大中型地面光伏电站设计要点

1.13两级汇流箱配置
• 一级汇流箱一般由熔断器、断路器、浪涌保护器组成，一级汇流箱不可省略。 • 二级汇流箱又称直流柜，如果逆变器内有断路器且与汇流箱一一对应，二级汇
流箱可省略。 • 二级汇流箱如果是断路器，一级汇流箱断路器可由负荷开关代替。 • 一级或二级汇流箱可选择智能型，测量直流电压和电流。
选址前由拟建设地的省发改委核准 选址后规划局国土资源局用地审批 环境/水土保持/压矿/地质灾害/文物评价
设备采购招标、施工单位招标（或EPC招标） 有资质设计咨询院地勘及编制可研报告
工程施工、项目组织管理 设备调试、系统联调 系统试运行、验收检测 电站投运
省发改委组织可研评审(有资质中介主办)
有资质电力设计咨询院编制接入系 统方案，报省电力公司审批
社会公众关注：
• 供电可靠性 • 环境的影响 • 火灾、安全
制造商关注：
• 成本与价格 • 市场与竞争 • 性能与质量
上述因素是光伏系统不断技术进步的原动力!
1.6光伏电站建设流程（10∽30MW，6个月）
项目选址、资源分析、政策咨询 编制可研报告、初步设计 电网接入方案评审
组件及逆变器选型、系统优化、工程设计
1.9光伏方阵最小间距计算
冬至日：上午9:00~下午15:00
光伏方阵最小间距计算公式： D=(0.707×H ) ÷tg[arcsin(0.648× cosφ-0.399×sinφ) ] φ---电站所在地纬度
光伏方阵最小间距计算示意图
以上计算公式是冬至日6小时的光照不遮挡，对于西北地区廉价的土地 和日照时间较长的特点，建议适当增大方阵间距，从而获得更多的发电 量。
1.10光伏方阵抗风能力设计
光伏方阵抗风能力的设计（右图）， 需依据GB50009- 2006 建筑结构荷载规范、 GB50017- 2003《钢结构设计规范》。
• 需要计算受风梁在受风条件下的弯曲应力 和弯曲度；
• 需要计算支撑臂在顺风条件下的压曲强度 和逆风条件下的拉伸强度；
• 需要计算受风条件下，螺栓剪切力（折断 力）的耐受强度。
1.12汇流箱设计
主要性能特点：
• 防护等级IP54或IP65，满足室外安装 要求
• 箱体金属材质，25年使用寿命 • 直流耐压DC1000V • 8进1出、12进1出、16进1出可选 • 正、负极配有光伏专用保险丝，耐压
DC1000V • 直流开关和光伏专用防雷模块 • RS485通讯（标配）/无线通讯（选配） • 具有金太阳认证/TUV认证
1.4大中型地面光伏电站应用方案
预装箱式逆变器与欧式箱变 35KV升压变与开关设备 110KV升压变与开关设备
预装箱式逆变器与美式箱变 MNS低压开关柜
110KV集成GIS开关柜
1.5各方关注的重点
电网企业关注：
• 电能质量 • 调度能力 • 电网安全
投资商关注：
• 投资收益 • 投资回报率 • 建设速度与质量
1.3大中型地面光伏电站主接线方案
主要特点：
分块发电、集中并网
扩容方便，可以从几十兆瓦扩容到上百兆瓦。 光伏发电系统经逆变升压后送入电网并网发电。 选用大功率无隔离变压器并网逆变器（如500kW、630kW）。 通常采用一次升压方案，提高系统发电量。 接入电网电压等级为10kV、35kV、110KV。
1.7站址选择三大原则
自然条件的调查： 太阳辐射量，地理位置，交通条件，水源等。
接入电网条件： 与接入点的距离，接入点的出线间隔。
环境影响： 有无遮光的障碍物，有无盐害、公害和自然灾害，冬季的积雪、结冰、
雷击灾害状态。
1.8最佳倾角设计
定义 对于固定式安装组件，最佳倾角即光伏系统全年发电量最大时的倾
小型光伏电站：容量KW级，接入电压等级0.4KV及以下。 中型光伏电站：10MW∽30MW，接入电压等级10KV∽35∽110KV。 大型光伏电站：30MW以上，接入电压等级66KV及以上。 注：各容量下的电压与钢芯铝绞线的关系 1、10MW在10KV/35KV最大电流为577A/165A，铝导线LGJ-240/LGJ-50 2、20MW在10KV/35KV最大电流为1155A/330A，铝导线LGJQ-700/LGJ-95 3、30MW在35KV/110KV最大电流为495A/155A，铝导线LGJ-185/LGJ-50 4、50MW在35KV/110KV最大电流为825A/263A，铝导线LGJQ-400/LGJ-70 以上可知10KV电压等级一般不超过20MW，30MW及以上尽量选用110KV。
1.13汇流箱三大件的选配
熔断器的选配：熔断器的额定电流≥1.56 ×组件短路电流Ics 例如：力诺产190W单晶硅Isc=5.56A，熔断器电流=1.56×5.56=8.7A，查熔断 器手册，选10A熔断器熔丝。 断路器的选配：断路器瞬时脱扣电流≥1.1（各汇流支路工作电流之和）； 因为Isc/组件工作电流Impp≤1.1。 例如：16进1出汇流箱，连接力诺产190W单晶硅组件，输出电流16 ×5.15A= 82.4A ×1.1=90.64A，选125A塑壳，脱扣100A的断路器。 浪涌保护器（SPD）：最大持续工作电压Uc＞1.3Uoc（组件串开路电压）； 最大泄放电流Imax≥15KA；电压保护等级Uc＜Up＜Unb（逆变器耐压） 例如：力诺产190W单晶硅Uoc=44.31V，16串组件Uoc=709V×1.3=922V=Uc， 922V＜Up＜Unb，取Unb=1.5KV，Unb一般不大于5KV。
角。组件的安装倾角对系统的发电量影响很大。
计算工具： ---可再生能源工程分析软件（RETScreen） ---太阳能光伏系统设计软件（PVsyst) ---根据当地气象部门提供的日照辐射数据，计算多年的不同角度倾斜面 上各月日平均太阳总辐射量，进行比较后得出最佳倾角。
➢ 倾角相差10度，则系统发电量损失2%~5%。
光伏方阵抗风能力设计示意图
1.11光伏组件串并联设计原则
• 根据串联电路电流处处相等、电流就小不就大原则，I1=5.03 I2=4.97 • I1电池串电压=36.92+36.92+36.92+36.92+36.92=184.6V • I2电池串电压=35.18+36.17+36.92+35.26+34.42=177.95V • 根据并联电路电压处处相等、电压就低不就高原则，Uab=177.95V
大中型地面光伏电站设计要点
山东力诺太阳能电力工程有限公司 夏征勇
地面
山坡
单轴
一、大中型地面光伏电站的设计要点 二、大中型地面光伏电站建设过程中存在的问题及优化 三、日喀则、德令哈工程案例
1.1地面光伏电站典型分类
地面固定安装系统 平单轴跟踪系统
斜单轴跟踪系统
双轴跟百度文库系统
聚光跟踪系统
1.2地面光伏电站容量及电压匹配