【正文】 據(jù)主導(dǎo)地位。但由于單晶硅材料制造成本價格高，經(jīng)過制造工藝和技術(shù)方面的努力，相對初期階段，價格已經(jīng)大幅度降低。多晶硅太陽電池與單晶硅比較，其效率高于非晶硅薄膜電池而低于單晶硅電池，其實驗室最高轉(zhuǎn)換效率可達18%，工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為15%左右。因此，多晶硅電池在效率和價格方面能夠繼續(xù)擴大其優(yōu)勢的話，將會在太陽能電地市場上占據(jù)重要地位。與晶體硅太陽電池相比，硅基薄膜太陽電池最重要的是成本優(yōu)勢，具有弱光響應(yīng)好和溫度系數(shù)小的特性，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的發(fā)展和應(yīng)用潛力。通常，硅基薄膜太陽電池的最主要問題是效率相對較低，效率目前為69%，每瓦的電池面積會增加約一倍，在安裝空間和光照面積有限的情況下限制了它的應(yīng)用。上述三大類電池產(chǎn)品的價格從目前市場上來看是多晶硅和單晶硅價格接近。硅基薄膜比多晶硅和單晶硅便宜，但太陽能轉(zhuǎn)換效率單晶硅＞多晶硅＞硅基薄膜，占地面積單晶硅與多晶硅差不多，硅基薄膜較大。產(chǎn)品的成熟程度是單晶硅比多晶硅更加成熟，硅基薄膜稍差。但是價格并不是固定不變的，隨著供需狀況的變化而改變。據(jù)目前國內(nèi)廠家報價的情況，單晶硅與多晶硅的價格基本一致。通過設(shè)計方案比較，采用單晶硅的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)要好于采用多晶硅。目前可研階段暫按300Wp多晶電池組件作為設(shè)計輸入。本項目太陽電池組件采用的多晶硅電池組件的主要參數(shù)如下：多晶硅太陽電池組件最大工作功率(Wp)300光電轉(zhuǎn)換效率工作點電壓(V)177。3%工作點電流(A)177。3%開路電壓(V)177。3%短路電流(A)177。3%短路電流隨溫度變化系數(shù)(%/℃) 開路電壓隨溫度變化系數(shù)(%/℃) 最大功率隨溫度變化系數(shù)(%/℃) 組件規(guī)格(mm)195699450重量(kg)27最大系統(tǒng)電壓1000VDC工作溫度40～85℃最大風(fēng)荷載(Pa) 逆變器選型并網(wǎng)逆變器的基本功能，是把來自太陽能電池方陣的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，并把電力輸送給與交流系統(tǒng)連接的負載設(shè)備，同時把剩余的電力倒流入電網(wǎng)中。還具有最大限度地發(fā)揮太陽能電池方陣性能的功能和異常時或故障時的保護功能。合理的逆變器配置方案和合理的電氣一次主接線對于提高太陽能光伏系統(tǒng)發(fā)電效率，減少運行損耗，降低光伏并網(wǎng)電站運營費用以及縮短電站建設(shè)周期和經(jīng)濟成本的回收期具有重要的意義。逆變器通過半導(dǎo)體功率開關(guān)的開通和關(guān)斷，將直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能；工作過程中，直流側(cè)輸入功率為定值，電網(wǎng)電壓高低相位不同時輸出不同的電流。因此，逆變器實際上可看作一個受控電流源。作為電流源，與電力系統(tǒng)中常規(guī)的發(fā)電機(電壓源)不同，其電壓自動跟蹤電網(wǎng)輸出電流，不存在同期要求。作為電流源，其諧波是值得注意的，不能超過電網(wǎng)要求值。 逆變器分類及共性大型并網(wǎng)光伏逆變器的分類方式較多。按功率等級分類，有100kW、200kW、250kW、330kW、500kW、1000kW 等。按是否帶隔離變壓器，有隔離型和不隔離型。不帶隔離變壓器的逆變器效率相對較高。按逆變單元不同，有模塊逆變型和整體逆變型。成模塊逆變的逆變器工作時，與光伏陣列直流側(cè)的匹配性較高。大型逆變器的共性很多。例如，尺寸隨功率增加，都含有監(jiān)控、保護功能等。另外，單機功率越大的逆變器效率越高。 所示。 不同容量逆變器主要技術(shù)參數(shù)對比表逆變器額定功率250kW500kW1000kW推薦的最大功率284kW 560kW 1120kW絕對最大輸入電壓1000Vdc 1000Vdc 1000VdcMPPT 輸入電壓范圍480V～850V500V～850V 500V～850V最大效率%%%額定交流頻率50Hz50Hz50Hz額定電網(wǎng)電壓400Vac315Vac315Vac功率因素（COS246。）＞＞＞電流波形畸變率(額定功率時)＜3%＜3%＜3%夜間自耗電80W100W200W 逆變器的技術(shù)指標(biāo)對于逆變器的選型，主要以以下幾個指標(biāo)進行比較：1) 逆變器輸入直流電壓的范圍：由于太陽能電池組串的輸出電壓隨日照強度、天氣條件及負載影響，其變化范圍比較大。就要求逆變器在能夠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。2) 逆變器輸出效率：大功率逆變器在滿載時，效率必須在90%或95%以上。中小功率的逆變器在滿載時，效率必須在85%或90%以上。即使在逆變器額定功率10%的情況下，也要保證90%(大功率逆變器)以上的轉(zhuǎn)換效率。3) 逆變器輸出波形：為使光伏陣列所產(chǎn)生的直流電經(jīng)逆變后向公共電網(wǎng)并網(wǎng)供電，就要求逆變器的輸出電壓波形、幅值及相位等與公共電網(wǎng)一致，以實現(xiàn)向電網(wǎng)無擾動平滑供電。所選逆變器應(yīng)輸出電流波形良好，波形畸變以及頻率波動低于門檻值。4) 最大功率點跟蹤：逆變器的輸入終端電阻應(yīng)自適應(yīng)于光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際運行特性。保證光伏發(fā)電系統(tǒng)運行在最大功率點。5) 可靠性和可恢復(fù)性：逆變器應(yīng)具有一定的抗干擾能力、環(huán)境適應(yīng)能力、瞬時過載能力及各種保護功能，如：過電壓情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)正常運行；過負荷情況下，逆變器需自動向光伏電池特性曲線中的開路電壓方向調(diào)整運行點，限定輸入功率在給定范圍內(nèi)；故障情況下，逆變器必須自動從主網(wǎng)解列。6) 監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集：逆變器應(yīng)有多種通訊接口進行數(shù)據(jù)采集并發(fā)送到遠控室，其控制器還應(yīng)有模擬輸入端口與外部傳感器相連，測量日照和溫度等數(shù)據(jù)，便于整個電站數(shù)據(jù)處理分析。逆變器主要技術(shù)指標(biāo)還有：額定容量，輸出功率因數(shù)，額定輸入電壓、電流，電壓調(diào)整率，負載調(diào)整率，諧波因數(shù)，總諧波畸變率，畸變因數(shù)，峰值子數(shù)等。另外，逆變器選型需滿足《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》中與逆變器相關(guān)技術(shù)要求。 逆變器的擬選大型光伏電場場地不受限制，宜選擇大功率逆變器，以簡化系統(tǒng)接線，同時大功率逆變器效率較高，利于降低運行損耗、提升光伏電場整體效率。MW 級逆變升壓成套設(shè)備，國內(nèi)尚無定型產(chǎn)品，國內(nèi)諸多光伏電站一般仍采購分體設(shè)備，通過組合實現(xiàn)逆變、升壓功能；國外已有的定型產(chǎn)品，其升高電壓往往為20kV，國內(nèi)運用較少。500kW 級逆變器，可成對并機為1MW 單元，配定制的低壓側(cè)帶分裂繞組的1MVA 箱式變壓器，組成1MW 光伏逆變升壓單元。至于250kW、200kW、100kW 級逆變器，也可采用相同原理并機成MW 級單元與箱變配合使用，組成1MW 光伏逆變升壓單元。組成1MW 光伏逆變升壓單元，有許多優(yōu)點。包括簡化接線，節(jié)省占地，運行方便，投資經(jīng)濟等。在各種1MW 光伏逆變升壓單元組成方案中，推薦500kW 級逆變器并機方案。主要原因是大功率逆變器效率高，運行損耗低、能提升光伏電場整體效率。同時，單機功率大的逆變器每瓦平均外形尺寸較低，占地更小。本工程系統(tǒng)容量為20MWp，從工程運行及維護考慮，若選用單臺容量小的逆變設(shè)備，則設(shè)備數(shù)量較多，會增加投資及后期的維護工作量；在投資條件相同的情況下，應(yīng)盡量選用容量大的逆變設(shè)備，可在一定程度上降低投資，并提高系統(tǒng)可靠性；但若是逆變器容量過大，則在一臺逆變器發(fā)生故障時，發(fā)電系統(tǒng)損失發(fā)電量就較大。逆變器配置中，不需隔離變壓器，并盡可能滿足現(xiàn)場的氣候氣象條件。本工程初步擬定的逆變器參數(shù)如下： 擬選逆變器參數(shù)表序號名稱技術(shù)參數(shù)備注1逆變器額定輸出功率500KW2逆變器效率(1)最高轉(zhuǎn)換效率%(2)歐洲效率（加權(quán)平均效率）%3逆變器輸入?yún)?shù)(1)輸入電壓范圍DC500~1000V(2)MPPT 電壓范圍500V~850V(3)最大直流輸入電流1120A4逆變器輸出參數(shù)(1)額定輸出電壓315V(2)功率因數(shù)～+(3)總電流波形畸變率3%（額定功率）5噪音≤60dB6平均無故障時間10 年7逆變器功率損耗(1)待機損耗/夜間功耗100W8工作環(huán)境溫度范圍25℃～+55℃9相對濕度95%10滿功率運行的最高海拔高度3000m11散熱方式溫控強制風(fēng)冷12重量1700kg13機械尺寸（寬高深）1606*2034*860mm14通訊接口RS485/Modbus 光伏陣列設(shè)計 布置原則大型獨立光伏電場組件的布置，一般通過光伏陣列的分區(qū)、分級排布來實現(xiàn)。分區(qū)以光伏電場箱式變壓器為對象，把光伏電場劃分為若干個相對獨立的交流發(fā)電子系統(tǒng)，本工程中結(jié)合電池組件的分布規(guī)律，將多晶硅光伏陣列分為1MW的陣列單元。分級是在每個分區(qū)內(nèi)，對太陽電池組件陣列進行分級，匯流箱下轄一級光伏陣列，匯流柜下轄二級光伏陣列。 總體布置方案設(shè)計本工程規(guī)劃容量為20MWp，結(jié)合箱變?nèi)萘亢碗姵亟M件的分布規(guī)律，本工程設(shè)置20個1MW光伏陣列單元，每個光伏陣列共由186串組成，每串由18塊組件組成。 1 光伏組件安裝示意圖 光伏電站安裝效果圖 光伏子陣列設(shè)計 電池工作溫度分析太陽電池的實際工作溫度取決于多個參數(shù)，要想事先準(zhǔn)確地算出十分困難。在室內(nèi)測試條件下(不考慮風(fēng)速及其引起的散熱)，太陽電池溫度取決于日照強度、環(huán)境氣溫、以及內(nèi)阻產(chǎn)生的溫升，同時需考慮到風(fēng)速引起的散熱。本工程結(jié)合當(dāng)?shù)貥O端低溫和經(jīng)驗公式計算太陽電池實際工作溫度為18℃至85℃。 串聯(lián)回路工作電壓計算太陽電池的工作電壓，以標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的最佳工作電壓為基礎(chǔ)、按電壓溫度系數(shù)進行修正。標(biāo)準(zhǔn)測試條件是，太陽電池溫度25℃177。2℃，輻照度用標(biāo)準(zhǔn)太陽電池測定為1000W/m，%/℃，由此計算太陽電池工作電壓及開路電壓范圍。 串聯(lián)回路組件數(shù)量確定本工程選用通用型逆變器。逆變器最大功率跟蹤電壓為500~850V，最大直流輸入電壓為1000V。根據(jù)該電壓值，與串聯(lián)回路在連接16～21塊組件后工作電壓的計算值進行比較；電池組件的工作電壓和開路電壓隨溫度變化的區(qū)間為18℃~85℃；在滿足光伏組件能當(dāng)?shù)氐臏囟拳h(huán)境工作的前提下，根據(jù)光伏組件的峰值功率電壓、開路電壓以及溫度系數(shù)等性能指標(biāo)，可得出不同串聯(lián)回路的工作電壓如下表所示： 不同串聯(lián)回路的工作電壓（18℃至85℃電池溫度下）序號串聯(lián)回路組件數(shù)量逆變器輸入端工作電壓(V)逆變器輸入端開路電壓(V)116～～217～～318～～419～～520～～621～～選用的逆變器的MPPT 電壓跟蹤范圍為：500Vdc～850Vdc，允許的最大直流開路電壓為1000VDC。 計算結(jié)果可見，當(dāng)組串件數(shù)為17~19 的時候，能夠滿足逆變器要求。考慮本工程布置實際情況，組串件數(shù)取N=18。 所示。 光伏組串尺寸 光伏陣列布置方案設(shè)計 傾角和方位角選擇光伏陣列的布置既要滿足輻射量損失的要求，又要兼顧現(xiàn)場地形特點，考慮實際施工過程中的土方量和支架用量，控制成本。在光伏陣列布置過程中，影響輻射量的主要參數(shù)為陣列的傾角和方位角，176。由于本工程為山地光伏，所在點存在較多的地勢起伏，通過對地形分析，光伏陣列的布置方案采用以下原則進行設(shè)計：1）平整地面或可以通過一定挖填方實現(xiàn)平整的地面，陣列一律采用正南布置（方位角為0176。），傾角采用最佳傾角22176。；2）對朝向為正南的坡地，陣列布置參照平整地面布置，方位角取為0176。，南北傾角依地勢通過支架調(diào)節(jié)為22176。3）對非正南坡地，光伏陣列東西方向采用順坡布置，南北方向通過支架或土方調(diào)節(jié)到22176。通過分析場區(qū)地形，東西坡度角多在12176。以內(nèi)。通過計算與正南（0176。方位角），22176。傾角輻射量進行對比，當(dāng)東西坡度在5176。范圍，%；當(dāng)東西坡度在10176。范圍，%；當(dāng)東西坡度在12176。范圍，%。 光伏陣列間距設(shè)計光伏陣列前后排之間必須保持一定距離，以免前排陣列擋住后排陣列的陽光。因此，需要確定前后排方陣之間的最小距離。 所示。 兩排陣列之間的距離示意圖圖中，L 為一級光伏陣列斜平面高度，H 為一級光伏陣列水平高度，B 為安裝傾角，a 為太陽高度角，c 為太陽方位角，r 為太陽入射線水平面上投影在后排陣列之間的長度，d 為前排陣列陰影長度，D 為陣列之間的間距，e 為陣列陰影在東西方向的影響長度。按上述幾何關(guān)系，運用三角函數(shù)，可得d、D 值計算公式如下：式中：ω —. 時角（與正常發(fā)電時間有關(guān)）；δ —. 太陽赤緯角（℃至夏至日+℃范圍內(nèi)變化）；φ —. 緯度；s —— 陰影系數(shù)，s=d/H。本工程地處北半球，最小間距確定原則是，冬至日的正常發(fā)電時間內(nèi)，后排的陣列不應(yīng)被前排陣列遮擋。正常發(fā)電時間根據(jù)太陽能輻射觀測數(shù)據(jù)確定。176。N，經(jīng)計算得當(dāng)?shù)囟辽衔?9：00 。對平整地面，陣列南北向間距可通過陰影系數(shù)直接計算，對于坡地，需結(jié)合地形本身的南北坡度和陰影系數(shù)進行計算。光伏電場東西側(cè)圍墻陰影在東西方向的影響長度e，與當(dāng)?shù)氐匦胃叨萮 的比值s，可作為東西向陰影系數(shù)。根據(jù)幾何關(guān)系，運用三角函數(shù)，可得s 計算公式為：選取9:00~15:00 時間區(qū)間。若東西方向順坡布置，則相鄰陣列不存在高差， 的距離即可，對東西坡度較大或地形相對復(fù)雜的地方，陣列東西向間距需結(jié)合地形本身東西坡度和陰影系數(shù)進行計算。 光伏方陣配電系統(tǒng)本工程為一般耕地地形光伏，光伏電池板布置順地形布置，電池板會有不同的方位角以及傾角，為便于集中接線，本工程選用大中型逆變器，分別為500kW逆變器、1MW逆變器（2500kW）。18 塊電池組件（300W）串聯(lián)成一個電池組串。每個逆變器單元經(jīng)匯流箱匯集后再由逆變器整流逆變后輸出315V三相交流電，兩個500