【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 源分布特點(diǎn)GS省具有豐富的太陽(yáng)能資源，年太陽(yáng)能總輻射量在4800－6400MJ/m2，年資源理論儲(chǔ)量67萬(wàn) 億KWh，每年地表吸收的太陽(yáng)能相當(dāng)于大約824億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量，開(kāi)發(fā)利用前景廣闊。河西走廊、甘南高原為GS省太陽(yáng)輻射豐富區(qū)，年太陽(yáng)總輻射量分別為每平方米5800MJ和6400MJ；隴南地區(qū)相對(duì)較低，年太陽(yáng)總輻射量?jī)H4800～5200MJ；其余地區(qū)為52005800MJ。除隴南地區(qū)外，GS省年太陽(yáng)總輻射量比同緯度的華北、東北地區(qū)都大。GS省以夏季太陽(yáng)總輻射最多，冬季最少，春季大于秋季。7月各地太陽(yáng)總輻射量為每平方米560～740MJ；1月為260～380MJ；4月為480～630MJ；10月為300～480MJ。太陽(yáng)總輻射冬季南北差異小，春季南北差異大。GS省各地年日照時(shí)數(shù)在17003320小時(shí)之間，自西北向東南逐漸減少。河西走廊西部年日照時(shí)數(shù)，在3200小時(shí)以上；隴南南部，在1800小時(shí)以下；其余地區(qū)在2000～3000小時(shí)之間。DH市太陽(yáng)能資源由DH氣象局(國(guó)家基準(zhǔn)氣候站)提供的DH地區(qū)各月氣象資料見(jiàn)下表:表6DH地區(qū)氣象資料信息表月份月輻射量MJ/M2月均日照時(shí)間日出時(shí)(北京時(shí))日落時(shí)(北京時(shí))夜間最低溫度（℃）晝最高溫度（℃）平均降雨量（MM）12345678910111217合計(jì)3362表7 DH地區(qū)太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)表月份月輻射總量(MJ/㎡)(MJ/㎡ )月輻射總量(KWH/㎡)日平均輻射量(KWH/㎡)白天最高溫度(℃)夜間最低溫度(℃)12345678910111210合計(jì)圖2DH市日均輻射量和最高、最低溫度. 敦煌10MWP太陽(yáng)能光伏發(fā)電工程可研報(bào)告DH地區(qū)平均10年氣象資料供給表（1990－2000年）表8DH地區(qū)平均10年氣象資料供給表月份項(xiàng)目123456789101112全年太陽(yáng)總輻射（MJ/m2）日照時(shí)數(shù)（H）3362晴天日數(shù)(天)113陰天日數(shù)（天）6平均最高氣溫（℃）平均最低氣溫（℃）1029平均降雨量（mm）其他氣象數(shù)據(jù)表9DH地區(qū)其他氣象數(shù)據(jù)表平均風(fēng)速 m/s最大風(fēng)速 m/s連續(xù)大風(fēng)天數(shù)最長(zhǎng)連續(xù)無(wú)日照天數(shù)發(fā)生月份惡劣天氣一年中發(fā)生的次數(shù)及月份雷6次/年發(fā)生月份6強(qiáng)風(fēng)4次/年發(fā)生月份7沙塵7次/年發(fā)生月份6暴風(fēng)雨發(fā)生月份暴雪發(fā)生月份（二）場(chǎng)址條件場(chǎng)址地理位置：場(chǎng)址位于DH市七里鎮(zhèn)西南，距市區(qū)13km。東經(jīng)92176。30′，北緯40176。04′。平均海拔1200m，距國(guó)道215線1 km。距110KV、容量為51500KVA的楊家橋變電站11 km。㎡，日照小時(shí)數(shù)3362h，最大陣風(fēng)風(fēng)速14m/s，沙塵天數(shù)7d/y?！?，場(chǎng)地開(kāi)闊、平坦，周圍無(wú)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(diǎn)處于DH—黨河—玉門關(guān)—雅丹地貌旅游線路必經(jīng)之地。見(jiàn)附件。場(chǎng)址建設(shè)條件：（1）富集的太陽(yáng)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(fù)荷中心市區(qū)13km，以減少輸電損失；（5）便利的交通、運(yùn)輸條件和生活條件；（6）場(chǎng)地開(kāi)闊、平坦，擴(kuò)容空間大；（7）能產(chǎn)生附加的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益，有助于抵消部分電價(jià)成本；（8）良好的示范條件，讓公眾認(rèn)識(shí)和接受光伏發(fā)電技術(shù)，具有一定的國(guó)際影響力。地理地貌：DH以黨河水庫(kù)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(guò)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?zèng)_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(wú)洪水侵?jǐn)_，地域開(kāi)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(xì)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(dāng)?shù)販亟档?℃以下時(shí)，土壤開(kāi)始凍結(jié)。一般10月就出現(xiàn)夜凍日消現(xiàn)象，11月下旬進(jìn)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(kāi)始解凍，直到4月凍土化通，大約有一個(gè)月的凍土化期。場(chǎng)地結(jié)論：場(chǎng)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(biāo)的含碎石粉砂層，場(chǎng)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(xué)性質(zhì)，不會(huì)對(duì)建筑物基礎(chǔ)構(gòu)成較大影響，建議在下一步的工作中進(jìn)一步查明鹽漬土在場(chǎng)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(duì)建筑物周圍的巖土產(chǎn)生次生鹽漬化和對(duì)混凝土及鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性，對(duì)土壤特性進(jìn)行化驗(yàn)分析，必要時(shí)在土建設(shè)計(jì)施工時(shí)，采用抗酸水泥，并切實(shí)做好生產(chǎn)生活用水管理和廢水的有序排放，防止對(duì)建筑物地基產(chǎn)生不良影響。光電場(chǎng)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(kāi)沖溝，并考慮采取相應(yīng)的防洪工程措施。五、太陽(yáng)能光伏電站預(yù)選方案設(shè)計(jì)DH市10MWp的太陽(yáng)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(gè)1MWp的光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，最終實(shí)現(xiàn)將整個(gè)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)接入35KV中壓交流電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電的方案。本系統(tǒng)按照10個(gè)1MWp的光伏并網(wǎng)發(fā)電單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且每個(gè)1MW發(fā)電單元采用4臺(tái)250KW并網(wǎng)逆變器的方案。每個(gè)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(gè)太陽(yáng)能電池陣列，太陽(yáng)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(yáng)能電池陣列設(shè)計(jì)太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能電池組件所占面積小，但是成本較高，每瓦售價(jià)約3640元。多晶硅太陽(yáng)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(jià)約3436元。兩種組件使用壽命均能達(dá)到25年，其功率衰減均小于15％。（2）根據(jù)性價(jià)比本方案推薦采用165WP太陽(yáng)能光伏組件，全部為國(guó)內(nèi)封裝組件，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表： 表12太陽(yáng)能電池組件性能參數(shù)表峰值功率 （Wp）165短路電流 （Isc）177。開(kāi)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(fēng)力或表面壓力2400Pa,130km/h絕緣強(qiáng)度DC3500V,1min, 漏電電流≤50沖擊強(qiáng)度227g鋼球1m自由落體,表面無(wú)損外形尺寸 (mm)131699246重量 (kg)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)效率計(jì)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(yáng)輻射強(qiáng)度下,實(shí)際的直流輸出功率與標(biāo)稱功率之比。光伏陣列在能量轉(zhuǎn)換過(guò)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(yáng)輻射損失、溫度影響、最大功率點(diǎn)跟蹤精度、及直流線路損失等，取效率85%計(jì)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(jì)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(jì)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(yáng)能輻射量計(jì)算從氣象站得到的資料，均為水平面上的太陽(yáng)能輻射量，需要換算成光伏陣列傾斜面的輻射量才能進(jìn)行發(fā)電量的計(jì)算。對(duì)于某一傾角固定安裝的光伏陣列，所接受的太陽(yáng)輻射能與傾角有關(guān)，較簡(jiǎn)便的輻射量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式為：Rβ＝S[sin(α+β)/sinα]+D式中：Rβ——傾斜光伏陣列面上的太陽(yáng)能總輻射量S ——水平面上太陽(yáng)直接輻射量D ——散射輻射量α——中午時(shí)分的太陽(yáng)高度角β——光伏陣列傾角 根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶痔峁┑奶?yáng)能輻射數(shù)據(jù)，按上述公式計(jì)算DH市不同傾斜面的太陽(yáng)輻射量，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：表10DH市不同傾斜面各月的太陽(yáng)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(jì)算可以看出，176。,傾角等于40176。時(shí)全年接受到的太陽(yáng)能輻射能量最大,%。確定太陽(yáng)能光伏陣列安裝傾角為40176。太陽(yáng)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(diǎn)為：560Vdc。太陽(yáng)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(yáng)能電池組件18塊串聯(lián),單列串聯(lián)功率P= 18165Wp=2970Wp；單臺(tái)250KW逆變器需要配置太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)的數(shù)量Np=250000247。2970≈85列， 1MWP太陽(yáng)能光伏電伏陣列單元設(shè)計(jì)為340列支路并聯(lián)，共計(jì)6120塊太陽(yáng)能電池組件。整個(gè)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(yáng)能電池組件61200塊,18塊串聯(lián),3400列支路并聯(lián)的陣列。太陽(yáng)能光伏陣列的布置（1）光伏電池組件陣列間距設(shè)計(jì)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(dāng)?shù)氐乩砭暥?在北半球?yàn)檎?，南半球?yàn)樨?fù))，H為陣列前排最高點(diǎn)與后排組件最低位置的高度差）。根據(jù)上式計(jì)算，求得：D=5025㎜。 （2）太陽(yáng)能光伏組件陣列單列排列面布置見(jiàn)下圖：（3）10MWP太陽(yáng)能光伏組件陣列布置見(jiàn)下圖： 4）總占地面積計(jì)算：10MWp太陽(yáng)能光發(fā)電場(chǎng)由1700個(gè)單列太陽(yáng)能光伏陣列構(gòu)成。占地面積=935472 =。土建設(shè)計(jì) （1）10MWp光電場(chǎng)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(jī)房、控制室：80m20m10=1600㎡；工作間、庫(kù)房及其它： 20m20m=400㎡；（3），圍欄總長(zhǎng)度：(935+472)2=2814m；（4）方陣支架基礎(chǔ)用鋼筋混凝土現(xiàn)澆，預(yù)埋安裝地腳螺栓。總計(jì)5100個(gè)基礎(chǔ)，單體基礎(chǔ) 。10004002000（二）太陽(yáng)能光伏方陣直流防雷匯流箱設(shè)計(jì) 如上圖所示，光伏陣列防雷匯流箱具有以下特點(diǎn)：（1） 滿足室外安裝的使用要求；（2） 同時(shí)可接入6路太陽(yáng)電池串列，每路電流最大可達(dá)10A；（3） 接入最大光伏串列的開(kāi)路電壓值可達(dá)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(hù)功能；（6） 配有光伏專用高壓防雷器，正極負(fù)極都具備防雷功能；（7） 采用正負(fù)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(gè)太陽(yáng)電池串列單元需要配置1臺(tái)光伏方陣防雷匯流箱，250KW并網(wǎng)逆變器需配置10個(gè)匯流箱，本工程10MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)共需配置400臺(tái)光伏方陣防雷匯流箱。（三）直流配電柜設(shè)計(jì)123456112345