【正文】 高度差，陽(yáng)光下組件產(chǎn)生陰影，為保證在本項(xiàng)目選址地冬至日上午九時(shí)到下午三時(shí)光伏組件方陣之間接受的輻射量最大，根據(jù)計(jì)算，本工程確定太陽(yáng)電池方陣支架傾角均為27 度。（2）太陽(yáng)電池陣列間距的設(shè)計(jì)計(jì)算：光伏組件布置一般確定原則：冬至當(dāng)天9:00～15:00 太陽(yáng)電池方陣不應(yīng)被遮擋。光伏方陣陣列間距應(yīng)不小于D。在北半球，對(duì)應(yīng)最大日照輻射接收量的平面為朝向正南，陣列傾角確定后，要注意南北向前后陣列間要留出合理的間距，以免前后出現(xiàn)陰影遮擋，前后間距為：冬至日（一年當(dāng)中物體在太陽(yáng)下陰影長(zhǎng)度最長(zhǎng)的一天）上午9：00 到下午3：00，組件之間南北方向無陰影遮擋。固定光伏組件方陣的支架采用鍍鋅角鋼，根據(jù)本項(xiàng)目的巖土性質(zhì)，陣列安裝基座采用凝土基礎(chǔ)，如下圖所示：圖5－5 混凝土基座計(jì)算光伏組件方陣安裝的前后最小間距D，如下圖所示：圖5－6 陣列陰影示意圖一般確定原則：冬至當(dāng)天9:00～15:00 太陽(yáng)電池方陣不應(yīng)被遮擋。光伏方陣陣列間距或可能遮擋物與方陣底邊垂直距離應(yīng)不小于D。計(jì)算公式如下： 式中：φ 為緯度(在北半球?yàn)檎⒛习肭驗(yàn)樨?fù))，該項(xiàng)目緯度取北緯33176。56′；H 為光伏方陣陣列或遮擋物與可能被遮擋組件底邊高度差，該項(xiàng)目如果根據(jù)上式計(jì)算，27176。傾角傾斜安裝時(shí)，為保證在9:00～15:00 時(shí)段內(nèi)前排電池板不會(huì)對(duì)后排產(chǎn)生影響，如下圖示意所示：圖5－7 安裝傾角為27度（3）單支架電池組串的排列設(shè)計(jì)：每個(gè)晶體硅太陽(yáng)組件串支架的縱向?yàn)? 排，每排18 塊組件，即：每個(gè)單支架上安裝36 塊晶體硅太陽(yáng)電池組件，構(gòu)成2 個(gè)組串。每一個(gè)支架陣面平面尺寸為（）。 方陣布置說明本項(xiàng)目每一個(gè)1MWP光伏發(fā)電單元組成一個(gè)1MWP光伏發(fā)電單元系統(tǒng)，在1MWP 光伏發(fā)電單元方陣中間設(shè)置1 臺(tái)箱式變電站，同時(shí)考慮預(yù)留一定的檢修通道。為了減少至逆變器直流電纜數(shù)量，盡量少占土地及布置的規(guī)整性，即每1MWP 方陣布置102 個(gè)支架, 共有204 個(gè)組件串。 光伏電站發(fā)電量估算太陽(yáng)能光伏電站發(fā)電量計(jì)算方法：根據(jù)太陽(yáng)輻射資源分析所確定的光伏電場(chǎng)多年平均年輻射總量，結(jié)合初步選擇的太陽(yáng)能電池的類型和布置方案，進(jìn)行光伏電場(chǎng)年發(fā)電量估算。從氣象站得到的資料，一般為水平上的太陽(yáng)輻量，換算成光伏陣列傾斜面的輻射量，才能進(jìn)行光伏系統(tǒng)發(fā)電量的計(jì)算。對(duì)于以某一傾角固定式安裝的光伏陣列，所接受到的太陽(yáng)輻射能與傾斜的角度有關(guān)，其中較為簡(jiǎn)便的計(jì)算日輻射量的公式如下: Rβ = S[sin(α－β)/sinα] + D圖5－8傾斜方陣面上的太陽(yáng)總輻射量計(jì)算圖式中： Rβ—傾斜方陣面上的太陽(yáng)總輻射量； D—散射輻射量,假定D 與斜面傾角無關(guān)； S—水平面上的太陽(yáng)直接輻射量； β—方陣傾角；α— 午時(shí)分的太陽(yáng)高度角。根據(jù)光伏電場(chǎng)場(chǎng)址周圍的地形圖，經(jīng)對(duì)光伏電場(chǎng)周圍環(huán)境、地面建筑物情況進(jìn)行考察，建立的本工程太陽(yáng)能光伏發(fā)電場(chǎng)上網(wǎng)電量的計(jì)算模型。單位面積電池板的年發(fā)電量g 簡(jiǎn)化計(jì)算如下：其中： E q 為多年平均年輻射總量，η1 為光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。代入上計(jì)算公式，得出單位面積光伏組件年發(fā)電量。理論發(fā)電量是在理想情況下得出太陽(yáng)能電池組件輸出的直流發(fā)電量計(jì)算。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的效率是指:系統(tǒng)實(shí)際輸送上網(wǎng)的交流發(fā)電量與組件標(biāo)稱容量在沒任何能量損失的情況下理論上的能量之比。標(biāo)稱容量1kWp 的組件，在接受到1kW/m2 太陽(yáng)輻射能時(shí)理論發(fā)電量應(yīng)為1kWh。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率主要由光伏陣列的效率、逆變器的效率、交流并網(wǎng)效率等三部分組成。1）系統(tǒng)損耗和效率分析① 光伏組件效率η1: 光伏陣列在1000W/㎡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)換與傳輸過程中的損失包括:組件匹配損失、表面塵埃遮擋損失、不可利用的太陽(yáng)輻射損失、溫度的影響、最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)精度、以及直流線路損失等。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：組件功率匹配損失小于5%；灰塵影響組件功率損失小于5%；直流線路損失小于2%；② 逆變器的轉(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。③ 交流并網(wǎng)效率η3: 即從逆變器輸出至接入電網(wǎng)的傳輸效率，其中最主要的是升壓變壓器的損耗。2）太陽(yáng)能輻射數(shù)據(jù)分析及發(fā)電量模擬系統(tǒng)的總效率等于上述各部分效率的乘積: η=η1η2 η3經(jīng)過以上數(shù)據(jù)分析得到光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量計(jì)算公式如下：預(yù)測(cè)發(fā)電量= SareaRβηmoduleηsystem；式中：Sarea——方陣總面積；Rβ——Rβ—傾斜方陣面上的太陽(yáng)總輻射量；ηsystem——并網(wǎng)光伏系統(tǒng)發(fā)電效率；ηmodule——太陽(yáng)能組件轉(zhuǎn)化效率；在光伏理論年發(fā)電量的基礎(chǔ)上，實(shí)際上網(wǎng)電量還會(huì)受安裝傾角、方位角等綜合因素影響。這里不一一列舉，根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的光伏發(fā)電總效率約為75%。根據(jù)太陽(yáng)輻射量、溫度等氣象資料以及地理位置信息等資料, 專用的光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件可以進(jìn)行仿真計(jì)算,求出系統(tǒng)的年總發(fā)電量。這里僅根據(jù)有關(guān)氣象資料預(yù)測(cè)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的年總發(fā)電量，實(shí)際發(fā)電量會(huì)有一定偏差這是正?，F(xiàn)象。 系統(tǒng)發(fā)電量測(cè)算本項(xiàng)目光伏電站場(chǎng)址太陽(yáng)能發(fā)電量分析采用了鹽城市氣象局提供資料： 小時(shí)。由計(jì)算模型可知，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏組件的放置方式和放置角度對(duì)組件接受到的太陽(yáng)輻射有很大的影響。與光伏組件放置相關(guān)的有下列兩個(gè)角度參量：太陽(yáng)電池組件傾角和太陽(yáng)能電池組件方位角。太陽(yáng)能電池組件的傾角是電池組件與水平地面的夾角。太陽(yáng)電池組件的方位角是組件方陣的垂直面與正南方的夾角。向東設(shè)為負(fù)，向西為正。一般在北半球，太陽(yáng)能電池組件朝向正南方布置，即組件方位角為0 度時(shí)，發(fā)電量最大。本工程設(shè)計(jì)原則上保證太陽(yáng)能電池組件朝正南方向布置。故所需計(jì)算的為太陽(yáng)電池組件的最佳傾角。到達(dá)在面的太陽(yáng)能輻射量，太陽(yáng)能方陣的傾角直接影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。對(duì)于并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)只需合理選擇太陽(yáng)能電池組件的位置和傾角，以獲得最大的太陽(yáng)能輻射量使得全年發(fā)電量最大化即可。 系統(tǒng)發(fā)電量測(cè)算依據(jù)氣象數(shù)據(jù)和軟件計(jì)算得知當(dāng)太陽(yáng)電池組件的傾角為27 度時(shí)，電池組件年接受太陽(yáng)能輻射量最大。根據(jù)太陽(yáng)輻射量，系統(tǒng)總功率等數(shù)據(jù)估算30MWp 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的年總發(fā)電量。計(jì)算軟件采用聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署和加拿大自然資源部聯(lián)合編寫的可再生能源技術(shù)規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件RETSCREEN。RETSCREEN 與許多政府機(jī)構(gòu)和多邊組織共同合作，由來自工業(yè)界、政府部門和學(xué)術(shù)界的專家提供技術(shù)支持進(jìn)行開發(fā)工作。經(jīng)計(jì)算整個(gè)30MWp 。晶體硅光伏組件在光照及常規(guī)大氣環(huán)境中使用會(huì)有衰減，按系統(tǒng)25 %計(jì)算。表5－8　 25年衰減及平均年發(fā)電量測(cè)算表：(單位：萬kWh/年)年　限12345系統(tǒng)衰減率%%%%%發(fā)電量年限678910系統(tǒng)衰減率%%%%%發(fā)電量年限1112131415系統(tǒng)衰減率%%%%%發(fā)電量年限1617181920系統(tǒng)衰減率%%%%%發(fā)電量年限2122232425系統(tǒng)衰減率%%%%%發(fā)電量總發(fā)電量（萬kWh）25年平均發(fā)電量（萬kWh） 結(jié)論:由以上計(jì)算可得，本工程25 。 數(shù)據(jù)采集監(jiān)控方案（1） 數(shù)據(jù)采集在每臺(tái)光伏并網(wǎng)逆變器內(nèi)設(shè)有電流傳感器和電壓傳感器，可以實(shí)時(shí)測(cè)量太陽(yáng)電池方陣的峰值電壓和峰值電流，交流輸出電壓和交流輸出電流。SBC 為數(shù)據(jù)采集控制器，時(shí)時(shí)讀取每臺(tái)逆變器的測(cè)量數(shù)據(jù)（Vpv、Ipv、Ppv、Vac、Iac 、Pac），SBC 可以同時(shí)監(jiān)測(cè)50 臺(tái)不同功率級(jí)別的逆變器，同時(shí)監(jiān)測(cè)每臺(tái)逆變器各種運(yùn)行參數(shù)，SBC 通過計(jì)算可以得到整個(gè)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的累積發(fā)電量，當(dāng)天累積發(fā)電量以及整個(gè)系統(tǒng)瞬時(shí)功率。同時(shí)SBC 通過RS485 協(xié)議，讀取環(huán)境檢測(cè)儀采集到各種模擬量數(shù)據(jù)，這些模擬量數(shù)據(jù)包括太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、太陽(yáng)電池方陣的溫度、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度、風(fēng)速等。每臺(tái)逆變器運(yùn)行參數(shù)（2） 數(shù)據(jù)通訊在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，在每臺(tái)逆變器和SBC 數(shù)據(jù)采集控制器中都配有RS485通訊適配器，SBC和每臺(tái)逆變器通過通訊適配器都掛在RS485總線上，SBC 通過RS485 與各逆變器實(shí)時(shí)通訊，SBC 實(shí)時(shí)讀取逆變器的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和故障信息。SBC 讀取的測(cè)量數(shù)據(jù)以RS232 通訊方式與上位機(jī)時(shí)時(shí)通訊，上位機(jī)讀取每臺(tái)逆變器的測(cè)量的參數(shù)，通過專業(yè)監(jiān)控軟件可以計(jì)算出太陽(yáng)能電池方陣的峰值功率和交流輸出功率，同時(shí)可以積分計(jì)算每天累計(jì)發(fā)電量，同時(shí)變換格式可供外部顯示。SBC 與各逆變器通訊系統(tǒng)原理圖SBC 與逆變器通訊（RS485） 光伏發(fā)電數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)本光伏發(fā)電項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)大型光伏發(fā)電項(xiàng)目，為充分發(fā)揮示范作用，并直觀的展現(xiàn)光伏發(fā)電項(xiàng)目的運(yùn)行狀況和關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，本項(xiàng)目在綜合樓集控室安裝一套數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由彩色顯示器、工控機(jī)、控制機(jī)顯示軟件及通信線路組成，顯示參數(shù)可通過對(duì)工控機(jī)的操作進(jìn)行不同監(jiān)控畫面間的切換，顯示內(nèi)容包括：系統(tǒng)自帶環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)（日照輻射強(qiáng)度、環(huán)境溫度、風(fēng)速等）、光伏發(fā)電實(shí)時(shí)功率、系統(tǒng)效率、累計(jì)發(fā)電量、當(dāng)天發(fā)電量、過去N 天運(yùn)行參數(shù)曲線等。第六章 電氣部分 電氣一次部分 接入系統(tǒng)方案本工程在空曠的土地上安裝太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，擬定總裝機(jī)容量為30MWp。根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量和響水地區(qū)電網(wǎng)實(shí)際情況，就近接入10KV 電網(wǎng)。為滿足容量和可靠性要求，從升壓站母線出1 回路10kV線路接入當(dāng)?shù)毓搽娋W(wǎng)。光伏電站相關(guān)配電設(shè)施（含接入電纜）按10kV 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。電站共使用10 臺(tái)升壓變壓器，單臺(tái)容量1250kVA，升壓變變比為10/。 電氣主接線光伏電站電氣主接線本期工程10MW 發(fā)電系統(tǒng)以太陽(yáng)能發(fā)電單元—升壓變壓器接線方式接入站內(nèi)10KV 配電室。整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)10kV 配電室出線1 回接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)。接入系統(tǒng)最終以接入系統(tǒng)審查意見為準(zhǔn)。每個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電單元設(shè)1 臺(tái)升壓變壓器，升壓變壓器采用三相1250kVA 油浸變壓器。光伏組件陣列、直流匯流箱、逆變器及升壓變壓器以1MW 單元為單位就地布置，經(jīng)10kV 電纜接至10kV 配電室。光伏電站并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，并網(wǎng)點(diǎn)的三相電壓不平衡度不超過《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》（GB 15543－1995）規(guī)定的數(shù)值，接于公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶，%。因本工程無大規(guī)模的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，消耗無功功率很小，本工程按裝機(jī)容量設(shè)置250kVar 的自動(dòng)投切的無功補(bǔ)償裝置，為電站的升壓變、線路等提供無功功率補(bǔ)償。光伏電站站用電本站站用電源由10kV 母線引接一路，10kV（施工電源）引接一路，兩路電源互為備用，以提高站用電的可靠性。本期設(shè)置1 臺(tái)200kVA降壓變壓器作為站用變壓器，站用電用于供給本站內(nèi)各處照明、暖通、檢修等負(fù)荷。 主要電氣設(shè)備選擇（1）升壓變10KV 升壓變選用三相油浸式配電變壓器。型號(hào)S11－1250/10 ，額定容量1250kVA。177。%/，接線組別DYN11，短路阻抗Ud=%。變壓器裝設(shè)帶報(bào)警及跳閘信號(hào)的溫控設(shè)施。跳閘信號(hào)接至10KV、高壓開關(guān)柜和變壓器低壓側(cè)進(jìn)線開關(guān)，動(dòng)作于跳閘，溫度信號(hào)接至綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中。（2）10kV 配電裝置10kV 配電裝置單母線接線，選用鎧裝型金屬封閉手車式開關(guān)柜，采用真空斷路器，配置升壓變、電容器的綜合保護(hù)裝置。按10kV 電壓等級(jí)設(shè)計(jì)，真空斷路器額定開斷電流暫定25kA。（3）低壓配電裝置低壓開關(guān)柜選用MNS 型低壓抽出式開關(guān)柜。進(jìn)線斷路器選用框架斷路器，配置智能脫扣器，額定開斷電流為50kA。（4）逆變器并網(wǎng)型逆變器選型時(shí)除應(yīng)考慮具有過/欠電壓、過/欠頻率、防孤島效應(yīng)、短路保護(hù)、逆向功率保護(hù)等保護(hù)功能外，同時(shí)應(yīng)考慮其電壓（電流）總諧波畸變率較小，以盡可能減少對(duì)電網(wǎng)的干擾。整個(gè)光伏系統(tǒng)采用若干組逆變器，每個(gè)逆變器具有自動(dòng)檢測(cè)功能，并能夠隨著太陽(yáng)能組件接受的功率，以最經(jīng)濟(jì)的方式自動(dòng)識(shí)別并投入運(yùn)行。本工程選用單臺(tái)輸出功率500kW級(jí)別逆變器作為全站主要逆變裝置。逆變器的技術(shù)參數(shù)詳見表6－1。表6－1 500kW 逆變器技術(shù)參數(shù)逆變器技術(shù)參數(shù)生產(chǎn)廠家 合肥陽(yáng)光合肥陽(yáng)光逆變器型號(hào) SG500kTLSG500kTL輸出額定功率 500kW500kW最大直流側(cè)功率 550kW550kW最高轉(zhuǎn)換效率 %%歐洲效率 %%輸入直流側(cè)電壓范圍 480V － 880V最大功率跟蹤（MPP）范圍 480Vdc～820Vdc最大直流輸入電流1200A交流輸出電壓范圍 270V輸出頻率范圍 50Hz － 60Hz要求的電網(wǎng)形式IT系統(tǒng)待機(jī)功耗/夜間功耗 100W輸出電流總諧波畸變率3%（額定功率時(shí)）功率因數(shù) 自動(dòng)投運(yùn)條件 直流輸入及電網(wǎng)滿足要求，逆變器自動(dòng)運(yùn)行斷電后自動(dòng)重啟時(shí)間5min(時(shí)間可調(diào))隔離變壓器（有/無） 無接地點(diǎn)故障檢測(cè)（有/無） 有過載保護(hù)（有/無） 有反極性保護(hù)（有/無） 有過電壓保護(hù)（有/無） 有有其它保護(hù) 孤島效應(yīng)保護(hù),過熱保護(hù)等工作環(huán)境溫度范圍 －20℃～＋40℃相對(duì)濕度0～95%，不結(jié)露滿功率運(yùn)行的最高海拔高度≤2000 米(超過2000 米需降額使用)噪音 ≤60dB電網(wǎng)監(jiān)控 按照 UL1741 標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)類型/防護(hù)等級(jí)