太阳能光伏发电并网电站设计与研究
太阳能电站并网系统设计
太阳能电站并网系统设计一、引言太阳能电站是利用太阳能辐射进行发电的设备，而并网系统则使得电站的电能可以与电网进行交互和传输。
本文将就太阳能电站并网系统的设计进行详细探讨，以便实现高效、安全和可靠的电站运行。
二、系统概述1. 太阳能电站并网系统的目标：- 实现太阳能电站的电能输出与电网的互联互通- 提高电站的运行效率和电网的稳定性- 实现电力的双向传输，以满足供电和回馈电网的需求2. 系统组成：- 太阳能电池板：将太阳能辐射转化为直流电能- 逆变器：将直流电能转化为交流电能与电网连接- 电网：接收并分配电站输出的电能三、太阳能电池板设计1. 太阳能电池板的选型：- 根据电站规模和发电需求选择合适的太阳能电池板型号- 考虑太阳能资源充足度、功率输出和使用寿命等因素2. 太阳能电池板的布置：- 最佳安装角度和朝向，以最大化太阳能辐射的收集- 太阳能电池板之间的间距和布局，以达到最佳空间利用效率四、逆变器设计1. 逆变器的功能：- 将直流电能转化为交流电能，满足电网的电能要求- 控制电站的输出功率和频率，以匹配电网的要求2. 逆变器的选型：- 根据电站的发电功率和电网的要求进行合适的逆变器选择 - 考虑逆变效率、响应速度和可靠性等因素3. 逆变器的配置：- 避免电网干扰，采取适当的滤波和抑制措施- 设计逆变器的保护机制，以应对异常情况五、电网连接设计1. 接入点的选择：- 根据电网的输电能力和电站的容量选择合适的接入点- 考虑电网的电压等级和配电系统的要求2. 并网适应性：- 考虑电站输出功率的动态变化，使电网能够自适应调节 - 采用智能监控和控制技术，实现电站与电网的平滑过渡六、安全与保护设计1. 电网过电压保护：- 采用过电压保护器件，防止电网过电压对电站设备的损害 - 设计逆变器的过压保护和限流机制，确保电站的安全运行2. 电网短路保护：- 设计电网短路保护装置，及时切断电站与电网的连接- 采取快速断电措施，保护逆变器和电站设备的安全3. 太阳能电池板保护：- 设计过流保护装置，避免电池板过载损坏- 考虑过温保护和防雷措施，提高电池板的使用寿命七、遥控与监测系统1. 遥控功能：- 通过遥控系统实现对电站运行状态的远程监控和控制- 实时调节电站输出功率和频率，以适应电网的需求变化2. 监测功能：- 设计监测系统，实时监测太阳能电池板和逆变器的工作状态- 分析数据，发现问题并进行及时修复和改进八、总结本文对太阳能电站并网系统的设计进行了全面的介绍。
·20kW太阳能光伏并网发电系统设计及施工研究
· 20kW太阳能光伏并网发电系统设计及施工研究摘要：太阳能光伏并网发电技术，作为当下电力系统运行必不可缺的构成，有效缓解电力能源的危机，彰显出显著的技术优势。
光伏发电并借着环保、绿色等优势，在社会发电系统中得到广泛的应用。
基于未来发展对可再生能源的需求，太阳能光伏发电还需要科学设计，保证其系统能够科学的服务于社会发展。
本文基于20kW对光伏并网发电系统进行设计，结合当下社会发展需求，意在推动发电技术，起到促进作用，推动我国行业的新能源实现可持续发展。
关键词：20kW太阳能；光伏并网；发电系统；设计；施工引言：面对当下经济快速发展的背景下，社会对于电能的需求量持续性提升。
传统能源发电方式对生态环境造成影响，不符合国家提出的可持续发展理念。
随着清洁能源步入人们视野，逐渐成为电力系统的核心动力。
当下太阳能光伏发电技术趋向成熟，能够保证经济目标更快实现，也能推动城市经济发展。
同时，如何提升光伏并网发电技术水平是行业研究的重点，对其进行科学设计，并利用先进技术开展施工，为电力行业需求提供技术支撑。
一、光伏发电系统的整体概况光伏发电控制系统依据的是太阳能产生的能量，由于太阳能的可再生性，通过伏特反应将电池板中的能量转换为电力系统需要的电能。
经过一系列的转换、存储等环节，能够有效提供稳定的发电形式，保障系统运行。
光伏发电将电池板的太阳能转换为直流电能，直接完成这一过程的转换，成为全新的发电系统。
当前，光伏发电系统包含转换器、控制器等元件构成。
此外，通过并网的形式，能够更有效的将系统与光伏发电结合在一起，形成完整的电力转换系统，能够获取标准的交流电。
利用光伏发电系统进行并网连接，科学获取电量，结合电力调峰保障系统运行[1]。
从系统结构来看，并网光伏发电系统，是符合国家发展，提高电网运行稳定性的有效手段，有助于推动太阳能能源利用，对于电力系统而言，能够有效的推动其发展。
二、太阳能光伏并网发电系统的优势结合太阳能光伏并网发电系统当前的使用情况来看，其具备的优势可以总结为如下几点：太阳能属于清洁能源，在实际应用过程中，不会对生态环境产生过多的影响，能够很好的保护环境。
中小型光伏发电并网系统设计研究
中小型光伏发电并网系统设计研究摘要：随着新能源技术的发展和环保问题的重视，光伏发电技术因其环保、可再生、分布式等优点得到了充分重视。
本文主要针对中小型光伏发电并网系统进行设计研究，首先介绍了中小型光伏发电并网系统的一般组成，然后探讨了中小型光伏发电并网系统的设计原则和实施要点，包括电池板选型、逆变器选择、配电系统设计等。
本研究对于推广中小型光伏发电并网系统的应用，提高其性能和可靠性具有一定的实际意义。
关键词：光伏发电；并网系统；新能源一、引言随着能源需求的不断增加和环境问题的不断凸显，光伏发电技术因其环保、可再生、分布式等优点成为了重要的可再生能源形式。
中小型光伏发电并网系统的设计和研究，可以帮助促进光伏发电技术在实际应用中的推广和普及，减轻传统能源的负担，减少能源污染，降低环境压力，推动经济可持续发展。
此外，对于农村地区、偏远地区等电力资源供给不足的地区，中小型光伏发电并网系统也具有重要的应用价值，可以解决这些地区电力供应问题。
因此，中小型光伏发电并网系统的设计研究具有重要的现实意义和研究价值。
二、中小型光伏发电并网系统概述（一）系统组成中小型光伏发电并网系统主要包括光伏组件、逆变器、电网连接设备、配电箱、监测系统以及支架等组成部分。
其中，光伏组件是将太阳能转化为电能的关键部件，逆变器则负责将光伏组件输出的直流电转换为交流电，并将其与电网连接，配电箱用于对系统的电能进行分配和保护，监测系统则能够实时监测系统的运行状态和发电情况，支架则用于支撑光伏组件的安装。
（二）设计原则中小型光伏发电并网系统的设计原则包括经济性原则，光伏发电并网系统的设计应该在满足系统性能和可靠性的前提下，尽可能减少成本和投资，提高系统经济效益。
安全性原则，光伏发电并网系统应该具备安全可靠的特点，确保系统运行期间人员和设备的安全，可靠性原则：光伏发电并网系统应该具备高可靠性，降低系统故障率，提高系统运行稳定性。
可扩展性原则，光伏发电并网系统应该具有良好的可扩展性，能够根据实际需求灵活扩展或缩减系统规模。
太阳能光伏发电并网系统工程设计
太阳能光伏发电并网系统工程设计摘要：世界能源危机和环境问题使得开发利用可再生能源和各种绿色能源以实现可持续发展成为人类必须采取的措施。
而随着太阳能电池和电力电子技术的不断进步，太阳能光伏发电得到了长足的发展并已成为新能源利用的主流之一。
开展光伏发电的应用推广也更具有现实意义。
而且光伏发电并入公共电网，可作为大电厂、大电网集中式供能的重要补充，也是新一代能源体系的重要组成部分，提高社会能源的利用效率。
本文对光伏发电并网系统进行了详细介绍，并对并网控制方法进行了相关研究。
关键词：光伏发电；并网系统；太阳能光伏发电是利用太阳能电池将太阳辐射能转换成公共电能的一种直接发电方式对于太阳能光伏发电系统的开发和利能够带来很好的社会效益和环境效益，与独立式太阳能光伏发电系统相比，并网发电系统能够为电力系统，提供充足的电能。
因此太阳能光伏发电并网系统不仅具有明显的经济价值而且具有广阔的市场价值。
一、光伏发电并网系统设计原理太阳能光伏发电系统根据功率结构可以分为：DC-AC单级式并网发电系统和DC-DC-AC双级式并网发电系统。
在双级式并网发电系统中，DC-DC环节和DC-AC环节具有独立的控制目标和控制方案，可以分开进行设计。
DC-DC环节将光伏阵列电压经过升压电路进行升压，为后面的DC-AC逆变电路提供了足够高的母线电压，此外在此可以实现最大功率跟踪。
DC-AC环节输入电压较高且相对稳定，有利于逆变器有效工作。
DC-AC环节使逆变器输出电流与电网电压同频同相，从而为并网提供条件。
因此典型的光伏并网系统包括光伏阵列、一变换器、逆变器和继电保护装置。
图1：光伏发电并网系统模拟图上图所示是光伏发电并网系统的实物图。
并网系统中光伏电池板方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。
在阴雨天或夜晚，太阳电池组件没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。
并网光伏发电系统的核心是并网逆变器，而此系统中需要专用的逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压、频率等电性能指标的要求。
关于太阳能光伏并网发电系统的研究
关于太阳能光伏并网发电系统的研究1. 引言1.1 研究背景在这样的背景下，对太阳能光伏并网发电系统进行深入研究，不仅可以提高我国清洁能源利用率，减少对传统能源的依赖，还能促进新能源产业的发展，推动经济转型升级。
本文旨在探讨太阳能光伏并网发电系统的原理、特点、结构、优势及发展趋势，为相关领域的研究和实践提供参考，推动我国新能源产业的健康发展。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解太阳能光伏并网发电系统的原理和结构，探讨并网发电系统在实际应用中的特点和优势，并对其发展趋势进行分析和预测。
通过研究太阳能光伏并网发电系统，可以为提高清洁能源利用率、促进可再生能源发展以及减少对传统能源的依赖提供理论支持和实践指导。
深入研究太阳能光伏并网发电系统还可以为相关领域的技术改进和发展提供借鉴和启示，促进我国清洁能源产业的持续发展，推动可持续能源的应用和普及。
通过开展这项研究，期望可以为推动我国能源结构转型升级、实现节能减排目标和建设资源节约型社会做出贡献。
1.3 研究意义太阳能光伏并网发电系统是当今研究热点之一，其研究意义主要体现在以下几个方面：1. 环保节能：太阳能光伏并网发电系统能够将太阳能转化为电能，减少对传统化石能源的依赖，降低温室气体排放，有利于保护环境和减缓全球气候变化。
2. 节约成本：随着太阳能技术的不断进步和成本的不断降低，太阳能光伏并网发电系统的建设和运营成本逐渐降低，有利于降低电力消费成本，提高能源利用效率。
3. 提高能源安全：太阳能光伏并网发电系统具有分布式特点，可以在城市、农村等各个地方进行建设，有助于提高能源供应的去中心化程度，减少对传统能源的依赖，提高能源安全性。
4. 推动产业发展：太阳能光伏并网发电系统的发展将推动太阳能产业、电力行业以及相关产业的发展，有利于形成新的经济增长点，创造更多就业机会，推动经济社会可持续发展。
2. 正文2.1 光伏发电系统的原理光伏发电系统是利用太阳能光伏电池将光能转换为电能的一种发电方式。
基于太阳能光伏并网发电系统的设计探讨
基于太阳能光伏并网发电系统的设计探讨摘要：近几年来，太阳能光伏发电技术迅猛发展，而且被看作是最具有潜能的新型能源之一，本文将结合太阳能光伏发电的技术原则，详细分析太阳能光伏并网发电的形式以及陈列模式，并对太阳能光伏并网发电系统的具体建设提出建议。
关键词：太阳能光伏发电系统设计太阳能光伏技术已经由起初的低端技术发展成高端技术，并在全国甚至全世界范围内普及。
光伏技术的快速发展依赖于光伏发电的诸多优势特点，比如无环境污染、安全性能高、施工期短等，受益于这些优势特点，太能光伏发电引起了全世界的广泛关注，光伏发电已经成为目前最具开发潜力的新能源之一。
全世界也都在研究光伏发电技术，并颁布一系列的政策措施引导国内光伏发电的技术研究和开发。
我国也不甘落后，积极地探索光伏发电的新技术，提升太阳能光伏发电的效能。
目前，全世界范围内对太阳能的利用方式主要包括光化学转换、光电转换以及光热转换等形式。
最普遍的使用方式就是光热转换，最直接的利用形式就是太阳能热水器[1]。
此外，太阳光伏发电还可以用在农业、工业、化学和保暖等领域。
1 设计原则（1）随着太阳能光伏系统无论在基础设施还是在技术层面上都在不断的完善和创新，并网型太阳能光伏发电系统技术逐渐成熟，开始商业化，并网型太阳能光伏发电装机容量日益增加。
（2）光伏阵列会受到天气的影响，尤其是阴雨天气，那么将电能储存起来对光伏系统来说是一个挑战，最好的方式就是增加蓄电池。
（3）光伏系统对使用地区的地理位置和天气环境要求比较高，在设计之前应给予充分的考虑。
（4）光伏系统的硬件设置方面要充分的考虑到逆变器的选择、发电系统的类型、防雷设施以及组件的类型等方面。
2 光伏发电系统选择2.1 系统基本组成光伏系统主要包括5个部分，分别是太阳能电池方阵、采集数据的设备、光伏系统的逆变器和系统控制设备以及终端的负载等。
如图1所示。
2.2 系统工作原理光伏系统的数据采集设备主要是指对发电量的多少、发电功率的大小以及运行时间的长短做数据的采集工作。
太阳能并网光伏发电系统设计
太阳能并网光伏发电系统设计引言：太阳能光伏发电是一种清洁、可再生的能源技术，具有广阔的应用前景。
随着环境保护和能源需求的增加，太阳能光伏发电系统在各个领域得到了广泛应用，特别是在并网光伏发电系统中。
本文将重点介绍太阳能并网光伏发电系统的设计，包括组件选择、逆变器选型、系统布局和安全考虑等内容。
一、组件选择太阳能光伏发电系统中最重要的组件是光伏电池组件。
光伏电池组件的选择应考虑其转换效率、温度系数和可靠性等因素。
常见的光伏电池有单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池。
根据实际情况选择合适的电池类型，以满足发电需求。
二、逆变器选型逆变器是太阳能并网光伏发电系统中的关键设备，其主要功能是将光伏电池组件产生的直流电转换为交流电。
逆变器的选型应根据系统的总装机容量、电池组件的性能参数和接入网的要求等因素进行。
同时还应考虑逆变器的效率、功能、可靠性和价格等因素。
三、系统布局太阳能光伏发电系统的布局应合理安排光伏电池组件和逆变器的位置。
光伏电池组件应安装在光照充足、无遮挡的地方，避免阴影对发电效率的影响。
逆变器应安装在通风良好、温度适宜的地方，保证其正常工作。
此外，太阳能光伏发电系统还应考虑电缆布置、支架选型和接地保护等问题。
四、安全考虑太阳能光伏发电系统在设计过程中需要考虑安全问题。
首先，在电气安全方面，应选择符合国家和行业标准的设备，并按照相关规定进行电气设计和施工。
其次，在火灾安全方面，应采用阻燃、耐高温等材料和措施，定期检查设备运行状态，确保系统的安全运行。
总结：太阳能并网光伏发电系统的设计涉及多个方面，包括组件选择、逆变器选型、系统布局和安全考虑等内容。
在设计过程中，需要全面考虑系统的性能、可靠性和经济性等因素，以提高系统的发电效率和可持续性。
同时，还需遵循相关标准和规定，确保系统的安全运行。
随着技术的不断进步和市场的发展，太阳能并网光伏发电系统将在未来得到更广泛的应用。
太阳能光伏发电并网电站设计与研究
１ 太 阳能 光 伏 发 电 系统 运行 方 式
运行方式基本可分为二类 ，即独立运行和并网运行 。
ｌ 独立 运 行 ＋ ｌ
独立运行 的光伏发电系统是靠光电转换来发电 ， 需
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｉ ｐ ｐ ｒ ａ ｓ ｄ ｏ ｄ ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｒ ｃ ｎ ｔ ｓ ａ ｅ ， ｔ ｙ ｉ ｃ ｎ ｕ ｔｄ ｏ ｈ ｕ ｓ ｈ ｄ ｓ ｎ ａ ｄ ａ ｐ ｉａｉｎ ｏ ｒ － ｏ ｎ ｃ ｅ ｏａ ｈ ｔ － ｅ ｉ ｎ ｐ ｌ ｔ ｆ ｇ ｉ ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｓ ｌ ｒ ｐ ｏｏ— ｇ ｃ ｏ ｄ－ ｖ ｌ ｉ ｏ ｅ ｔｔ ｎ ｈ ａｄ—ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｓ ｌｒ ｐ ｏ ｏ ｏｔ ｃ ｐ ｗ ｒ ｓａｉ ．Ｔ ｅ ｓ ｉ ａ ｏ ｏ ｎ ｃ ｅ ｏａ ｈ ｔ — ｖ ｌ ｃ ｏ ｗ ｒ ｅ ｎ ｔａｉｎ ｔｔ ｎ ｎ ｈ Ｈｕ ｚ ｏ ｇ ｏｔ ｐ ｅ ｄ ｍｏ ｓ ｔ ｓ ｉ ｉ ｔｅ ｉ ａ ｒ ｏ ａｏ ａｈ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｆ ｃ ｅ ｃ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｓ ａ ａｙ ｅ ｓ ｔｅ ｉｅ ｔ ｏ ｉｎ ｅ ａ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄ ａ ｓ ｙ Ｓ ｎ ｙ ｈ ｅ ａ ｐ ｅ ｈ ｅ ｓ ｌｒ ｐ ｎ ｌ ｆ ｔｅ ｐ ｗ ｒ ｓ ｔ ｎ ｈ ｓ ｔ ｅ ｘ ｍ ｌ ＋Ｔ ｏａ ａ ｅｓ ｏ ｈ ｏ ｅ ｔ ｉ ａ ａｏ ｈ ｔｔｌ ｐ ｗ ｒ ｏ ８３ ０ ｄ ｃ ｍｐ ｉｅ １ ８ ｐｅ ｅ １ ０ ｏａ ｏ ｅ ｆ １ ０ Ｗ ａ ｏ ｒ ｓ ０ ｉｃ ｓ ７ ｎ ｓ ｓ ｇｅ ｃ ｙ ｔｌ ｎ ｉｃ ｎ ｓ ｌ ｅ ｌ ｍａ ｅ ｂ Ｋ Ｉ ｃ ｉ ｉ ｌ ｒｓａ ｉｅ ｓ ｉｏ ｏａ ｃ ｌ ｄ ｙ ＭＳ ｎｒ ｉｉｅ ｎｏ ９ ｇｏ ｐ ｎ ａ ａ Ｔ ｏａ ａ ｅｓ ａｅ ｄｖｄ ｄ ｉｔ ｒｕ ｓａ ｄ ａ ｎ ｈ
电气工程新技术专题-太阳能光伏发电并网技术研究
太阳能光伏发电并网技术研究0 引言随着以新能源及可再生能源为代表的微型能源发电技术、分布式发电技术以及储能技术的飞速发展，新能源并网发电正在逐渐成为研究的热点。
而太阳能光伏发电作为新能源并网发电的重要组成部分，对分布式发电技术的深入研究和发展有着重要作用。
本篇论文主要从系统和存在问题两个方面对太阳能光伏发电并网系统进行研究总结，论文首先介绍了光伏发电的研究现状和基本组成和基本技术，接着联系实际对光伏发电并网大电网面临的问题进行了总结并提出了对策，从而引导其有序发展，充分发挥可再生能源的优势，实现大电网与光伏发电等分布式可再生能源发电的协调发展。
1 光伏并网发电系统简介分布式发电也称分散式发电或分布式供能，一般指以新能源和可再生能源为主的小型的发电装置就近布置在负荷附近的发电方式。
新能源想要向电力用户提供优质的供电服务，主要依靠分布式发电技术和储能技术相结合。
新能源和可再生能源包括水能、风能、太阳能、生物质能、地热能和海洋能等，国内外在新能源利用和开发方面，将风力发电、太阳能光伏发电和燃料电池技术作为当前电气工程重要的研究领域和发展方向。
光伏并网发电是太阳能利用的一种形式，它可将光伏电池组件转换的直流电经逆变器逆变后向电网输送能量，可在一定程度上能缓解能源紧张的问题。
目前，我国的光伏产业还处于起步阶段，还有很多问题需要解决。
我国政府也高度重视光伏并网发电，并逐步推广“屋顶计划”。
太阳能光伏并网发电正在由补充能源向替代能源方向迈进。
2 太阳能光伏发电的研究现状和发展前景2.1 国内外研究的现状太阳能光伏发电产业是20世纪80年代以来世界上增长最快的高新技术产业之一。
目前国际上对太阳能资源己经十分重视。
20世纪70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。
利用太阳能发电的光伏发电技术被用于许多需要电源的场合，上至航天器，下至儿童玩具，光伏电源无处不在。
50MW光伏电站方案研究及设计--毕业设计（论文）
50MW光伏电站⽅案研究及设计--毕业设计（论⽂）青海海东市50MW并⽹光伏电站⽅案研究及设计摘要随着常规能源越来越少，以及其燃烧造成的环境恶化，使⼈们不得不考虑使⽤新型能源来代替常规能源。
太阳光伏发电以其环保，节能，低碳的特性成为世界各国竞相发展的产业。
本设计报告通过对青海省海东市地形地貌，⽓候环境和政策条件进⾏综合分析，包括当地太阳辐照量、全年平均⽇照时数等内容。
并根据以上数据选择海东市乐都区寿乐镇西南⽅位的弃耕地作为建站地址，并对此地址进⾏了可⾏性分析,电站占地⾯积约为1654亩。
然后选择适合当地条件的光伏发电设备，对太阳能电池组件和逆变器的电压和电流进⾏匹配，再通过计算结果得到合适的太阳能电池组件串并联数量为18个组件串联，16个串联组件再并联。
通过对太阳电池组件数量，逆变器数量，⼟地价格等进⾏估算，得出本光伏电站建造成本约为15.19亿元。
最后估算未来25年内本光伏电站发电量，结合当地的电价和政府补贴政策，算出成本回收年限约为8~9年。
关键词：环境保护；太阳能；光伏电站；太阳电池组件；Research and design of 50MW grid connected photovoltaic power station in Haidong City of Qinghai Province ABSTRACTWith the reduction of conventional energy, and environmental degradation caused by burning, people have to consider the use of new energy sources to replace conventional energy. Solar photovoltaic with that environmental protection, energy saving, low carbon characteristics become the world's development of the industry.Based on the comprehensive analysis of the topography, climate, environment and policy conditions in Qinghai Province, this design report includes the local solar radiation, the annual average sunshine hours and so on. And according to the above data, we choose the abandoned farmland in the southwest of Ledu District, the city of, as the site address, and the feasibility of this address is analyzed. Choose to suit local conditions of photovoltaic power generation equipment, to match to the solar cell module and inverter of voltage and current, by calculating the appropriate solar cell module parallel number 18 components series strings, 16 series components connected in parallel. Finally, we estimate the next 25 years the photovoltaic power generation capacity, combined with the price of local and government subsidy policy, calculated the cost recovery period of about 8 ~ 9 years.KEY WORDS: solar energy ；solar module；the low carbon；environmental protection⽬录第1章绪论 (5)1.1 光伏发电发展历史 (7)1.2 光伏发电原理 (7)1.3 光伏发电国内外发展情况 (8)第2章项⽬选址 (10)2.1 项⽬选址原则 (10)2.2 项⽬选址地点概况 (11)2.3 项⽬选址地点可⾏性研究 (12)第3章太阳能资源分析 (14)3.1 我国太阳能资源的分布情况 (14)3.2 选址地⽓候资料统计 (15)第4章光伏发电系统简介及设备选型 (19)4.1 光伏发电系统 (19)4.1.1并⽹光伏发电系统原理 (19)4.1.2并⽹光伏发电系统组成 (19)4.2 光伏发电系统设备选型 (20)4.2.1太阳能电池组件选型 (20)4.2.2逆变器选型 (20)4.2.3汇流箱选型 (21)4.2.4直流配电柜选型 (21)4.2.5交流配电柜选型 (21)4.2.6其他设备选型 (21)第5章光伏阵列排布及计算 (25)5.1 太阳能电池阵列排布 (25)5.2电池组件串联的串联电压匹配计算 (28)5.3电池组件并联的并联电流匹配计算 (31)5.4光伏发电系统设备数量计算 (32)第6章光伏电站效益分析 (33)6.1 项⽬投资预算 (33)6.2 经济效益分析 (34)6.3 环境效益分析 (34)6.4 社会效益分析 (35)结论 (36)谢辞 (37)参考⽂献 (38)附录 (39)外⽂资料翻译 (40)第1章绪论1.1 光伏发电的发展历史光伏发电这个词汇发展到今⽇，⼤家已经⽿熟能详。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图２
并网运行的光伏发电系统框图
Ｆｉｇ．２ Ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｇｒｉｄ－ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｓｙｓｔｅｍ
２ 太阳能电池板
２．１ 性能参数
太阳能电池板是直接将太阳能转换为电能的关键 部 位 ， 本 项 目 的 太 阳 能 电 池 板 由 日 本 ＭＳＫ 公 司 捐 赠 。 国际国内已能商品化生产的太阳能电池板分别 为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池板 ， 其发电效 率分别为１２％￣１３％、１０％￣１２％、４％￣６％， 单晶硅发电 效 率 最 高 ， 价 格 也 最 贵 ， 达 到 ４５ 元 ／Ｗ， 占 地 面 积 最 省。目前国内多选用多晶硅太阳能电池板。日本 ＭＳＫ 公司提供目前国际上领先的 １７０ 型单晶硅太阳能 电池 板 ， 共计 １１２块 ， 其性能参数指标详表 １。
ＥＬＥＣＴＲＩＣＩＴＹ
１．２ 并网运行
在有公共电网的地区 ， 光伏发电一般与电网连接 ， 即并网运行方式。本电站项目即采用此种方式。光伏并 网发电系统是将许多独立的太阳能发电系统的电力通过 并网逆变装置并入常规电网， 把常规电网作为光伏发电 系统的载体 ， 与常规电网实现高品质电能的双向传输 ， 其系统结构如图２所示。在本系统中， 逆变器起关键作用， 它具有同电网连接功能， 即①具有高性能滤波电路， 使 逆变器交流输出的电能质量很高， 不会对电网质量造成 污染， 满足国家电网电能质量要求； ②在输出功率≥５０％ 额定功率 ， 电网波动 ＜５％ 情况下 ， 逆变器的交流输出 电流总谐波分量 ＜５％ ， 各次谐波分量 ＜３％ ； ③ 在运行 过程中需要实时采集交流电网的电压信号， 通过闭环控 制使得逆变器的交流输出电流与电网电压的相位保持一 致， 功率因数能保持在１．０附近， 具备反弧岛保护措施。
表１ 标称 功率 工作 电压 太阳能电池板参数
图３
太阳能电池板安装图
Ｆｉｇ．３ Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ
２．４ 光伏阵列设计需考虑的问题
光伏阵列的寿命几乎不取决于太阳能电池板本
尺寸 （ ｍｍ）
Ｔａｂ．１ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ
ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒｉｄ － ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｏｌａｒ ｐｈｏｔｏ － ｖｏｌｔａｉｃ ｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｇｒｉｄ － ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｏｌａｒ ｐｈｏｔｏ － ｖｏｌｔａｉｃ ｐｏｗｅｒ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ． Ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ｐａｎｅｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｈａｓ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｐｏｗｅｒ ｏｆ １８ ３６０Ｗ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ １０８ ｐｉｅｃｅｓ １７０ ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｍａｄｅ ｂｙ ＭＳＫ Ｉｎｃ． ｉｎ Ｊａｐａｎ． Ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ｐａｎｅｌｓ ａｒｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ９ ｇｒｏｕｐｓ ａｎｄ ａ ＳＭＣ６０００ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ ｅａｃｈ ３ ｇｒｏｕｐｓ． Ｔｈｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ ａｒｒａｙ ｉｓ ３５ ａｎｄ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ， ｓｕｃｈ ａｓ， ｗｉｎｄ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｔｃ．， ａｒｅ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ． Ｔｈｅ ＳＢＣＰ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｆｅｒ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ “ｉｓｌａｎｄ ｅｆｆｅｃｔ” ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ ｆｏｒ ｏｎｅ ｄａｙ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｌｉｓｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ Ｓｏｌａｒ ｐａｎｅｌｓ Ｓｏｌａｒ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｉｓｌａｎｄ ｅｆｆｅｃｔ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ
Ｂｏｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌｕｓ （ＳＢＣＰ） 控制 器 进 行 系 统 监 测 和 数 据
传输， 它配有模拟和数字输入输出通道， 可以通过
ＲＳ４８５通讯电缆将 ３台 ＳＭＣ６０００逆变器联接 ， 然后再与 ＳＢＣＰ控制器相连即可。
图１ 独立运行的光伏发电系统框图 Ｆｉｇ．１ Ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｇｒｉｄ－ ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｓｙｓｔｅｍ
太阳能光伏发电并网电站设计与研究 （ 黄磊 ）
１９
６７
!"#$
２００７ 年第 ２ 期
!
ＢＵＩＬＤＩＮＧ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ
Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ａ ｓｔｕｄｙ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ
能源危机与环境污染是构建和谐社会和可持续 发展所面临的重大挑战。开发新能源和将可再生能源 作为我国未来能源的重要组成部分已十分迫切。太阳 能是一种清洁的、取之不尽的可再生能源 ， 利用太阳 能发电是开拓新能源和保护环境的有效途径。而太阳 能光伏发电是新能源和可再生能源中最具有发展前途 的方式之一 ， 对环境不会造成任何污染。太阳能光伏 发电系统是利用光伏组件半导体材料的“光伏效应” ， 将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。
型号 开路 电压 工作 电流 短路 电流
身 ， 而是与组件的封装包括连接引线及接插件的质量 等有极大关系 ， 所以设计中对以下各方面的情况都要 加以考虑 ：
ＳＭＫ－ １７０ １７０Ｗｐ
３６Ｖ
４４．４Ｖ
４．７２Ａ ５．７２Ａ ８００× １ ６００
ａ． 各阵列的导线均由ＰＶＣ导线管保护。 ２．２ 太阳能电池板的连接方式
因太阳能电池方阵的发电量与其接收的太阳辐射 能成正比 ， 所以方阵的安装方位和太阳电池阵列的倾 角非常重要 ， 将太阳能电池板放在华中科技大学一号 楼屋顶 ， 能直面太阳 ， 不受建筑物的阴影遮挡。本设 计的方位为正南方设计。根据计算和武汉的纬度 ， 以 及考虑增大冬季发电量的需求 ， 太阳能电池板倾角增 大了一些 ， 设计倾角为３５° ， 采用钢架支撑 ， 底部采用 通长的１００ｍｍ× １２．５ｍｍ镀锌槽钢固定 ， 详图３。
光电板 型号
表２
太阳能电池板连接方式 每路串接 每台逆变 并网逆变 电池板数 器输入路 器的数量 量 数
Ｔａｂ．２ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｗａｙｓ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ
逆变器 型号 总功率 （ Ｗ）
ＳＭＫ－ １７０ ＳＭＣ６０００
１２
３
３
１８ ３６０
２．３ 太阳能电池阵列的倾角
设计考虑三相平衡 ， 共选取 １０８ 块太阳能电池板 ， 分 ９组 ， 每组 １２块。每 ３组为一相接一个逆变器 ， 每个 逆变器容量为６ｋＷ， 具体连接方式详表２。
２０
６８
ｂ． 方阵的支架和基础设计牢固 ， 能经受武汉地区
最大风力的考验。
ｃ． 考虑到季节和日夜温差变化， 在电池组件安装时，
要精心安装调整， 不让玻璃受过大的应力 （ 例如安装时
２００５ 年 ６￣８ 月 ， 我校经过多次技术研讨 ， 决定在
华中科技大学校内兴建太阳能光伏发电并网示范电站 项目 ， 并将此项目设在校内景观地带—— —华中科技大 学国际学术交流中心喷泉广场。
１ 太阳能光伏发电系统运行方式
运行方式基本可分为二类， 即独立运行和并网运行。
１．１ 独立运行
独立运行的光伏发电系统是靠光电转换来发电， 需 要有蓄电池做储能装置 ， 其系统结构如图１所示。它主 要由太阳能电池阵列、蓄电池组、充电控制器和逆变控 制器等组成 ， 适用于无电网的边远地区及人口分散地 区。由于必须配置蓄电池储能装置， 所以整个系统造价 较高。
适度等） ， 避免玻璃的损坏。 ｄ． 为便于分路控制 ， 太阳电池方阵分为多个支路 接入直流控制部分 ， 同时各个支路分别接有断路器。
事故的发生 ， 当停电对设备和线路进行检修时 ， 必须 先断开并网逆变器。同时 ， 逆变器均带有隔离变压器 ， 使得逆变器的直流输入和交流输出之间电气隔离开来。 直流侧的光伏组件阵列为“浮地” ， 正负极与地之间都 没有电气连接 ， 且逆变器在运行过程中 ， 随时检测直 流正负极的对地阻抗 ， 从而保证了逆变器直流侧的短 路故障不会影响到电网。 在 系 统 数 据 通 讯 系 统 中 ， 使 用 了 ＳＭＡ 的 Ｓｕｎｎｙ
ｅ． 为防止人身误接触太阳能电池板方阵产生的高
电压大电流 ， 整个太阳能电池板方阵进行可靠的接地。
ｆ． 太阳能电池板设在屋顶 ， 应做防雷措施 ， 设计
选用避雷针作为防直击雷装置。
３ 逆变器
设计 采 用 ３ 台 高 效 逆 变 器 ＳＭＣ６０００， 每 台 逆 变 器 具有光伏最大功率跟踪功能 ， 可以实现太阳能电池板 与逆变器的最大可能的匹配 ， 提高综合发电量。采用 多台逆变器结构 ， 使系统具有冗余特 性 ， 可靠性高。 各逆变器的输出直接在交流侧并接 ， 并可通过统一交 流 ２２０Ｖ电缆与电网并接。 内置电脑控制系统记录运行数据功能 ， 采用计算 机及专业软件 ， 通过数据采集控制器对 太阳能电池板运行数据及逆变器参数等 进行监控。系统实现全自动运行 ， 无需 人员操作 ， 可靠性高 ， 维护方便。 采用了两种“孤岛效应”检测方法 ， 包括被动式和主动式两种。被动式检测 方法指实时检测电网电压的幅值、频率 和相位 ， 当电网失电时 ， 会在电网电压 的幅值、频率和相位参数上 ， 产生跳变 信号 ， 通过检测跳变信号来判断电网是 否失电。主动式检测方法指对电网参数 产生小干扰信号 ， 通过检测反馈信号来判 断电网是否失电。其中一种方法就是通 过测量逆变器输出的谐波电流在并网点 所产生的谐波电压值 ， 通过计算电网阻 抗来进行判断 ， 当电网失电时 ， 会在电 网阻抗参数上发生较大变化 ， 从而判断 是否出现了电网失电情况。 此外 ， 在并网逆变器检测到电网失 电后 ， 会立即停止工作 ， 当电网恢复供 电时 ， 并网逆变器并不会立即投入运行 ， 而是需要持续检测电网信号在一段时间 （ 如９０ｓ） 内完全正常 ， 才重新投入运行。 需要指出的是 ， 任何一种 “孤岛效 应”的检测的方法均具有其局限性 ， 要 同时从电站管理上来杜绝检修人员伤亡