1、,并網光伏發(fā)電系統(tǒng)知識,并網光伏系統(tǒng)分類,,,建筑光伏 BIPV&BAPV,,,,大型荒漠電站,,,,世界上一次性單體投資規(guī)模最大的黃河水電公司格爾木200兆瓦并網光伏電站進入并網調試及試運行期。,黃河水電公司格爾木200兆瓦并網光伏電站,,,,常見的安裝形式,A、固定安裝,目前應用最為廣泛的是固以全年發(fā)電量最大的傾角進行固定式安裝，這種安裝結構的特點是：結構簡單，用料省，成本較低；系統(tǒng)穩(wěn)定，抗風雪能力強，不需要維護；安裝方便

2、，單位面積組件的安裝量較大。,B、跟蹤式,跟蹤式支架由于跟蹤太陽的位置，能接收到能多的光能。其中單軸式跟蹤系統(tǒng)比固定式系統(tǒng)能多發(fā)電20%左右，雙軸跟蹤系統(tǒng)筆固定式系統(tǒng)能多發(fā)電30%左右。然而跟蹤系統(tǒng)的結構復雜，控制要求高，穩(wěn)定性相對差，運行維護復雜，目前沒有得到真正推廣。,跟蹤系統(tǒng)的系統(tǒng)結構,直流匯流箱,直流匯線箱的位置一般在組件支架上或距離支架很近的地方，用來將幾個組件串并聯為一路輸出，并且在其中安裝直流斷路器和防雷模塊來保護電氣系統(tǒng)

3、。,逆變器,并網逆變器，按形式分為微型/組件逆變器、組串逆變器和集中型逆變器。微型/組件逆變器主要用在組件數量較少或者BIPV中，將單一的組件輸出逆變?yōu)檫m合并網的交流電。其優(yōu)點是，各個組件都工作在自己的最大功率點處，并且組件之間不互相影響，一旦某個組件被遮擋或出現問題，其他組件仍然正常工作，極大地提高了系統(tǒng)的安全性。當然成本也相對較高。,,,組串逆變器,組串逆變器主要用在千瓦級的小型電站中，將2串或3串組件接入到該逆變器中進行組串的逆

4、變。組串逆變器的好處是每一組串都具有一個MPPT進行最大功率點跟蹤，使每一組串都工作在最大功率輸出點。,集中型逆變器,集中型逆變器主要用在百千瓦或兆瓦級大型電站中，將很多的組件串接入到1臺逆變器中，進行集中逆變。集中型逆變器的好處是，將很多組串接入一臺逆變器中，而逆變器具有主從結構，在光伏陣列輸出功率較低時，啟動一部分逆變功能，從而提早輸出功率；并且一臺集中型逆變器的成本要比同樣功率的小型逆變器的總價低得多。,逆變器的其他功能,一個完整

5、的逆變器除了最大功率點跟蹤和DC-AC逆變功能外，還需要具有多個外圍模塊完成電網監(jiān)控，安全保護，實時顯示或通訊等功能。尤其對于并網逆變器來說，逆變器啟動的條件是電網正在正常工作，逆變器通過從電網上獲得電網的工作情況來獲取電網的電壓、功率、相位等信息，然后產生與電網相匹配的功率輸出，當電網斷電時，逆變器的孤島檢測功能將實現逆變器自動從電網脫離。,,,并網設備,在大型光伏電站中，一般配有并網配電柜，用于將各逆變器輸出進行管理，匯流，并接入保

6、護裝置。除并網配電柜外，有些項目還需要安裝防逆流和無功功率補償裝置容量較大的電站需要升壓至中壓或高壓，直接并入傳輸電網。,環(huán)境監(jiān)控與數據傳輸系統(tǒng),,,,光伏組件安裝方式比較,光伏發(fā)電系統(tǒng)總效率計算,1).光伏陣列效率η1: ●組件串聯不匹配產生的效率降低：組件串聯因為電流不一致產生的效率降低，根據電池板出廠的標稱偏差值，一般取3%--4%； ● 太陽輻射損失:包括組件表面塵埃遮擋及輻射損失等，一般取2%-3%;,

7、2).逆變器的轉換效率η2 : ● 逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比.對于SMA并網逆變器,可取 η2= 98%.,3). 溫度對輸出功率的影響η3 ●光伏電池組件的參數是在標準測試條件下，即：電池溫度25℃、垂直入射日照強度1000W/ m²、太陽光譜等同于大氣質量1.5的情況下的值。單晶硅和多晶硅電池隨著溫度的升高，功率下降。峰值功率溫度系數在（-0.4%）/℃--（-0.55%）/℃，NOCT（標

8、準運行條件下的電池溫度）按47℃考核，要下降8%-12%。,光伏發(fā)電系統(tǒng)總效率計算,4)直流和交流線路損失: η4直流和交流線纜的功率損耗一般取2%--4%。,5)總效率 =(1-η1) ⅹ η2 ⅹ (1-η3) ⅹ (1-η4) = 94% ⅹ 98% ⅹ 90% ⅹ 97% = 80%,總功率中的η1、η3、η4取中間值,并網發(fā)電系統(tǒng)的效率可按照80%進行發(fā)電量估算,并網光伏發(fā)電

9、系統(tǒng)的設計原則,光伏方陣設計原則方陣支承結構設計包括安裝方式設計、方位角設計、支架傾角設計、陣列間距設計以及支承結構的基礎、結構、零件的設計等內容。需根據總體技術要求、地理位置、氣候條件、太陽輻射能資源、場地條件等具體情況和相關要求進行設計。關鍵原則有以下2點： 1.系統(tǒng)安裝量最大原則 2.系統(tǒng)年發(fā)電量最大原則,并網光伏發(fā)電系統(tǒng)設計案例,1.安裝方式設計大型太陽能電池方陣的安裝主要有固定式和跟蹤式兩種。固定式結構

10、簡單，安全可靠，安裝調試及管理維護都很方便。跟蹤式可增加發(fā)電量20-30%，但須配備自動跟蹤機構，使得系統(tǒng)投資成本增加，安裝調試及管理維護都較復雜，可靠性降低。本系統(tǒng)設計采用固定式安裝。2.固定式支架傾角設計 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、負載供電要求和特定的場地條件等。并網光伏發(fā)電系統(tǒng)方陣的最佳安裝傾角可采用專業(yè)系統(tǒng)設計軟件進行優(yōu)化設計來確定, 它應是系統(tǒng)全年發(fā)電量

11、最大時的傾角。假設在徐州地區(qū)，最佳安裝傾角30°。,并網光伏發(fā)電系統(tǒng)設計案例,3.方陣支架方位角的設計一般情況下，太陽能電池方陣應面向正南安裝?？煽紤]在±10°內調整。太陽能電池陣列間距的設計計算光伏方陣陣列間距應不小于D：式中：?為緯度(北半球為正、南半球為負)，H為陣列前排最高點與后排組件最低位的高度差。,并網光伏發(fā)電系統(tǒng)配置設計,4.光伏系統(tǒng)電氣方案設計4.1根據系統(tǒng)安裝量選擇逆變器容量

12、—假設500KW 4.2.根據逆變器參數和光伏組件參數計算電氣串聯數逆變器最小直流輸入電壓/Uoc＞串聯數＜逆變器最大直流輸入電壓/組件Uoc注：一般使串聯后的組件工作電壓在逆變器的MPPT范圍內，一般直流電壓越高，系統(tǒng)損耗越小假設：組件使用175W,Um=36.6V，逆變器的最佳MPPT輸入電壓為550V，則可簡單計算550V/36.6V=15.03,考量電壓溫度系數，選擇16塊組件串聯4.3.根據逆變器允許輸入電流