输电损耗，提高发电效率。第二是组串式逆变器，其优点是增加了发电量，减少阳光阴影带来的损失。第三是组件式逆变器，优点是应用范围比较大，缺点是铭牌容量较小。综合上述三种逆变器类型，我国市场上应用最多的是集中型逆变器。 4、交直流配电柜。在光伏电站电气系统中，交直流配电柜的输入端与光伏电站电气系统中的直流汇流箱相连接，其输出端则与光伏电站电气系统中的逆变器相连接。在具体的发电过程中，交直流配电柜其中的直流配电单元，实现了与光伏组件输入的直流电源的汇流，之后再将其接入到逆变器中。这个装置，基本上相当于光伏电站电气系统的二级汇流装置。此外，交直流配电柜还包括其他单元，如防反二极管、直流输入短路器、光伏防雷器。并且交直流配电柜在具体的使用中，还具有一些优势，如布线简单、操作简单、维护方便、系统可靠、安全性能好等。三、光伏电站电气一次设计研究 1、光伏电站主要接线设计 1）升压变接线设计。在具体设计过程中，受逆变器容量大小的影响，需要将光伏组件与逆变器相互连接，使之成为最小发电单元。在具体设计过程中，主要有三种形式，即发电机与双绕组变压器之间的单元接线、发电机和双绕组变压器之间的扩大单元接线、发电机和双分裂绕组变压器之间的扩大单元接线。这三种接线设计形式中，发电机-双分裂绕组变压器扩大单元接线，不但减少了相互间的电磁干扰及环流影响，还提高了输电的质量，是最为推荐的一种接线设计方式。 2）光伏电站集电线路连接方式。在光伏电站电气一次设计研究中，光伏电站集电线路的连接方式主要有两种，即电压等级选择、单元分组连接方式设计。在设计的过程中，电路电压等级的选择主要有10kw和35kw两种方案，以及链形、环形和星形三种设计形式。电路电压等级设计过程中，必须要结合场区的面积大小、光伏场区内是否有遮挡太阳光的建筑物。在设计中，如果选择直接的方式接入到升压站，就会由于电缆截面过大，与安装要求不相符合。因此，为了减少安装中出现的耗损，并使整个安装过程更加简单，在设计中就必须要升高电压，使其达到10kw或35kw，才能接入到升压站中。在对发电单元分组连接方式设计中，应充分考虑投资成本。目前，从我国光伏电站电气设计中发现，链形连接由于结构简单、成本不高，是最主要的设计方式。 3）升压站主接线设计。升压站主接线设计过程中，要注意两个关键点，即升压站的电压等级及电力系统的位置。并据此选择出一种有效的连接方式，使其与升压站在系统中地位和作用相互适应，以保证电网的安全、可靠。 2、设备配置。光伏系统中的设备和部件应按照系统设计整体要求来选择，其性能应符合国家和行业的标准，产品应通过国家认证机构的认证。设备配置如下：光伏组件选择；光伏接线（汇流）箱；光伏配电柜（交、直流）；逆变器选择；变压器；蓄电池及充电控制器（独立系统）；综合自动保护系统；开关柜；SVG设备；户外成套设备（AIS）；光伏系统监测装置。 3、光伏电站中性点接地。光伏电站中性点接地设计，具有很强的综合性。因此，在针对中性点接地的具体设计过程中，要保证设计方式与和电压等级、过电压水平、保护配置等之间有一个密切的关系，使其作用于整个电力系统的运行，并保障电网系统在发生故障后能快

屋顶分布式光伏电站设计及施工方案范本

屋顶分布式光伏电站设计及施工方案

设计方案恒阳 6 月

1、项目概况一、项目选址本项目处于山东省聊城市，位于北纬35°47’~37°02’和东经115°16’~116°32 ‘之间。地处黄河冲击平原，地势西南高、东北低。平均坡降约1/7500，海拔高度27.5-49.0米。属于温带季风气候区，具有显著的季节变化和季风气候特征，属半干旱大陆性气候。年干燥度为1.7-1.9。春季干旱多风，回暖迅速，光照充分，太阳辐射强；夏季高温多雨，雨热同季；秋季天高气爽，气温下降快，太阳辐射减弱。年平均气温为13.1℃。全年≥0℃积温4884—5001℃，全年≥10℃积温4404—4524℃，热量差异较小，无霜期平均为193—201天。年平均降水量578.4毫米，最多年降水量为1004.7毫米，最少年降水量为187.2毫米。全年降水近70%集中在夏季，秋季雨量多于春季，春季干旱发生频繁，冬季降水最少，只占全年的3%左右。光资源比较充分，年平均日照时数为2567小时，年太阳总辐射为120.1—127.1千卡/cm^2，有效辐射为58.9—62.3千卡/cm^2。属于太阳能资源三类可利用地区。

结合当地自然条件，根据公司要求的勘察单选定站址，并充分考虑了以下关键要素： 1、有无遮光的障碍物（包括远期与近期的遮挡） 2、大风、冬季的积雪、结冰、雷击等灾害本方案屋顶有效面积60m2，采用260Wp光伏组件24块组成，共计建设6.44KWp屋顶分布式光伏发电系统。系统采用1台6KW光伏逆变器将直流电变为220V交流电，接入220V线路送入户业主原有室内进户配电箱，再经由220V线路与业主室内低压配电网进行连接，送入电网。房屋周围无高大建筑物，在设计时未对此进行阴影分析。 2、配重结构设计根据最新的建筑结构荷载规范GB5009- 中，对于屋顶活荷载的要求，方阵基础采用C30混凝土现浇，预埋安装地角螺栓，前后排水泥基础中心

200KW分布式光伏电站技术方案

200KW 分布式光伏电站技术方案 2015 年3 月19 日

目录目录 (1) 一、项目概况 (2) 项目地点及建设规模................................................................ (2) 项目地理位置................................................................ (2) 并网接入................................................................... ....................................... 2 二、项目场址太阳能资源................................................................... ......................... 2 三、光伏电站系统设计................................................................... .. (3) 并网光伏系统原理................................................................ (3) 电站总体规划................................................................ (3) 光伏发电系统设计................................................................ (4) 设计原则............................................................. (4) 发电系统图............................................................. (4) 光伏系统主要配件................................................................ (5) 光伏组件............................................................. (5) 并网逆变器............................................................. (6) 组件安装支架................................................................ (7)

光伏电站电气设计的研究与应用

光伏电站电气设计的研究与应用发表时间：2017-10-23T21:09:10.747Z 来源：《电力设备》2017年第16期作者：（山东省莒县供电公司） [导读] 摘要：社会经济的繁荣发展依靠能源的支持，然而目前的石油、煤炭等传统一次性能源面临着严峻的供需问题，阻碍了社会的可持续发展。（山东省莒县供电公司）摘要：社会经济的繁荣发展依靠能源的支持，然而目前的石油、煤炭等传统一次性能源面临着严峻的供需问题，阻碍了社会的可持续发展。面对能源短缺的问题，各国都加大了科技研发的力度，大力开发新型能源。光伏发电具有高效、环保、可再生等特点，我国的光伏发电技术经过多年的发展，已经取得了阶段性的成效，因此应当把光伏发电作为开发研究的重点。本文主要针对光伏电站电气设计的研究和应用做简要分析。关键词：光伏电站；电气设计；研究；应用 1.太阳电池组件和逆变器的设计 1.1太阳电池组件的选型太阳电池组件的类型一共有三种，分别是晶体硅太阳电池、薄膜太阳电池和非晶硅太阳电池，这三种电池各具优缺点。第一是晶体硅太阳电池，优点是成熟稳定、安全可靠，而且可应用的范围较为广泛。晶体硅电池包括单晶硅和多晶硅电池，价格合理，效率较高，目前单晶硅与多晶硅价格差距越来越小，工程实例中二者占比差也越来越小。而晶体硅的缺点是，在光照和大气环境下，电池会出现转换能量衰竭的情况。第二是薄膜太阳能电池，优点是高效且性能稳定，缺点是原料稀缺，价格偏高，对大规模生产产生制约。第三是非晶硅太阳电池，优点是在弱光下，性能仍然较好，缺点是电池转换的效率较低。综合上述三种电池类型，我国选择较多的是晶体硅太阳电池组件。 1.2逆变器的选型逆变器技术结构有三种类型，分别是集中式逆变器、组串式逆变器和组件式逆变器。第一是集中式逆变器，其优点是效率较高，成本较低，大型的集中逆变器可以联网，减少输电损耗，提高发电效率。第二是组串式逆变器，其优点是增加了发电量，减少阳光阴影带来的损失。第三是组件式逆变器，优点是应用范围比较大，缺点是铭牌容量较小。综合上述三种逆变器类型，我国市场上应用最多的集中型逆变器。 2.光伏阵列布置方案设计 2.1逆变器布置方案在布置逆变器的过程中，可以采用以下几种布置方案：第一种方案是采用1MW逆变器单元，与两个500kWp太阳电池方阵相连，形成一个1MWp的光伏子方阵。两个500kWp的太阳电池方阵经过汇流箱，与2×500kW的逆变器相连，可以实现对光伏阵列的布置。第二种方案是采用500kW的逆变器，与一个500kWp的太阳电池组件相连，输出35kV的交流电。500kW的太阳电池方阵经过汇流箱和500kW的逆变器相连接，最终可以构成0.5MWp光伏的光伏子方阵。将两种方案进行对比，可以发现二者具有不同的优缺点：第一种方案便于安装和管理，发生故障的几率较小，经济效益较好，但是线损比较高。第二种方案便于布置，线损比较低，但是故障发生的几率较大，经济效益较低。因此，在光伏电站电气设计的应用中，一般采用第一种方案。 2.2光伏阵列分层结构首先，光伏阵列的分层结构包括光伏发电单元系统。将一定容量的太阳电池方阵，和一台匹配太阳电池方阵容量的逆变器连接，二者所构成的发电系统，可以称为光伏发电的单元系统。其次，光伏阵列的分层结构包括光伏发电分系统。将一台箱式的升压变压器和另一台逆变器相连接，二者所构成的发电系统被称为光伏发电的分系统。再次，光伏阵列的分层结构包括光伏电站。将许多台箱式变压器相互连接，在接入电网之后所形成的发电系统被称为光伏电站。在光伏电站中，一般采用500kW的逆变器和315V/35kV（或10kV）的箱式升压变压器，以满足光伏电站的发电需要。 2.3光伏阵列电气系统首先，光伏阵列电气系统包括直流发电系统。光伏阵列直流发电系统中，有太阳电池组件、汇流箱、逆变器和配电柜等等，在发电的过程中，太阳电池组件经过光伏作用，把太阳能转化成为电能。在转换电能时，一般采用多晶硅太阳电池组件构成的太阳电池阵列。其次，光伏阵列电气系统包括交流输出系统。光伏阵列交流输出系统中，有电缆、开关柜等等，逆变器采用了最大功率跟踪的技术，可以实现直流电转换成交流电的效率最大化，使输出的电能符合电网的需求。在转换电能的过程中，控制器和外部的传感器连接，动态监测外部的日常环境和光伏阵列的运行情况，保证光伏阵列的正常运行。光伏阵列和发电分系统之间没有直接的电气联系，这样一来，当光伏发电的分系统出现问题，光伏阵列并不会出现运行停止的状况，方便检修人员对光伏发电分系统进行维护的检查。在光伏组件的选择上，可以减少光伏组件的块数，进而减少光伏电缆的数量，将工程投入成本限制在一定的范围之内，提高分系统的发电效率。 3浅析主要设计方案 3.1站场选址方案的分析站场选选择在煤矿塌陷区、地势比较平坦的废弃荒山等地带，既不占用耕地，又能减少征地费用。做到对环境影响最小化。 3.2光伏组件选型方案的分析开发太阳能电池的两个关键问题就是：提高转换效率和降低成本。由于非晶硅薄膜太阳能电池其光学带隙为1.7eV，使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率，目前电池转化效率一般在5%-9%。此外，其光电效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退S-W效应，使得电池性能不稳定，衰减较快。但同时由于它的稳定性不高，使用寿命短（10-15年）。因此工程设计中多选用大功率的260W多晶硅电池组件。具有如下有点：使用寿命长，组件转换效率最高，晶体硅电池组件故障率极低，运行维护最为简单，在开阔场地上使用晶体硅光伏组件安装简单方便，布置紧凑，可节约场地等优点。 3.3光伏阵列运行方式的设计方案分析目前大型地面光伏电站光伏支架的常用型式有两大类：固定倾角式和跟踪式。固定式布置从技术经济上要优于逐日跟踪式系统；另外

光伏电站设计方案实例

光伏电站设计方案实例公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

甘肃某建筑屋顶光伏发电系统初步设计方案一、项目背景 1、项目意义（略） 2、项目建设地基本信息：、建设地：甘肃某地、当地地理纬度： 36°左右，、年平均太阳能辐射资源：㎡·day 、当地气温：最高气温：38°C，最低气温：-20°C 、光伏电站建设布局及占地面积屋顶面积：58x35=2030平方米，朝向：正南设计阵列朝向：正南三、项目规模预计最大装机容量：2030m2x130W/m2=264kW 四、方案设计 1、逆变器初选:根据初步预算容量选用5台50千瓦串接式逆变器。 MPPT范围：350-800V

最大输入电压：1000V 2、组件选择：选用300Wp光伏组件。 3、支架倾角设计：鉴于该建筑朝向东南45度，为了综合考虑朝向非正南对发电的影响，设计光伏支架倾角为30°。支架结构设计（略）支架基础设计（略） 4、平面设计及阵列排布（1）采用光伏组件横向排布，上下2层支架设计，18块一串，阵列总长18米。每个阵列有18x2=36块组件封2串组成，合计10800Wp。

（2）计算阵列占地投影宽度米，遮阴间距米，取值米。错误：上面说，横向排布，上下2层支架设计，18块一串，阵列总长18米。L阵列斜长应为4米。投影宽度米，遮阴间距米.

（3）设计布局8排,共计24个阵列，总设计安装容量（如果设计布局7排,共计21个阵列，总设计安装容量，前后空间比较大） 5、总平面布置图： 6、电路设计（略）五、投资预算： 1、静态投资：序号项目单价(元)合计（万元）1电站单晶硅光伏组件Wp 25台50kVA逆变器等并网配件Wp25 3C型钢支架Wp13屋面混凝土基础Wp 4电缆Wp 接入系统Wp 5其他配件Wp 6安装劳务费等W 7其他Wp 8盈利、税、25%

水面光伏电站的设计方案与成本

一、某地区大型水库项目概况（参考）本项目选址，水域开阔，面积约为3000亩，项目现场照片情况如下：水库的深度约3～4米，采用漂浮式光伏水面电站形式。组件和汇流箱漂浮在水面上，逆变器及后端设备设置在岸基上。二、水面漂浮式光伏电站解决方案第一方案：传统浮筒 + 光伏支架方案 1)结构方案传统浮筒尺寸为500*500*400mm，方阵主要采用单排浮筒，即可提供足够支撑。另外一方面，考虑到系统维护通道的情况，需要每个浮筒阵列间隔使用双排浮筒。组件子阵为2*11，采用255W组件，大方阵为6*16个子阵。大方阵单排浮筒和双排浮筒间隔使用。目的是综合考虑成本及电站维护通道的要求。阵列面积—6327.75㎡光伏组件----2112块，538.56KW 浮筒----4191个锚----预估60组支架-----96组

2)方阵抛锚固定方案锚固系统采用水下抛锚方式。先将组装好的浮码头拖移到合适的位置，与岸边通道对齐后，进行初步定位，待整个码头位置基本就位后开始进行锚固作业。 3)系统容量本方案组件阵列面积6327.75㎡，功率容量为538.56KW。本项目3000亩水域，水域利用率通常60%-80%。保守情况下按照60%水域利用率计算，可以放置190个模块化组件阵列，约合102.3MW。 4)电气方案电气系统与结构方案配套，22块组件全部串联形成子阵。每16个子阵并联入一个汇流箱。阵列为6*16个子阵组成，即每个阵列有6个汇流箱。每2个阵列，即4224块组件(1077.12KW)接入到一台1MW的集中逆变站升压到35KV，送往站区再升压并网。汇流箱放置在光伏支架背面，漂浮于水面上，逆变器及后端设备安置于岸基上。本项目共401280块255W多晶硅组件， 95组1MW的集中光伏逆变站，1140个16路入口的汇流箱，合计容量102.3MW。 5)方案概算表水面电站电气设备及并网部分成本与地面电站基本无异，在此不再阐述。

光伏电站设计方案

前言太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。随着世界光伏市场需求持续高速增长、我国《可再生能源法》的颁布实施以及我国光伏企业在国际光伏市场上举足轻重的良好表现，我国光伏技术应用呈现了前所未有的快速增长的态势并表现出强大的生命力。它的广泛应用是保护生态环境、走经济社会可持续发展的必由之路。太阳能发电的利用通常有两种方式，一种是将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能，称谓并网发电方式。另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合，应用十分广泛。

1.项目概况 1.1项目背景及意义本项目拟先设计一个独立系统，安装在客户工厂的屋顶上，用于演示光伏阵列采取跟踪模式和固定模式时发电的情况，待客户参考后再设计一套发电量更大的系统，向工厂提供生产生活用电。本系统建成后将为客户产品做出很好的宣传，系统会直观的显示采用跟踪系统后发电总量的提升情况。 1.2光伏发电系统的要求因本系统仅是一个参考项目，所以这里就只设计一个 2.88kWp的小型系统，平均每天发电 5.5kWh,可供一个1kW的负载工作 5.5小时。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件江阴市位于北纬31°40’34”至31°57’36”，东经119°至120°34’30”。气候为亚热带北纬湿润季风区，冬季干冷多晴，夏季湿热雷雨。年降水量1041.6毫米，年平均气温15.2℃。具有气候温和、雨量充沛、四季分明等特点。其中4月-10月平均温度在10℃以上，最冷为1月份，平均温度 2.5℃；最热月7月份，平均温度27.6℃。

光伏发电站设计规范(GB 50797-2012)

光伏发电站设计规范（GB 50797-2012） 1总则 1.0.1为了进一步贯彻落实国家有关法律、法规和政策，充分利用太阳能资源，优化国家能源结构，建立安全的能源供应体系，推广光伏发电技术的应用，规范光伏发电站设计行为，促进光伏发电站建设健康、有序发展，制定本规范。 1.0.2本规范适用于新建、扩建或改建的并网光伏发电站和l00kWp及以上的独立光伏发电站。 1.0.3并网光伏发电站建设应进行接入电网技术方案的可行性研究。 1.0.4光伏发电站设计除符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2术语和符号 2.1术语 2.1.1光伏组件 PV module 具有封装及内部联结的、能单独提供直流电输出的、最小不可分割的太阳电池组合装置。又称太阳电池组件（solar cell module） 2.1.2光伏组件串 photovoltaic modules string 在光伏发电系统中，将若干个光伏组件串联后，形成具有一定直流电输出的电路单元。 2.1.3光伏发电单元 photovoltaic（PV）power unit 光伏发电站中，以一定数量的光伏组件串，通过直流汇流箱汇集，经逆变器逆变与隔离升压变压器升压成符合电网频率和电压要求的电源。又称单元发电模块。 2.1.4光伏方阵 PV array 将若干个光伏组件在机械和电气上按一定方式组装在一起并且有固定的支撑结构而构成的直流发电单元。又称光伏阵列。 2.1.5 光伏发电系统 photovoltaic（PV）power generation system 利用太阳电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。 2.1.6 光伏发电站 photovoltaic（PV）power station 以光伏发电系统为主，包含各类建（构）筑物及检修、维护、生活等辅助设施在内的发电站。 2.1.7辐射式连接 radial connection 各个光伏发电单元分别用断路器与发电站母线连接。 2.1.8 “T”接式连接 tapped connection 若干个光伏发电单元并联后通过一台断路器与光伏发电站母线连接。 2.1.9跟踪系统 tracking system

光伏电站设计技术

光伏电站设计技术前言设计技术是一门工程实践性极强的学问。只有深入到具体的工程中才能发现其中存在的问题，只有深入到具体的工程中才能理解研究的迫切性，也只有深入到具体的工程中才能应用所取得的研究成果。在我国，各设计单位从2009年起陆续开展了光伏电站的设计工作。本书的三位作者有幸参与完成了多项光伏电站科技项目以及70余项光伏电站工程设计和咨询工作，对光伏电站设计这项融合传统电力设计技术与光伏设计新技术的综合性技术有了些许自己的理解，期望能将在设计实践中遇到的问题以及解决的方法写出来，与行业同仁们讨论、分享。鉴于光伏电站设计技术包括传统电力设计和光伏设计新技术两部分，前者已经非常成熟，本书着重阐述光伏设计新技术部分。在全书的章节安排上，主要的思路是：首先介绍光伏电站的能量来源——太阳能，然后介绍主要光伏设备的性能和特点，在此基础上介绍光伏设备的选型和布置，并介绍发电量的计算。之后两章分别从电气专业、结构专业的角度对光伏电站的电气设计和结构设计进行介绍。除了以上主要内容外，本书的第一章对光伏发电的现状进行了梳理，对光伏电站的设计过程和现行设计标准的情况作了概述。在本书的最后一章介绍了Pvsyst软件的使用方法，供读者参考。少数人认为光伏电站的设计技术没有什么可以研究的。有这样认识的人大概分为两类：第一类同志，没有深入到光伏电站工程中，自然不能发现可以研究的内容；第二类同志，直接将传统电力设计技术应用到光伏电站设计中，结果发现电站建成后也可以运行，因此得出没有什么可研究的结论。实际上，光伏电站的设计很多时候已经不再是纯粹的技术问题，而需要更多地考虑经济问题。本书的大部分内容是围绕“如何获取更高的经济收益”这一宗旨进行的。本书中还有部分内容在回答“为什么”，即很多设计师都这么做，这么做也确实没有问题，就

分布式光伏电站设计方案参考

北京市XX厂房分布式并网光伏发电设计方案设计单位：北京钇恒创新科技有限公司设计人：屈玉秀日10年4月2017设计日期：

1 / 14 一、项目基本情况北京延庆县XX工厂厂房，占地15000平方米，其中水泥屋顶可利用面积约7000平方米。年用电约25万度，其中，白天用电约15万度（白天综合电价1元/度）；夜间用电10万度（夜间综合电价0.4元/度）；全年缴纳电费约19万元。 1、项目建设的可行性 1.1 北京市具备建设分布式并网光伏发电系统的条件北京地区太阳辐射量全年平均4600~5700MJ/m2。多年平均的年总辐射量为1371kwh/m2 北京地区年平均日照时数在2000~2800h之间，多年平均日照时数为2778.7h（从北京气象局获悉）。通过测算，北京市如果按照最佳倾角36°敷设光伏电池板，峰值小时数为1628h（通过专业软件计算获得），首年满发小时数=1628h*80%（系统效率）=1302.4h 首年发电量=450KW*1302.4h=586080kWh≈58.6万kwh 1.2 北京市分布式光伏发电奖励资金管理办法为进一步加快本市分布式光伏发电产业发展，优化能源结构，根据《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国预算法》、《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》和《北京市分布式光伏发电项目管理暂行办法》等有关规定，适用范围。本办法适用于在北京市行政区域范围内建设的分布式光伏发电项目，具体是指在用户所在场地或附近建设运行，以用户侧自发自用为主，多余电量上网，且在配电网系统平衡调节为特征的光伏发电设施。奖励对象和标准。对于2015年1月1日至2019年12月31日期间并网发电的分

彩钢瓦屋顶光伏电站设计方案及投资资料

湘潭彩钢瓦屋顶光伏并网发电项目初步设计方案湖南科比特新能源科技股份有限公司 2015年7月

一、设计说明 1、项目概况本项目初步设计装机容量为642.6K Wp，属并网型分布式光伏发电系统（自发自用，余电上网）。光伏组件安装在楼顶屋面彩钢瓦上。光伏组件采用与彩钢瓦平行的安装方式。本项目共安装2520块255Wp太阳能电池组件，8台15路光伏直流防雷汇流箱，1台8进1出光伏直流配电柜，1台630K Wp逆变器（无隔离变压器），1台630KV A带隔离升压变压器及1台并网计量柜。项目于合同签订后15个工作日内即可开始建设，预计6周后可并网发电并投入运行。光伏组件阵列发出的直流电分120串先经8台15路光伏直流防雷汇流箱汇流，再经1台8进1出光伏直流配电柜进行二次汇流，再连接到630K Wp逆变器，再经逆变器转换为315V交流，再经升压变将电压升至400V，最后经并网计量柜后接至低压电网，所发电量优先供工厂自身负载（机器、照明、动力和空调等）使用，余电送入电网。太阳电池方阵通过电缆接入逆变器，逆变器输入端含有防雷保护装置，经过防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。按《电力设备接地设计规程》，围绕建筑物敷设闭合回路的接地装置。电站内接地电阻小于4欧。光伏系统直流侧的正负电源均悬空不接地。太阳电池方阵支架和机箱外壳通过楼顶避雷网接地，与主接地网通过钢绞线可靠连接。屋顶设备，含电池板，支架，汇流箱等设备总质量约为50吨，单位面积载荷约为50吨÷（160m×60m）=10.2kg/m2 。 2、设计依据本工程在设计及施工中执行国家或部门及工程所在地颁发的环保、劳保、卫生、安全、消防等有关规定。以下未包含的以国家和有关部门制订、颁发的有关规定、标准为准。如国家有关部门颁发了更新的规范、标准，则以新的规范、标准为准。参考标准： GB 2297-89太阳能光伏能源系统术语

光伏电站设计完整

光伏电站设计前言太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。随着世界光伏市场需求持续高速增长、我国《可再生能源法》的颁布实施以及我国光伏企业在国际光伏市场上举足轻重的良好表现，我国光伏技术应用呈现了前所未有的快速增长的态势并表现出强大的生命力。它的广泛应用是保护生态环境、走经济社会可持续发展的必由之路。太阳能发电的利用通常有两种方式，一种是将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能，称谓并网发电方式。另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合，应用十分广泛。

1.项目概况 1.1项目背景及意义本项目拟先设计一个独立系统，安装在客户工厂的屋顶上，用于演示光伏阵列采取跟踪模式和固定模式时发电的情况，待客户参考后再设计一套发电量更大的系统，向工厂提供生产生活用电。本系统建成后将为客户产品做出很好的宣传，系统会直观的显示采用跟踪系统后发电总量的提升情况。 1.2光伏发电系统的要求因本系统仅是一个参考项目，所以这里就只设计一个2.88kWp的小型系统，平均每天发电5.5kWh,可供一个1kW的负载工作5.5小时。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件江阴市位于北纬31°40’34”至31°57’36”，东经119°至120°34’30”。气候为亚热带北纬湿润季风区，冬季干冷多晴，夏季湿热雷雨。年降水量1041.6毫米，年平均气温15.2℃。具有气候温和、雨量充沛、四季分明等特点。其中4月-10月平均温度在10℃以上，最冷为1月份，平均温度2.5℃；最热月7月份，平均温度27.6℃。

2MW光伏电站设计方案

宁夏塞尚乳业2MW光伏电站设计方案宁夏银新能源光伏发电设备制造有限公司 2012-5-15

一、综合说明 (4) 1、概述 (4) 2、发电单元设计及发电量预测 (6) 2.1楼顶安装 (6) 2.2车间彩钢板安装 (6) 2.3系统损耗计算 (8) 2.4光伏发电量预测 (9) 二、光伏电站设计： (10) 1、光伏组件的选型及参数 (10) 2、逆变器设计： (12) 3、逆变器的选型 (13) 4.防逆流设计 (15) 三、太阳能电池阵列设计 (16) 1并网光伏发电系统分层结构 (16) 2.系统方案概述 (17) 3.太阳能电池阵列子方阵设计 (17) 4.电池组件串联数量计算 (18) 5.太阳能电池组串单元的排列方式 (20) 6.太阳能电池阵列行间距的计算 (20) 7.逆变器室布置 (21) 8.太阳能电池阵列汇流箱设计 (21) 9.太阳能电池阵列设计 (22) 10.光伏阵列支架设计 (22) 四.电气 (22) 1电气一次 (22) 2电气二次 (22)

一、综合说明 1、概述宁夏是我国太阳能资源最丰富的地区之一，也是我国太阳能辐射的高能区之一（太阳辐射量年均在4950MJ/m2～6100MJ/m2之间，年均日照小时数在2250h-3100h之间），在开发利用太阳能方面有着得天独厚的优越条件一地势海拔高、阴雨天气少、日照时间长、辐射强度高、大气透明度好。区域内太阳辐射分布年际变化较稳定，因地域不同具有一定的差异，其特点是北部多于南部，尤以灵武、同心地区最高，可达6100MJ/m2，辐射量南北相差约1000MJ/m2。灵武、同心附近是宁夏太阳辐射最丰富的地区。

10MW光伏电站设计方案

10MW光伏电站设计方案 10兆瓦的太阳能并网发电系统，推荐采用分块发电、集中并网方案，将系统分成10个 1 兆瓦的光伏并网发电单元，分别经过35KV变压配电装置并入电网，最终实现将整个光伏并网系统接入35KV中压交流电网进行并网发电的方案。本系统按照10个1兆瓦的光伏并网发电单元进行设计，并且每个1兆瓦发电单元采用4台250KW并网逆变器的方案。每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列，太阳能电池阵列输入光伏方阵防雷汇流箱后接入直流配电柜, 然后经光伏并网逆变器和交流防雷配电柜并入35KV变压配电装置。 (一)太阳能电池阵列设计 1、太阳能光伏组件选型 (1)单晶硅光伏组件与多晶硅光伏组件的比较单晶硅太阳能光伏组件具有电池转换效率高，商业化电池的转换效率在15%左右，其稳定性好，同等容量太阳能电池组件所占面积小，但是成本较高，每瓦售价约36-40 元。多晶硅太阳能光伏组件生产效率高，转换效率略低于单晶硅，商业化电池的转换效率在 13%-15%，在寿命期内有一定的效率衰减，但成本较低，每瓦售价约34-36 元。两种组件使用寿命均能达到25年，其功率衰减均小于15%。 ⑵根据性价比本方案推荐采用165WP太阳能光伏组件。 2、并网光伏系统效率计算并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器效率、交流并网等三部分组成。 (1)光伏阵列效率n 1：光伏阵列在1000W/ rf太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换过程中的损失包括：组件的匹配损失、表面尘埃遮挡损

失、不可利用的太阳辐射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度、及直流线路损失等，取效率85%计算。 (2)逆变器转换效率n 2 :逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比, 取逆变器效率95%计算。 (3)交流并网效率n 3:从逆变器输出至高压电网的传输效率，其中主要是升压变压器的效率，取变压器效率95%计算。 ⑷系统总效率为：n 总=n 1 Xn 2 Xq 3=85% x 95% x 95%=77% 3、倾斜面光伏阵列表面的太阳能辐射量计算从气象站得到的资料，均为水平面上的太阳能辐射量，需要换算成光伏阵列倾斜面的辐射量才能进行发电量的计算。对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与倾角有关，较简便的辐射量计算经验公式为： R 3 =S X [sin( a + 3 )/sin a ]+D 式中: R 3 --倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量 S--水平面上太阳直接辐射量 D--散射辐射量 a --中午时分的太阳高度角 3 --光伏阵列倾角根据当地气象局提供的太阳能辐射数据，按上述公式计算不同倾斜面的太阳辐射量，具体数据见下表：不同倾斜面各月的太阳辐射量(KWH/m2)

光伏发电站设计规范GB 50797-2012

撑结构而构成的直流发电单元。又称光伏阵列。 2.1.5 光伏发电系统 photovoltaic（PV）power generation system 利用太阳电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。 2.1.6 光伏发电站 photovoltaic（PV）power station 以光伏发电系统为主，包含各类建（构）筑物及检修、维护、生活等辅助设施在内的发电站。 2.1.7辐射式连接 radial connection 各个光伏发电单元分别用断路器与发电站母线连接。 2.1.8 “T”接式连接 tapped connection 若干个光伏发电单元并联后通过一台断路器与光伏发电站母线连接。 2.1.9跟踪系统 tracking system 通过支架系统的旋转对太阳入射方向进行实时跟踪，从而使光伏方阵受光面接收尽量多的太阳辐照量，以增加发电量的系统。 2.1.10单轴跟踪系统 single-axis tracking system 绕一维轴旋转，使得光伏组件受光面在一维方向尽可能垂直于太阳光的入射角的跟踪系统。 2.1.11双轴跟踪系统 double-axis tracking system 绕二维轴旋转，使得光伏组件受光面始终垂直于太阳光的入射角的跟踪系统。 2.1.12集电线路 collector line 在分散逆变、集中并网的光伏发电系统中，将各个光伏组件串输出的电能，经汇流箱汇流至逆变器，并通过逆变器输出端汇集到发电母线的直流和交流输电线路。

关于光伏电站电气设计的研究和应用 刘舜章