【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 日照時(shí)間長(zhǎng)、輻射強(qiáng)度高，大氣透明度好，，日照百分率為70%，直接輻射量占總輻射量的60%以上，1971～㎡～ kWh/㎡之間，太陽能資源豐富。海安縣1971～2000年30年太陽能總輻射年總量統(tǒng)計(jì)見表 4所示，做出海安縣老壩港1971～2000年30年太陽能總輻射年總量折線圖，如圖 1所示。表 4：海安縣老壩港1971～2000年30年總輻射年總量（單位：kWh/㎡）年份1971197219731974197519761977197819791980年總量年份1981198219831984198519861987198819891990年總量年份1991199219931994199519961997199819992000年總量1903圖 1：海安縣1971～2000年總輻射年總量折線圖從上圖中可以看出近30年間海安縣太陽輻射分布年際變化較大，㎡～㎡之間；最低值出現(xiàn)在1983年，㎡；最高值出現(xiàn)在1978年， kWh/㎡，第二極值高點(diǎn)出現(xiàn)在1973年， kWh/㎡。為了保證太陽輻射 對(duì)未來一段時(shí)間具有可靠的預(yù)測(cè)性，根據(jù)海安縣太陽總輻射量年際變化趨勢(shì)，本工程采用近期1985年～2005年20年太陽輻射資料，作為本階段研究和計(jì)算的依據(jù)，海安1985年～2005年近20年太陽能資源變化分析如下：● 太陽輻射年際變化1985年～2005年間海安太陽輻射分布年際變化比較穩(wěn)定。其數(shù)值多數(shù)在1889kWh/㎡～2000kWh/㎡之間。 kWh/㎡：最大值出現(xiàn)在1990年，㎡，最小值出現(xiàn)在1998年，㎡?！? 太陽輻射月際變化根據(jù)海安縣氣象站提供的太陽總輻射資料，1985年～2005年平均的年變化幅度較大，㎡～ kWh/㎡之間，見表 5所示：月總量5月最大，㎡；12月最小，㎡。 就年際變化趨勢(shì)來說，多數(shù)時(shí)間（3月～10月）處于高值區(qū)，均在139kWh/㎡以上；1月和12月相對(duì)較小，㎡左右。其年變化分布見圖 2所示。表 5：海安地區(qū)1985年～2005年平均的太陽總輻射月總量（kWh/㎡）月份123456789101112月總量92圖 2：海安19852005年總輻射月總量折線圖. 太陽能資源綜合評(píng)價(jià)本工程在預(yù)可行性研究階段采用海安氣象站的氣象資料作為研究的依據(jù)。海安老壩港灘涂太陽能資源豐富，太陽能利用前景廣闊。1985年～2005年20年海安太陽總輻射分布年際變化比較穩(wěn)定，其數(shù)值多在1889kWh/㎡～2000kWh/㎡之間，屬于資源最豐富帶。㎡，并將該值作為本工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值；20年的間太陽總輻射年總量最大值出現(xiàn)在1990年，㎡；最小值出現(xiàn)在1998年，㎡。該地區(qū)空氣干潔、大氣透明度好，使得直接輻射量大于散射輻射量，總輻射量中直接輻射量的比重約在61～69%之間，太陽輻射的這一特征對(duì)于開發(fā)利用太陽能最為有利，海安地區(qū)具有得天獨(dú)厚的太陽能資源。擬建的場(chǎng)址位于海安縣老壩港境內(nèi)，場(chǎng)址中心坐標(biāo)位于北緯 176。，東經(jīng) 176。，擬設(shè)置電站場(chǎng)區(qū)東西長(zhǎng)1000m，南北寬500m，加上升壓變電站，總占地面積為20萬m2.該場(chǎng)址地形由南緩坡向北，總體地勢(shì)平坦，開闊，起伏不大。場(chǎng)址內(nèi)無名勝古跡、文物保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、軍事設(shè)施及地下礦藏等。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)規(guī)劃圖》。對(duì)應(yīng)的基本地震烈度為VII度。1) 場(chǎng)址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造基本穩(wěn)定，可作為光伏電站的工程場(chǎng)地。2) 場(chǎng)區(qū)建（構(gòu)）筑物較輕，各建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)可按采用天然地基考慮。3) ，對(duì)應(yīng)的基本地震烈度為VII度。4) 本工程場(chǎng)地為中等復(fù)雜場(chǎng)地，地基等級(jí)為中等復(fù)雜地基。5) 。6) 初步查明區(qū)內(nèi)無不良地質(zhì)作用分布。并網(wǎng)光伏發(fā)電主要由太陽能跟蹤發(fā)電系統(tǒng)工程、并網(wǎng)逆變器、輸配電系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成，包括太陽能電池組件、跟蹤系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、直流電纜及匯流箱、并網(wǎng)逆變器、交流配電、升壓設(shè)備等，其中，太陽能陣列到并網(wǎng)逆變器的電氣部分成為光伏發(fā)電系統(tǒng)。（1）選型依據(jù)l 選擇目前市場(chǎng)上流行的電池組件，以便于大批量采購；同時(shí)還應(yīng)該兼顧在易于搬運(yùn)條件下，選擇大尺寸、高效的電池組件，目前工程應(yīng)用中單塊組件的功率多在180wp280WP；l 組件各部分抗強(qiáng)紫外線（符合GB/TI189502003 橡膠和塑料管靜態(tài)紫外線心能測(cè)定）；l 組件必須符合UL、IEC6121TUV標(biāo)準(zhǔn)，保證每塊組件的質(zhì)量。（2）太陽能電池類型的選定 世界光伏產(chǎn)業(yè)從90年代后半期進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，%。2008年世界太陽能電池產(chǎn)量約為60000MWp,比2007年增長(zhǎng)了50%。中國(guó)與1958年開始研究光伏電池，近10年平均增長(zhǎng)率超過100%以上。2007年我國(guó)太陽能電池產(chǎn)量為1088MWp，超過日本（920MWp）和歐洲（），成為世界第一大太陽能電池生產(chǎn)國(guó)；2008年我國(guó)太陽能電池產(chǎn)量2000MWp，占世界總量6000MWp的三分之一，居世界首位。目前市場(chǎng)上商用的太陽能電池主要有以下幾種類型：?jiǎn)尉Ч杼柲茈姵?、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池、碲化鎘電池、銅銦硒電池等。上述各類電池主要性能見下表：表 6：太陽能電池分類匯總表種類電池類型商用效率實(shí)驗(yàn)室效率使用壽命優(yōu)點(diǎn)市場(chǎng)份額（2007）晶硅電池單晶硅16～20%23%25年技術(shù)成熟97%多晶硅15～18%%25年技術(shù)成熟薄膜電池非晶硅5～8%13%20年成本相對(duì)較低3%%碲化鎘8～10%%20年成本相對(duì)較低%銅銦硒10～12%%20年成本相對(duì)較低%根據(jù)上表可知：?jiǎn)尉Ч?、多晶硅太陽能電池由于制造技術(shù)成熟、產(chǎn)品性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、光電轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較高的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于大型并網(wǎng)光伏電站項(xiàng)目。非晶硅薄膜太陽能電池由于其穩(wěn)定性能差、光電轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低、使用壽命相對(duì)較短的原因，其在兆瓦級(jí)太陽能光伏電站的應(yīng)用受到一定的限制。況且非晶硅薄膜太陽能電池在國(guó)內(nèi)產(chǎn)量很小，目前沒有大規(guī)模生產(chǎn)。而碲化鎘、銅銦硒電池由于原材料劇毒或原材料稀缺，其規(guī)?；a(chǎn)受到限制。光伏電站太陽能電池種類應(yīng)選用技術(shù)成熟、轉(zhuǎn)換效率較高、已規(guī)?；a(chǎn)的且在國(guó)內(nèi)有工程應(yīng)用實(shí)例的太陽能組件作為光電轉(zhuǎn)換的核心器件。因此，本工程選用晶體硅太陽能電池。（3）太陽能電池組件的選擇太陽能電池組件事太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其光電轉(zhuǎn)換效率、各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的優(yōu)劣直接影響整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能。表征太陽能電池組件性能的各項(xiàng)參數(shù)有標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下組件峰值功率、最佳工作電流、最佳工作電壓、短路電流、開路電壓、最大系統(tǒng)電壓、組件效率、短路電流溫度系數(shù)、開路電壓溫度系數(shù)、峰值功率溫度系數(shù)、輸出功率公差等。太陽能電池組件的功率規(guī)格較多，從5Wp到280Wp國(guó)內(nèi)均有廠商生產(chǎn)，且產(chǎn)品應(yīng)用較為廣泛。根據(jù)目前成熟的商品化電池組件規(guī)格，初選電池組件容量為200Wp、230 Wp、260 Wp，等各種技術(shù)參數(shù)比較如下表：表 7：各種組件的技術(shù)參數(shù)及性能比較電池組件型號(hào)規(guī)格Eptech156P200/60Eptech125M230/96Eptech156P260/72峰值功率（Wp）200230260最佳工作電流（A）最佳工作電壓(V)短路電流(A)開路電壓(V)最大系統(tǒng)電壓(V)100010001000填充因子短路電流溫度系數(shù)%/℃（177。）%/℃%/℃開路電壓溫度系數(shù)%/℃（177。）%/℃%/℃峰值功率溫度系數(shù)%/℃（177。）%/℃%/℃輸出功率公差177。3%177。5%177。3%組件尺寸（mm）1482992351596106546195699250重量（Kg）23：表 8：方案一方案二方案三組件型號(hào)Eptech156P200/60Eptech125M230/96Eptech156P260/72串聯(lián)數(shù)量（塊）2012161MW子方陣并聯(lián)數(shù)量（路）2503632401MW子方陣所需組件數(shù)量（塊）35002904384020MWp方陣所需組件數(shù)量（塊）666688712076800電站實(shí)際安裝容量（MWp）13．520．0219．968從上表比較可以看出：260 Wp的最佳工作電流、最佳工作電壓、短路電流、開路電壓的綜合指標(biāo)較高。另外，組件數(shù)量少意味著組件間連接少，故障幾率少，接觸電阻少，線纜用量少，系統(tǒng)整體損耗也會(huì)降低。因此，本工程擬選用260Wp晶體硅電池組件。. 并網(wǎng)逆變器選型并網(wǎng)逆變器是并網(wǎng)光伏電站中的核心設(shè)備，它的可靠性、高性能和安全性會(huì)影響整個(gè)光伏系統(tǒng)。對(duì)于大型光伏并網(wǎng)逆變器的選型，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的指標(biāo)比較：l 光伏并網(wǎng)必須對(duì)電網(wǎng)和太陽能電池輸出情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)周圍環(huán)境做出準(zhǔn)確判斷，完成相應(yīng)的動(dòng)作，如對(duì)電網(wǎng)的投、切控制，系統(tǒng)的啟動(dòng)、運(yùn)行、休眠、停止、故障的狀態(tài)檢測(cè)，以確保系統(tǒng)安全、可靠的工作。l 由于太陽能電池的輸出曲線是非線性的，受環(huán)境影響很大，為確保系統(tǒng)能最大輸出電能，需采用最大功率跟蹤控制技術(shù)，通過自尋優(yōu)方法使系統(tǒng)跟蹤并穩(wěn)定運(yùn)行在太陽能光伏系統(tǒng)的最大輸出功率點(diǎn)，從而提高太陽能輸出電能利用率。l 逆變器輸出效率：大功率逆變器在滿載時(shí)，效率必須在95%以上。在50W/m2的日照強(qiáng)度下，即可向電網(wǎng)供電，在逆變器輸入功率為額定功率10%時(shí)，也要保證90%以上的轉(zhuǎn)換效率。l 逆變器的輸出波形：為使光伏陣列所產(chǎn)生的直流逆變后向公共電網(wǎng)并網(wǎng)供電，就必須是逆變器的輸出電壓波形、幅值及相位與公共電網(wǎng)一致，實(shí)現(xiàn)無擾平滑電網(wǎng)供電。l 逆變器輸入直流電壓的范圍：要求直流輸入電壓有較寬的適應(yīng)范圍，由于太陽能電池的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度的變化范圍比較大，這就要求逆變器在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)正常工作，并保證交流輸出電壓穩(wěn)定性。l 光伏發(fā)電系統(tǒng)作為分散供電電源，當(dāng)電網(wǎng)由于電氣故障、誤操作或自然因素等外部原因引起的中斷供電時(shí)，為防止損壞用電設(shè)備以及確保電網(wǎng)維修人員的安全，系統(tǒng)必須具有孤島保護(hù)的能力。l 另外應(yīng)具有顯示功能：通訊接口；具有監(jiān)控功能；寬直流輸入電壓范 圍；完善的保護(hù)功能等。對(duì)于MW級(jí)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏陣列面積非常大，由于光伏電池組件電流、電壓的性能參數(shù)不可能做到完全一致，因此光伏組件串并聯(lián)時(shí)相互之間的影響可能會(huì)導(dǎo)致整體光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量下降。逆變器單機(jī)容量不宜過小，單機(jī)容量過小，接線復(fù)雜、匯線增多，同時(shí)也會(huì)造成系統(tǒng)效率的降低。通過對(duì)目前國(guó)內(nèi)外技術(shù)及商業(yè)化比較成熟的大型并網(wǎng)逆變器進(jìn)行分析，本方案中初選容量為200kW、250kW、500kW并網(wǎng)逆變器，其主要技術(shù)參數(shù)見下表：表 9：并網(wǎng)逆變器技術(shù)參數(shù)序號(hào)逆變器型號(hào)Eptech156P200/60Eptech125M230/96Eptech156P260/721額定功率200kW250kW500kW2最大直流輸入功率235kWp295kWp580kWp3輸入光伏陣列電壓范圍（MPPT）450820V450820V450820V4最大直流輸入電壓900V900V900V5最大陣列輸入電流472A591A2591A6直流過壓保護(hù)有有有7防護(hù)等級(jí)IP20(室內(nèi))IP20(室內(nèi))IP20(室內(nèi))8最大功率%%%9額定交流輸出功率200kW250kW500kW10額定交流輸出電流428A1069A1069A11電流諧波小于3%小于3%小于3%序號(hào)逆變器型號(hào)SC200HESC250HESC500HE12允許電壓工作范圍3270177。10%3270177。10%3270177。10%13允許頻率工作范圍14功率因數(shù)15體積20002120850240021208502800212085016重量1600Kg1070Kg2200Kg17過、欠電壓保護(hù)功能有18過、欠頻率保護(hù)功能有19防孤島效應(yīng)功能有20電網(wǎng)恢復(fù)并網(wǎng)功能有21電網(wǎng)短路保護(hù)功能有22通訊功能有23工作環(huán)境20℃～ +40℃由以上表可以得出, 500kW逆變器效率最高，逆變器轉(zhuǎn)換效率直接影響到并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電功率，選用200kW逆變器共需 2臺(tái)，250kW逆變器需 4 臺(tái)，500kW逆變器需 7 臺(tái)。逆變器臺(tái)數(shù)越多與其配套的電器設(shè)備也隨之增多，這樣不僅給接線帶來不便，而且會(huì)提升整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電成本，故選擇500kW的逆變器。. 直流匯流監(jiān)控箱可以直接對(duì)不同光伏陣列輸入組串的電流進(jìn)行測(cè)試和比較，可靠地檢測(cè)出各路光伏組串可能發(fā)生的故障。內(nèi)置輸入組串過載和過電壓保護(hù)裝置。其主要技術(shù)參數(shù)見下表：表 10：直流匯流監(jiān)控箱技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目名稱技術(shù)參數(shù)1輸入光伏陣列電壓范圍250880V2最大直流輸入電壓900V3直流保險(xiǎn)數(shù)量84最大輸入陣列電流16A5每個(gè)保險(xiǎn)可連接光電組串?dāng)?shù)26電