浅谈光伏阵列电站总平面的布置

浅谈光伏阵列电站总平面的布置
1.概述
本文以西北地区某光伏电站为例介绍总平面布置流程，该电站组件采用255Wp多晶硅组件，主要参数为：外形尺寸1640*992*40（长*宽*厚，单位为毫米），峰值功率255Wp，最佳工作电压30.3 V，最佳工作电流8.26 A，开路电压37.3 V，短路电流8.90 A，开路电压温度系数-0.33﹪/℃。

逆变器采用国产500kW逆变器，最高允许直流输入电压为1000V，输入电压MPPT工作范围为450～850V。

2.光伏电站总平面布置流程
2.1.串并联数设计
根据《光伏发电站设计规范》GB50797-2012中6.4.2相关公式，可以计算出，本工程光伏组件串联数量为22。

按上述最佳太阳能光伏组件串联数计算，则每一个组件串的额定功率容量为5.61kWp。

对应于所选500kW逆变器，至少需要90个组件串。

考虑逆变器效率、系统损失及逆变器1.1倍过载系数，最终确定每个500kW逆变器所配光伏组件串数为90～98路。

2.2.方位角选择
固定式支架一般朝正南方向放置。

2.3.计算倾角
目前，在光伏电站的工程设计当中，有三种方法比较广泛的应用于最佳倾角的选择，分别是：RETScreen软件、PVSystem软件，及Klein.S.A和Theilacker.J.C 的天空异向模型公式。

理论计算和实践结果都表明，在最佳倾角附近选择倾角，倾斜面上的总辐射量相差很少；在工程项目设计中，为减少占地，节省投资，可以选择较小的倾角。

本工程通过计算，光伏阵列安装最佳倾角取36°。

2.4.间距计算
光伏阵列间距按以下原则进行布置：根据《光伏发电站设计规范》条文说明部分的第七节“站区布置”，无论是固定式还是跟踪式均应保证全年9：00～15：
00（当地真太阳时）时段内光伏方阵不应被遮挡，即冬至日当天9：00～15：00时段内光伏阵列不应被遮挡。

2.5.总平面布置
先布置一个发电单元，再结合地形进行整体布置、路网规划及局部调整。

3.总平面布置方案比选
方案一：阵列2行22列竖排布置，通过计算，阵列南北中心距7.78米，考虑0.2米施工误差，取8米。

此方案平面布置如图1，占地15770平方米，共94个阵列，装机规模1054.68kWp，每个1MW发电单元占地14950平方米/MW。

方案二：阵列4行11列横排布置，通过计算，阵列南北中心距为9.44米，考虑0.2米施工误差，取9.7米。

此方案平面布置如图2，占地16858平方米，共布置有94个光伏阵列，装机规模1054.68kWp，每个1MW发电单元占地15980平方米/MW。

方案三：阵列2行22列横排布置，通过计算，阵列南北中心距为4.69米，考虑0.2米施工误差，取4.9米。

此方案平面布置图如图3，占地17122平方米，共90个组串，装机规模1009.8kWp，每个1MW发电单元占地16960平方米/MW。

图1 2行22列竖排布置图2 4行11列横排布置图3 2行22列横排布置横向布置方案中，每个阵列可选2行和4行，2行安装方便，但占地最大，电缆、钢材等工程量会增加，总投资成本增加，但发电量未有有效提高，不可取。

4行11列横排布置比2行22列竖排布置单位MW占地面积大，电缆、钢材等工程量相应增加，且施工时最上面一块板安装较费劲，后期组件的维护清洁不方便。

4.结论
通过比较，竖排布置方案较优，规模越大越明显。

2014年9月1号国土资源部出台《节约集约利用土地规定》，指出要完善现有的标准体系，并继续进一步研究诸如光伏产业、公共图书馆、博物馆等用地的标准。

节约土地及光伏用地规范也将是光伏电站总平面布置的大原则。

有文献通过理论分析指出，横排布置能在某种程度上提高发电量，但是，光伏电站发电量与光伏电站运维管理水平有很大关系，因此目前尚无实际运行电站的对比数据，随着对已运行光伏电站数据
的不断收集，作者将更进一步论证各种布置方式的优劣，提出更为合理的光伏电站总平面布置方案，供光伏发电从业人员参考。

参考文献
[1] GB50797-2012《光伏发电站设计规范》[M].北京：中国计划出版社，2012
[2] 丁明，刘盛，徐志成.光伏阵列改进优化设计方法与应用[J].《中国电机工程学报》.2013.34.
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[4] 陈薇. 光伏发电站总平面布置调查及研究.《城市建设理论研究》[J].2013年第1期
[5] 范忠瑶.不同光伏组件布置方式下发电量比较.《中国电力教育》[J].2013第36期。