【導讀】5太陽能光伏系統(tǒng)的選型、布置和發(fā)電量的計算..........-20-

　　

【正文】 額定功率 ) 功率因素 ≥ (額定功率 ) 3 機械參數(shù) 寬 /高 /深 1020/1964/770(mm) 重量 800kg 27 光伏電站的系統(tǒng)設計與布置 光伏陣列的布置 太陽能陣列的列間與行間距離的確定 太陽能陣列的行間距離與日照和陰影有關(guān)，由 于廠址內(nèi)無障礙物的遮擋，而且又比較平坦，所以只考慮陣行間陰影的影響即南北方向。行間距離的計算要相對復雜一些，通常陣列的影子長度因安裝場所的經(jīng)度、季節(jié)、時間不同而異，如果在最長時間的冬至，從上午 9 時至午后 3 時之間，影子對陣列沒有遮擋，那么光伏輸出功率就不會有影響。通過查詢冬至太陽位置圖，得出當?shù)鼐暥认碌奶柛叨?，算出影子倍率。?jīng)過計算得光伏網(wǎng)陣平面布置時 CNPV180W 組件行間距離為 。 光伏電站的系統(tǒng)設計 CNPV180W 的系統(tǒng)設計：首先由 16 塊太陽能板組成一個 的光伏陣網(wǎng)，每 36 個網(wǎng)陣構(gòu)成一個 100kW 的子系統(tǒng)。每十個子系統(tǒng)組成一個 1MW 分系統(tǒng)。 根據(jù)項目地塊特點，考慮系統(tǒng)的可靠性和靈活性，將 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)分為 2 個系統(tǒng)， 其中兩 個 系統(tǒng) 分別 為 1MW，直流輸出電壓為 568V。各區(qū)之間用 維修 道路分開，區(qū)內(nèi)再以 100kW 作為子系統(tǒng)劃分。 每個子系統(tǒng)獨立地通過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換為 380V/50Hz 交流電， 每 28 個分系統(tǒng)通過 各區(qū)的 ，進入項目變電所經(jīng)過 10kV/35kV 變壓器送出并網(wǎng)。見示意 圖 5圖 54。 系統(tǒng)年發(fā)電量的估算 太陽能電場發(fā)電量計算的基礎數(shù)據(jù) 光伏組件的基礎數(shù)據(jù) 型號： CNPV180W 數(shù)量： 11429 圖 54 100kW 子系統(tǒng)示意圖 圖 53 光伏電站系統(tǒng)原理圖 29 光伏溫度因子 光伏電池的效率會隨著其工作時的溫度變化而變化。當它們的溫度升高時，不同類型的大多數(shù)電池效率呈現(xiàn)出降低趨勢。光伏溫度因子取 ％ /℃ 其他光伏陣列的損耗 由于組件上有灰塵或積雪造成的污染，污染的折減系數(shù)取 95％。 電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的損耗 （ 1） 逆變器的平均效率 逆變器是用來控制太陽電池方陣和把直流輸出變?yōu)榻涣鬏敵龅膬x器。逆變器的平均效率取 96％。 （ 2） 光伏 電站內(nèi)用電、線損等能量損失 初步估算電站內(nèi)用電、輸電線路、升壓站內(nèi)損耗。約占總發(fā)電量的 2％，故損耗系數(shù)為 98％。 機組的可利用率 雖然太陽能電池的故障率極低，但定期檢修及電網(wǎng)故障依然會造成損失，其系數(shù)取 1％，機組可利用率為 99％。 年發(fā)電量的估算 光伏系統(tǒng)的發(fā)電量是通過 RET Screen International 軟件計算，該軟件是已標準化和集成化清潔能源分析軟件，在世界范圍內(nèi)都可應 30 用。太陽能日照數(shù)擬采用 NASA 數(shù)據(jù)庫提供的 22 年間太陽輻射數(shù)據(jù)的平均值。各月水平面上的平均輻射量、各月平均溫度 見下表 555。 表 54 各月水平面上的平均輻射量 月 1 2 3 4 5 6 輻射量（ kWh/m2/day） 月 7 8 9 10 11 12 輻射量（ kWh/m2/day） 表 55 各月平均溫度 月 1 2 3 4 5 6 溫度（℃） 20 月 7 8 9 10 11 12 溫度（℃） 本工程光伏組件選用單晶硅太陽電池組件，可按 25 年運營期考慮，系統(tǒng) 25 年電量輸出衰減幅度為每年衰減 %，至 25 年末，衰減率為 20%。年發(fā)電量按 25 年的平均年發(fā)電量考慮。最佳安裝角度45176。時，電池組件接受的年輻射量為 ，單晶硅太陽電池組件的受光面積為 35520m2，通過第 1 年到第 25 年的年發(fā)電量計算，總發(fā)電量為 7225 萬 kWh，平均年 發(fā)電量約 289 萬 kWh。 31 6 電氣 電氣一次 接入電力系統(tǒng)方式 本項目發(fā)電量大部分自用，余量上網(wǎng)。擬 選廠址亦選擇并入通裕集團工業(yè)園區(qū)變電站的用戶側(cè)并網(wǎng)方案。 在赤峰市元寶山區(qū) 光伏發(fā)電站建設 35kV 升壓站一座，本期 光伏發(fā)電系統(tǒng)以 10kV 電壓等級接入光伏發(fā)電站升壓站，光伏發(fā)電站升壓站出單回 35kV 線路至 站址附近 110kV 變的 35kV 側(cè) 。 電氣主接線 l、光伏電站集電線路方案 本期工程共裝 光伏組件，每 100kW 為一個子系統(tǒng)，經(jīng) 過100kVA 逆變器逆變成電壓為 的三相交流電，每十個子系統(tǒng)接入一臺 非晶合金箱變至 35kV 側(cè)。本工程安裝的 光伏電池組件采用每 1MW 一變，共 2 臺 相變，以 2 回 35kV線路通過地埋電纜接入光伏電站 35kV 開關(guān)站的 35kV 母線上。 光伏發(fā)電站的接入系統(tǒng)方案經(jīng)主管部門審查確定后，再最終確定。 升壓變電站主接線方式 升壓變電站裝設一臺 雙繞組有載調(diào)壓變壓器。 35kV 規(guī)劃出線 1 回， 10kV 規(guī)劃出線 l 回，電氣接線采用單母線接線。在 10kV 32 側(cè)安裝 2Mvar 動態(tài)電容補償裝置。升壓變壓器電壓比為 35177。 3179。 ％/；在 10kV 母線側(cè)安裝過電壓消弧裝置。自用電源分別通過、 ；所用 電壓為 380/220V，為中性點直接接地系統(tǒng)，變電所設 2 臺容量為 200kVA、互為備用的站用變壓器，一臺電源由站 內(nèi) 10kV 母線引接，電壓 10177。 2179。 ％ /，接線組別 Y， yn0；另一臺由 10kV 線路引接，電壓 10177。 2179。 %/，接線組別 Y， yn0。所用電采用單母線分段接線，兩段之間設聯(lián)絡斷路器。所用變壓器擬采用 干 式變壓器， 380/220V 配電裝置選用 GCS型抽屜式開 關(guān)柜。 主要電氣設備選擇 短路電流計算 表 61 短路電流計算 計算值 短路點 短路點基準 電壓（ kV） 短路點基準 電流（ kA） 短路電流 起始值（ kA） 沖擊電流 （ kA） 10kV 線路 主要電氣設備 10kV 升壓變壓器：選用 ZGSBH15— 1250/10， Ud＝ ％，箱式變壓器，接線組別 Y， yn0 35kV 升壓變壓器：選用 SLZ7— 5000/35， Ud=％， 35177。 3179。 ％ /， YN， d11 33 斷 路 器：選用 ZN35/ 型真空斷路器。 隔 離 開 關(guān)：選用 ZN35T/400。 避 雷 器：選用 Y10W42／ 126W。 電 纜：逆變器與變壓器低壓側(cè)選用 VLV22。 過電壓保護及接地 l、變電站污穢等級按 III 級考慮，配電裝置外絕緣按海拔高度修正。 變電站采用架構(gòu)避雷針和獨立避雷針組成防直擊雷聯(lián)合保護。在 35kV、 10kV 母線、主變 35kV 進線裝設氧化鋅避雷器以防止雷電侵入 波及操作過電壓 危害。 10kV 屋內(nèi)配電裝置 ， 為防止雷電侵入波及操作過電壓，在進、出線均裝設過電壓保護器。 接地裝置及設備接地 ， 按《交流電氣裝置的接地》和《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》的有關(guān)規(guī)定進行設計。變電站接地裝置采用以水平接地體為主的復合接地裝置。 光伏發(fā)電系統(tǒng)支架及基礎，利用支架基礎作為自然接地體，再敷設人工接地網(wǎng)，接地電阻不大于 10Ω。光伏發(fā)電系統(tǒng)保護接地、工作接地、過壓保護接地使用一個接地裝置，按小接地短路電流考慮，接地裝置的接地電阻值不大于 4Ω。 照明 變電所屋外配電裝置采用泛光燈照明，道 路采用庭院燈照明，主 34 建筑、繼電保護室、各屋內(nèi)配電室采用熒光或白熾燈照明。照明設正常照明和事故照明。主控制室、建筑主要通道、繼電保護室、蓄電池室、所用電室、 10kV 配電裝置室等處設事故照明，事故照明正常時由交流電供電，事故情況下失掉交流電源時由事故照明切換屏切換至直流供電。主控制室、建筑主要通道 、 繼電保護室、蓄電池室、所用電室、 10kV 配電裝置室設置疏散指示燈。 升壓變電所電氣設備布置 35kV 配電裝置布置在站區(qū)西南側(cè)，向南出線，采用屋外普通中型斷路器單列布置。 10kV 配電裝置布置在站區(qū)西北側(cè)，采用 屋內(nèi)開關(guān)柜單列布置。 10kV 電容器布置在 10kV 配電裝置西北側(cè)，主變壓器布置在站區(qū)中部。繼電保護間、所用配電室和蓄電池室均布置在主控制樓內(nèi)，主控制樓布置在站區(qū)北側(cè)。 電氣二次 光伏電站控制、保護、測量和信號 l、光伏陣列及逆變器的電氣控制系統(tǒng)以可編程控制器為核心，控制電路由 PLC 中心控制器及其功能擴展模塊組成。主要實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運行控制和安全保護、故障檢測及處理、運行參數(shù)的設定、數(shù)據(jù)記錄顯示以及人工操作，配備有多種通訊接口，能夠?qū)崿F(xiàn)就地通訊及遠程通訊。電氣控制系統(tǒng)由配電柜、控制柜、傳感 器和連接電纜等組成，其包含正常運行控制、運行狀態(tài)監(jiān)測和安全保護三個方面的職能。 35 光伏發(fā)電系統(tǒng)應設防反二 極 管及直流側(cè)熔斷器，對逆變器設有過載、短路、過壓、欠壓等保護，保護裝置動作后同時發(fā)出保護裝置動作信號。 10/ 升壓變壓器高壓側(cè)采用負荷開關(guān)及熔斷器，利用熔斷器作為變壓器的短路保護。 升壓站（ 35kV）控制、保護、測量和信號 l、 35kV 升壓站控制采用微機監(jiān)控的變電所自動化系統(tǒng)，將變電所的二次設備 （ 包括控制、保護、信號、測量、自動裝置、遠動終端等 ） 應用自動控制技術(shù) 、 微機及網(wǎng)絡通信技術(shù)，經(jīng) 過功能的重新組合和優(yōu)化設計，組成計算機的軟硬件設備代替人工對變電所執(zhí)行監(jiān)控、保護、測量、運行操作管理，信息遠傳及其協(xié)調(diào)。 本變電所自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置采用分層分布式結(jié)構(gòu)。分層即設置全所控制級和現(xiàn)地控制級二層結(jié)構(gòu)，二層之間通過網(wǎng)絡互聯(lián)；分布即現(xiàn)地控制級 的 保護與測控相互獨立。 全所控制級由全所的通用設備組成，包括主機、前置機、工程師站、通訊網(wǎng)絡、 GPS 時鐘設備等組成，這些設備 在 硬件上各自獨立，數(shù)據(jù)庫各自獨立， 并 共享所內(nèi)的所有信息?，F(xiàn)地控制級設備主要由測控設備和保護設備組成，保護設備 獨立，測控裝置采用面向設備， 單元化設計。 本變電所自動化系統(tǒng)的主要功能如下： （ 1） 控制功能 36 對斷路器的控制操作 ： 所有 35kV 斷路器的控制操作具有四層操作可供選擇。第一層控制設置在站內(nèi)監(jiān)控人機界面工作站上，可通過鍵盤或鼠標進行控制操作，作為在站內(nèi)操作控制的主要操作方式。第二層控制設置在微機測控柜上， 是 完全獨立于計算機通訊網(wǎng)絡，通過選擇開關(guān)和控制開關(guān)直接面向?qū)ο蟮牟僮鞣绞?，采用傳統(tǒng)的二次接線對斷路器實施控制 。 當計算機通訊網(wǎng)絡完全失效，而不能通過遠動通道在調(diào)度中心和站內(nèi)人機界面工作站上對斷路器控制操作 時， 測控柜控制是 主要 的 后備 控制 方式 。第三層控制設置在遠方調(diào)度控制中心，遠方調(diào)度中心運行值班人員可通過遠動通道對變電站斷路器實施控制操作。第四層控制在斷路器就地操作機構(gòu)箱上，通過選擇開關(guān)和控制按鈕進行操作控制，主要作為開關(guān)檢修、調(diào)試時用，也是控制操作的最后后備方式。所有 10kV 斷路器的控制操作具有三層操作可供選擇。第一層控制同上第一層；第二層控制同上第三層 ： 第三層控制設置在 10kV 開關(guān)柜上，通過選擇開關(guān)和控制按鈕進行操作控制，主要作為開關(guān)檢修、調(diào)試時用，也是控制操作的最后后備方式。 對隔離開關(guān)的控制操作 ： 倒閘操作的電動隔離開關(guān)的控制操作具有三 層方式可供選擇。第一層控制設置在站內(nèi)監(jiān)控人機界面工作站上，可通過鍵盤或鼠標進行控制操作， 是 在站內(nèi)操作控制的主要方式。第二層控制設置在遠方調(diào)度控制中心，遠方調(diào)度中心運行值班人員可通過遠動通道對變電站的隔離開關(guān)實施控制操作。第三層控制在隔離開關(guān)就地操作機構(gòu)箱上，通過選擇開關(guān)和控制按鈕進行操作控制，主要作為開關(guān)檢修，調(diào)試時用，也是控制操作的最后后備方式。 37 自動控制功能 ： 可根據(jù)系統(tǒng)電壓實現(xiàn)變壓器分接頭調(diào)整控制及電容器的自動投切。 （ 2） 監(jiān)測功能 178。數(shù)據(jù)采集及處理 178。事件順序記錄及故障處理 178。異常報警 178。歷史數(shù)據(jù)記錄 178。運行監(jiān)視及運行管理 （ 3） 遠動功能 本自動化系統(tǒng)具備遠動功能，能以不同規(guī)約向中調(diào)及地調(diào)遠傳數(shù)據(jù)。 遙測功能 ： 包括中調(diào)、地調(diào)所需要的交流電流，交流電壓，頻率、有功、無功功率、 直流系統(tǒng)母線電壓 等模擬量以及有功、無功 電度量 。 遙 信功能 ： 包括中調(diào)、地調(diào)所需的斷路器，隔離開關(guān)、主變中性點 接地刀 ，主變調(diào)壓開關(guān)接頭位置等開關(guān)量，此類開關(guān)量變位優(yōu)先傳送。此外，還有反映運行設備異常的告警信號，同時設置事故總信號。 遙控功能 ： 對 35kV 斷路器在中調(diào)進行遙控操作，變壓器有載調(diào)壓分接頭在中調(diào)進行遙控操作，主變中性