【文章內(nèi)容簡介】 緯40176。04′。平均海拔1200m，距國道215線1 km。距110KV、容量為51500KVA的楊家橋變電站11 km。㎡，日照小時數(shù)3362h，最大陣風風速14m/s，沙塵天數(shù)7d/y?！妫瑘龅亻_闊、平坦，周圍無高大建筑和遮擋物，土質(zhì)為砂礫戈壁灘，地下水水位35m。站點處于敦煌—黨河—玉門關(guān)—雅丹地貌旅游線路必經(jīng)之地。見附件。場址建設(shè)條件：（1）富集的太陽光照資源，保證很高的發(fā)電量；（2）靠近主干電網(wǎng)，以減少新增輸電線路的投資；（3）主干電網(wǎng)的線徑具有足夠的承載能力，在基本不改造的情況下有能力輸送光伏電站的電力；（4）離用電負荷中心市區(qū)13km，以減少輸電損失；（5）便利的交通、運輸條件和生活條件；（6）場地開闊、平坦，擴容空間大；（7）能產(chǎn)生附加的經(jīng)濟、生態(tài)效益，有助于抵消部分電價成本；（8）良好的示范條件，讓公眾認識和接受光伏發(fā)電技術(shù)，具有一定的國際影響力。地理地貌：敦煌以黨河水庫下游位沖積扇平原。沙棗墩以東原為黨河原左河道，原黨河經(jīng)過多年沖刷改道，形成現(xiàn)在的永久性固定渠道。在河道以北形成了廣闊的砂礫石戈壁和沙址地帶。地質(zhì)狀況：該地段屬沖積扇平原頂部，海拔在1050－1400米之間，屬永久固定性砂礫石戈壁，無洪水侵擾，地域開闊，經(jīng)水文地址部門鉆探砂礫層厚度為10－12米，12－25米為沙質(zhì)土層，25－40米為細砂礫土層。凍土深度：凍土與地溫度的變化有密切的關(guān)系。當?shù)販亟档?℃以下時，土壤開始凍結(jié)。一般10月就出現(xiàn)夜凍日消現(xiàn)象，11月下旬進入穩(wěn)定凍結(jié)期。隨著氣溫的降低，凍土厚度逐漸加深。最大凍土深度發(fā)生在2月下旬或3月上旬。從3月上旬凍土的上下限開始解凍，直到4月凍土化通，大約有一個月的凍土化期。場地結(jié)論：場地地形平坦，地表水排泄通暢，地下水位埋藏很深，巖土體含水量很小，鹽漬土主要分布于鼻標的含碎石粉砂層，場址區(qū)未發(fā)生大面積的鹽漬化，地基土仍保持原狀土層較高的物理力學性質(zhì)，不會對建筑物基礎(chǔ)構(gòu)成較大影響，建議在下一步的工作中進一步查明鹽漬土在場地區(qū)內(nèi)平面上和垂直方向上的分布規(guī)律。為了防止生產(chǎn)、生活用水可能對建筑物周圍的巖土產(chǎn)生次生鹽漬化和對混凝土及鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性，對土壤特性進行化驗分析，必要時在土建設(shè)計施工時，采用抗酸水泥，并切實做好生產(chǎn)生活用水管理和廢水的有序排放，防止對建筑物地基產(chǎn)生不良影響。光電場集控中心及升壓變電所和光伏陣列、箱變位置應(yīng)盡量避開沖溝，并考慮采取相應(yīng)的防洪工程措施。五、太陽能光伏電站預選方案設(shè)計敦煌市10MWp的太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，推薦采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案，將系統(tǒng)分成10個1MWp的光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，最終實現(xiàn)將整個光伏并網(wǎng)系統(tǒng)接入35KV中壓交流電網(wǎng)進行并網(wǎng)發(fā)電的方案。本系統(tǒng)按照10個1MWp的光伏并網(wǎng)發(fā)電單元進行設(shè)計，并且每個1MW發(fā)電單元采用4臺250KW并網(wǎng)逆變器的方案。每個光伏并網(wǎng)發(fā)電單元的電池組件采用串并聯(lián)的方式組成多個太陽能電池陣列，太陽能電池陣列輸入光伏方陣防雷匯流箱后接入直流配電柜。（一）太陽能電池陣列設(shè)計太陽能光伏組件選型（1）單晶硅光伏組件與多晶硅光伏組件的比較單晶硅太陽能光伏組件具有電池轉(zhuǎn)換效率高，商業(yè)化電池的轉(zhuǎn)換效率在15%左右，其穩(wěn)定性好，同等容量太陽能電池組件所占面積小，但是成本較高，每瓦售價約3640元。多晶硅太陽能光伏組件生產(chǎn)效率高，轉(zhuǎn)換效率略低于單晶硅，商業(yè)化電池的轉(zhuǎn)換效率在13%15%，在壽命期內(nèi)有一定的效率衰減，但成本較低，每瓦售價約3436元。兩種組件使用壽命均能達到25年，其功率衰減均小于15％。（2）根據(jù)性價比本方案推薦采用165WP太陽能光伏組件，全部為國內(nèi)封裝組件，其主要技術(shù)參數(shù)見下表： 表12太陽能電池組件性能參數(shù)表峰值功率 （Wp）165短路電流 （Isc）177。開路電壓 （Voc）29177。峰值電壓 (Vmp)177。峰值電流 (Imp)177。額定工作溫度 (℃)43177。2抗風力或表面壓力2400Pa,130km/h絕緣強度DC3500V,1min, 漏電電流≤50沖擊強度227g鋼球1m自由落體,表面無損外形尺寸 (mm)131699246重量 (kg)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)效率計算并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率由光伏陣列的效率、逆變器效率、交流并網(wǎng)等三部分組成。（1）光伏陣列效率η1：光伏陣列在1000W/m2太陽輻射強度下,實際的直流輸出功率與標稱功率之比。光伏陣列在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失包括：組件的匹配損失、表面塵埃遮擋損失、不可利用的太陽輻射損失、溫度影響、最大功率點跟蹤精度、及直流線路損失等，取效率85%計算。(2)逆變器轉(zhuǎn)換效率η2：逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比，取逆變器效率95%計算。（3）交流并網(wǎng)效率η3：從逆變器輸出至高壓電網(wǎng)的傳輸效率，其中主要是升壓變壓器的效率，取變壓器效率95%計算。（4）系統(tǒng)總效率為：η總＝η1η2η3＝85%95%95%=77%傾斜面光伏陣列表面的太陽能輻射量計算從氣象站得到的資料，均為水平面上的太陽能輻射量，需要換算成光伏陣列傾斜面的輻射量才能進行發(fā)電量的計算。對于某一傾角固定安裝的光伏陣列，所接受的太陽輻射能與傾角有關(guān)，較簡便的輻射量計算經(jīng)驗公式為：Rβ＝S[sin(α+β)/sinα]+D式中：Rβ——傾斜光伏陣列面上的太陽能總輻射量S ——水平面上太陽直接輻射量D ——散射輻射量α——中午時分的太陽高度角β——光伏陣列傾角 根據(jù)當?shù)貧庀缶痔峁┑奶柲茌椛鋽?shù)據(jù)，按上述公式計算敦煌市不同傾斜面的太陽輻射量，具體數(shù)據(jù)見下表：表10敦煌市不同傾斜面各月的太陽輻射量（KWH/m2）傾角β30176。34176。36176。38176。40176。42176。44176。46176。50176。1月1441472月3月1964月5月2396月7月8月9月19810月19211月12月全年227022702268226322572239從上表的計算可以看出，176。,傾角等于40176。時全年接受到的太陽能輻射能量最大,%。確定太陽能光伏陣列安裝傾角為40176。太陽能光伏組件串并聯(lián)方案250KW并網(wǎng)逆變器的直流工作電壓范圍為：450Vdc～880Vdc，最佳直流電壓工作點為：560Vdc。太陽能光伏組件串聯(lián)的組件數(shù)量Ns=560/177。=24（塊），這里考慮溫度變化系數(shù),取太陽能電池組件18塊串聯(lián),單列串聯(lián)功率P= 18165Wp=2970Wp；單臺250KW逆變器需要配置太陽能電池組件串聯(lián)的數(shù)量Np=250000247。2970≈85列， 1MWP太陽能光伏電伏陣列單元設(shè)計為340列支路并聯(lián)，共計6120塊太陽能電池組件。整個10MWp系統(tǒng)所需165Wp電池組件的數(shù)量M1=106120=61200（塊）。該工程光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)需要165Wp的多晶硅太陽能電池組件61200塊,18塊串聯(lián),3400列支路并聯(lián)的陣列。太陽能光伏陣列的布置（1）光伏電池組件陣列間距設(shè)計為了避免陣列之間遮陰,光伏電池組件陣列間距應(yīng)不小于D:D=〔arcsin()〕式中Φ為當?shù)氐乩砭暥?在北半球為正，南半球為負)，H為陣列前排最高點與后排組件最低位置的高度差）。根據(jù)上式計算，求得：D=5025㎜。 （2）太陽能光伏組件陣列單列排列面布置見下圖：（3）10MWP太陽能光伏組件陣列布置見下圖： 4）總占地面積計算：10MWp太陽能光發(fā)電場由1700個單列太陽能光伏陣列構(gòu)成。占地面積=935472 =。土建設(shè)計 （1）10MWp光電場總占地面積 =935米472米= 441400平方米 （2）光伏陣列占地約316000㎡，電站房屋建筑面積約3600平方米。其中：辦公室、展廳、食宿樓：40m20m2=1600㎡；機房、控制室：80m20m10=1600㎡；工作間、庫房及其它： 20m20m=400㎡；（3），圍欄總長度：(935+472)2=2814m；（4）方陣支架基礎(chǔ)用鋼筋混凝土現(xiàn)澆，預埋安裝地腳螺栓?？傆?100個基礎(chǔ)，單體基礎(chǔ) 。10004002000（二）太陽能光伏方陣直流防雷匯流箱設(shè)計 如上圖所示，光伏陣列防雷匯流箱具有以下特點：（1） 滿足室外安裝的使用要求；（2） 同時可接入6路太陽電池串列，每路電流最大可達10A；（3） 接入最大光伏串列的開路電壓值可達DC900V；（4） 熔斷器的耐壓值不小于DC1000V；（5） 每路光伏串列具有二極管防反保護功能；（6） 配有光伏專用高壓防雷器，正極負極都具備防雷功能；（7） 采用正負極分別串聯(lián)的四極斷路器提高直流耐壓值，可承受的直流電壓值不小于DC1000V。按照每6個太陽電池串列單元需要配置1臺光伏方陣防雷匯流箱，250KW并網(wǎng)逆變器需配置10個匯流箱，本工程10MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)共需配置400臺光伏方陣防雷匯流箱。（三）直流配電柜設(shè)計12345611234562123456101234569器1單元每臺直流配電柜按照250KWp的直流配電單元進行設(shè)計，1MWp光伏并網(wǎng)單元需要4臺直流配電柜。每個直流配電單元可接入10路光伏方陣防雷匯流箱，10MWp光伏并網(wǎng)系統(tǒng)共需配置40臺直流配電柜。每臺直流配電柜分別接入1臺250KW逆變器，如下圖所示：直流配電柜每個1MW并網(wǎng)單元可另配備一套群控器（選配件），其功能如下：（1） 群控功能的解釋：這種網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)和控制方式適合大功率光伏陣列在多臺逆變器公用可分斷直流母線時使用，可以有效增加系統(tǒng)的總發(fā)電效率。（2） 當太陽升起時，群控器控制所有的群控用直流接觸器KM1～KM3閉合，并指定一臺逆變器INV1首先工作，而其他逆變器處于待機狀態(tài)。隨著光伏陣列輸出能量的不斷增大，當INV1的功率達到80%以上時，控制直流接觸器KM2斷開，同時控制INV3進行工作。隨著日照繼續(xù)增大，將按上述順序依次投入逆變器運行；太陽落山時，則按相反順序依次斷開逆變器。從而最大限度地減少每臺逆變器在低負載、低效率狀態(tài)下的運行時間，提高系統(tǒng)的整體發(fā)電效率。（3） 群控器可以通過RS485總線獲取各個逆變器的運行參數(shù)、故障狀態(tài)和發(fā)電參數(shù)，以作出運行方式判斷。（4） 群控器同時提供友好的人機界面。用戶可以直接通過LCD和按鍵實現(xiàn)運行參數(shù)察看、運行模式設(shè)定等功能。（5） 用戶可以通過手動方式解除群控運行模式。（6）群控器支持至少20臺逆變器按照群控模式并聯(lián)運行。（四）太陽能光伏并網(wǎng)逆變器的選擇此太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計為10個1MWp的光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，每個并網(wǎng)發(fā)電單元需要4臺功率為250KW的逆變器，整個系統(tǒng)配置40臺此種型號的光伏并網(wǎng)逆變器，組成10MWp并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。選用性能可靠、效率高、可進行多機并聯(lián)的逆變設(shè)備，本方案選用額定容量為250KW的逆變器，主要技術(shù)參數(shù)列于下表：表13 250KW并網(wǎng)逆變器性能參數(shù)表容 量250KW隔離方式工頻變壓器最大太陽電池陣列功率275KWp最大陣列開路電壓900Vdc太陽電池最大功率點跟蹤（MPPT）范圍450Vdc～880Vdc最大陣列輸入電流560AMPPT精度99％額定交流輸出功率250KW總電流波形畸變率4%（額定功率時）功率因數(shù)效率94%允許電網(wǎng)電壓范圍（三相）320V～440AC允許電網(wǎng)頻率范圍47～夜間自耗電50W保護功能極性反接保護、短路保護、孤島效應(yīng)保護、過熱保護、過載保護、接地保護、欠壓及過壓保護等通訊接口（選配）RS485或以太網(wǎng)使用環(huán)境溫度－20℃～＋40℃使用環(huán)境濕度0～95%尺寸（深寬高）mm80012002260噪音≤50dB防護等級IP20（室內(nèi)）電網(wǎng)監(jiān)控按照 UL1741標準電磁兼容性EN50081,part1；EN50082,part1電網(wǎng)干擾EN6100034性能特點選用光伏并網(wǎng)逆變器采用美國TI公司32位專用DSP(LF2407A)控制芯片，主電路采用日本最先進的智能功率IPM模塊組裝，運用電流控制型PWM有源逆變技術(shù)和優(yōu)質(zhì)進口高效隔離變壓器，可靠性高，保護功能齊全，且具有電網(wǎng)側(cè)高功率因數(shù)正弦波電流、無諧波污染供電等特點。該并網(wǎng)逆變器的主要技術(shù)性能特點如下：（1）采用美國TI公司32位DSP芯片進行控制；（2）采用日本三菱公司第五代智能功率模塊（IPM）；（3）太陽電池組件最大功率跟蹤技術(shù)(MPPT)；（4）50Hz工頻隔離變壓器，實現(xiàn)光伏陣列和電網(wǎng)之間的相互隔離；（5）具有直流輸入手動分斷開關(guān)，交流電網(wǎng)手動分斷開關(guān)，緊急停機操作開關(guān)。（6） 有先進的孤島效應(yīng)檢測方案；（7） 有過載、短路、電網(wǎng)異常等故障保護及告警功能；（8） 直流輸入電壓范圍(450V～880V)，整機效率高達94%；（9）人性化的LCD液晶界面，通過按鍵操作，液晶顯示