【導(dǎo)讀】鹽池縣位于寧夏東部，地理位置介于東經(jīng)106°30′-107°47′，北緯37°04′-38°10′之間。全縣總面積7130km2，占寧夏總面積的。鹽池縣屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候,其特點(diǎn)是四季少雨多風(fēng)、氣候干燥、長(zhǎng)。冬嚴(yán)寒、短夏溫涼、春遲秋早，每日早涼、午熱、夜寒。年降水量小于蒸發(fā)量，且多集中在夏末秋初。本工程站址位于鹽池縣高沙窩工業(yè)園區(qū)東北側(cè)，向西緊臨銀古高速公路。本項(xiàng)目遠(yuǎn)期規(guī)劃容量為100MW，分期建。本工程預(yù)選站址一期占地約為75萬(wàn)平方米。新能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略”的方針。充分利用寧夏鹽池具有豐富的太。大地促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。進(jìn)行太陽(yáng)能工程的建設(shè)，可以充分的利用好寧夏的資源，增加寧夏的綠。該公司成立于2021年，經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目。多達(dá)2900h，由南向北平均每10公里每平方米遞增50兆焦。寧夏電網(wǎng)主網(wǎng)電壓等級(jí)為750/330/220kV。2021年底，寧夏電網(wǎng)全口徑裝機(jī)約。2021年寧夏全社會(huì)用電量達(dá)。寧夏電網(wǎng)已核準(zhǔn)及已批準(zhǔn)開(kāi)展前期工作火電機(jī)組按計(jì)劃投產(chǎn)。4670MW，2020年電力缺額為22300MW。

　　

【正文】 跟蹤式和雙軸跟蹤式。單軸跟蹤式只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度即每日從東往西跟蹤太陽(yáng) 的軌跡；雙軸跟蹤式具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，可以通過(guò)適時(shí)改變方位角和傾角來(lái)跟 蹤太陽(yáng)軌跡。 .2 電池陣列的運(yùn)行方式比較 對(duì)于自動(dòng)跟蹤式，其傾斜面上能最大程度的接收太陽(yáng)能總輻射量，從而增加發(fā)電量。經(jīng)初步計(jì)算，水平單軸跟蹤方式，系統(tǒng)理論發(fā)電量可提高 15%~20%（與 固定式比較）；若采用斜單軸跟蹤方式，系統(tǒng)理論發(fā)電量可提高 25%~30%（與固 定式比較）；若采用雙軸跟蹤方式，系統(tǒng)理論發(fā)電量可提高 30%~50%（與固定式 比較）。然而實(shí)際 工程中效率往往比理論值小，其原因有很多，例如：太陽(yáng)能電 池組件間的相互投射陰影，跟蹤支架運(yùn)行難于同步等。 根據(jù)已建工程調(diào)研數(shù)據(jù)，若采用斜單軸跟蹤方式，系統(tǒng)實(shí)際發(fā)電量可提高約18%，若采用雙軸跟蹤方式，系統(tǒng)實(shí)際發(fā)電量可提高約 25%。在此條件下，以固 定安裝式為基準(zhǔn)，對(duì) 1MWp 光伏陣列采用三種運(yùn)行方式比較如表 。 表 1MWp 陣列各種運(yùn)行方式比較 項(xiàng)目 固定式 斜單軸跟蹤式 雙軸跟蹤式 發(fā)電量 % 100 118 125 占地面積（萬(wàn) m2） 支架造價(jià) 元 /Wp 元 /Wp 3 元 /Wp 估算電纜費(fèi)用（萬(wàn)元） 直接投資增加百分比（ %） 100 119 運(yùn)行維護(hù) 工作量小 有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)， 工作量大 有旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)， 工作量大 支撐點(diǎn) 多點(diǎn)支撐 多點(diǎn)支撐 單點(diǎn)支撐 板面清洗 布置集中， 清洗方便 布置分散，需逐個(gè)清 洗，清晰量較大 布置分散，需逐個(gè)清 晰，清洗量大 由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，固定式與自動(dòng)跟蹤式各有優(yōu)缺點(diǎn)：固定式初始投資較低且 支架系統(tǒng)基本免維護(hù)；自動(dòng)跟蹤式初始投資較高，需要一定的維護(hù)，但發(fā)電量較 傾角最優(yōu)固定式相 比有較大的提高（發(fā)電量提高的比例高于直接投資增加的比 例），如果不考慮后期維護(hù)工作增加的成本，采用自動(dòng)跟蹤式運(yùn)行的光伏電站單 位電度發(fā)電成本將有所降低。若自動(dòng)跟蹤式支架造價(jià)能進(jìn)一步降低，設(shè)備的可靠 性和穩(wěn)定性不斷提高，則其發(fā)電量增加的優(yōu)勢(shì)將更加明顯；同時(shí)，若能較好的解 決電池陣列同步性及減少運(yùn)行維護(hù)工作量，則自動(dòng)跟蹤式系統(tǒng)較固定安裝式系統(tǒng)將更有競(jìng)爭(zhēng)力。 .3 電池陣列的運(yùn)行方式確定 經(jīng)過(guò)對(duì)固定式和跟蹤式兩種運(yùn)行方式的初步比較，考慮到本工程規(guī)模較大，固定式初始投資較低，且支架系統(tǒng)基本免維護(hù)；自動(dòng)跟蹤式目前 初始投資相對(duì)較 高，后期運(yùn)行過(guò)程中需要一定的維護(hù)，運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高。自動(dòng)跟蹤式大規(guī)模應(yīng) 用的工程相對(duì)較少，但其較固定式可增加一定的發(fā)電量，可小規(guī)模采用以豐富應(yīng) 用經(jīng)驗(yàn)、積累運(yùn)行數(shù)據(jù)、實(shí)例驗(yàn)證不同安裝方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。 根據(jù)以上綜合分析，結(jié)合業(yè)主方的開(kāi)發(fā)意向以及工期的要求等，本工程光伏 組件方陣安裝運(yùn)行方式推薦 25MWp 采用固定式運(yùn)行方式； 5MWp 采用斜單軸跟蹤 式運(yùn)行方式。 電池陣列最佳傾角的計(jì)算 電池陣列的安裝傾角對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率影響較大，對(duì)于固定式電池列陣 最佳傾角即光伏系統(tǒng)全年發(fā)電量最大 時(shí)的傾角。 計(jì)算傾斜面上的太陽(yáng)輻射量，通常采用 Klein 計(jì)算方法。利用 PVSYST 軟件，采用所選工程代表年的太陽(yáng)輻射資料，計(jì)算不同角度傾斜面上各月日平均太陽(yáng)輻 射量，計(jì)算結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)分析后作出曲線圖，見(jiàn)圖 。 1884 1883 1882 1881 1880 1879 1878 1877 全年太陽(yáng)輻射量（ kW/m2） 30176。 31176。 32176。 33176。 34176。 35176。 36176。 37176。 全年太陽(yáng)輻射量 （ kW/m2） 圖 不同角度傾斜面上各月日平均太陽(yáng)輻射量變化曲線圖 在 PVSYST 軟件中調(diào)整傾角，使其發(fā)電量達(dá)到最大，同時(shí)使太陽(yáng)能資源的損 失達(dá)到 0%。通過(guò)計(jì)算得到，當(dāng)電池組件傾角為 33176。、 34176。時(shí)，全年日平均太陽(yáng)總輻射量均較大，而且這三個(gè)角度的太陽(yáng)輻射日平均值變化量差異很小，對(duì)年發(fā)電量的影響不大?？紤]到灰塵雨雪滑落要求及傾斜支架較好穩(wěn)定性的角度范圍， 因此確定本工程電池方陣的最佳固定傾角為 34176。 逆變器選擇 逆變器的技術(shù)指標(biāo) 對(duì)于逆變器的選型，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的指標(biāo)比較： 1 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、 順勢(shì)過(guò)載能力及各種保 護(hù)功能，如：故障情況下，逆變器必須自動(dòng)從主網(wǎng)解列。 2 逆變器輸出效率：大功率逆變器在滿載時(shí)，效率必須在 90％或 95％以 上。中小功率的逆變器在滿載時(shí)，效率必須在 85％或 90％以上。在 50W/m2 的日 照強(qiáng)度下，即可向電網(wǎng)供電，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)生的直流電源逆變后向公共電網(wǎng)并網(wǎng)供電，就必須對(duì)逆變器的輸出電壓波形、幅值及相位等于公共電網(wǎng)一致，實(shí)現(xiàn) 無(wú)擾動(dòng)平滑電網(wǎng)供電。輸出電流波形良好，波 形畸變以及頻率波動(dòng)低于門(mén)檻值。 4 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(yáng)能光伏電池的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度的變化范圍比較大。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。 5 最大功率點(diǎn)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(shí) 際運(yùn)行特性。保證光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行在最大功率點(diǎn)。 6 監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集：逆變器應(yīng)有多種通訊接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并發(fā)送到遠(yuǎn)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(cè)量日照和溫度等數(shù)據(jù)，便于整個(gè)電站數(shù) 據(jù)處理分析。 逆變器主要技術(shù)指標(biāo)還有：低電壓穿越能力、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(fù)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。 逆變器的選型 通過(guò)對(duì)逆變器產(chǎn)品的考察，現(xiàn)對(duì)合肥陽(yáng)光 250kW、 500kW 逆變器產(chǎn)品及 SMA1000kW 逆變器做技術(shù)參數(shù)比較： 表 不同逆變器主要技術(shù)參數(shù)對(duì)比表 推薦的最大功率 275kW 550 kW 1160kW 絕對(duì)最大輸入電壓 880Vdc 880Vdc 880Vdc MPPT 輸入電壓范圍 480V~820V 450V~820V 450V~820V 峰值效率 ％ ％ ％ 額定交流輸出功率 250kW 500 kW 1000 kW 額定交流輸出電流 534A 1176A 2138 A 額定交流輸出電壓 270Vac 270Vac 270Vac 額定交流頻率 50 Hz 50 Hz 50 Hz 功率因數(shù) cosφ 1 ＞ 1 電流波形畸變率 ＜ 3％（額定功率） ＜ 3％（額定功率） ＜ 3％ 由表 比較可以得出，隨著額定交流輸出功率的增大，逆變器效率及輸出 電流也增大。 另外，本工程系統(tǒng)容量為 30MWp，從工程運(yùn)行及維護(hù)考慮，若選用單臺(tái)容量 小的逆變?cè)O(shè)備，則設(shè)備數(shù)量較多，會(huì)增加投資后期的維護(hù)工作量；在投資相同的 條件下，應(yīng)盡量選用容量大的逆變?cè)O(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(guò)大，則在一臺(tái)逆變器發(fā)生故障時(shí)，發(fā)電系統(tǒng)損失發(fā) 電量過(guò)大。因此，本工程選用容量為 500kW 的逆變器。合肥陽(yáng)光的 500kW 逆變器和 SMA 的 500kW 逆變器，兩者的電氣參數(shù)基本接近，而且初選的三種組件也均能與這兩種逆變器良好匹配。但 SMA 的 500kW 逆變器相對(duì)價(jià)格較高，因此本工程選 用合肥陽(yáng)光的 500kW 逆變器，各項(xiàng)性能指標(biāo)見(jiàn)表 。 表 逆變器主要技術(shù)參數(shù)表 生產(chǎn)廠家 合肥陽(yáng)光 逆變器型號(hào) SG500KTL 指標(biāo) 規(guī)格參數(shù) 輸出額定功率 500kW 最大交流側(cè)功率 550kW 最大交流電流 1070A 或 917A 最高轉(zhuǎn)換效率 % 歐洲效率 % 輸入直流側(cè)電壓范圍 480Vdc～ 880Vdc 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 或 315V 輸出頻率范圍 47Hz～ 要 求 的電 網(wǎng)形 式 IT 系統(tǒng) 待機(jī)功耗 /夜間功耗 50W 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)滿足要求時(shí)，逆變器將自動(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(wú)） 無(wú) 接地點(diǎn)故障檢測(cè)（有 /無(wú)） 有 過(guò)載保護(hù)（有 /無(wú)） 有 反極性保護(hù)（有 /無(wú)） 有 過(guò)電壓保護(hù)（有 /無(wú)） 有 其它保護(hù)（請(qǐng)說(shuō)明） 短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、過(guò)熱 保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等 工作環(huán)境溫度范圍 － 25 ℃～＋55℃ 相對(duì)濕度 0～ 95%，無(wú)冷凝 滿功率運(yùn)行的最高海拔高度 ≤6000m 超過(guò) 3000m 需降額使用 防護(hù)類型 /防護(hù)等級(jí) IP20（室內(nèi)） 散熱方式 強(qiáng)制風(fēng)冷 重量 2288kg 本設(shè)計(jì)選用的 SG500KTL 500kW 型逆變器，其諧波電流含量小于 3%，滿足《國(guó) 家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》的要求。 光伏方陣設(shè)計(jì) 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu) （ 1）太陽(yáng)能電池組串 由幾個(gè)到幾十個(gè)數(shù)量不等的太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)起來(lái)，其輸 出電壓在逆變器允許工作電壓范圍之內(nèi)的太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)的最小單元稱為太陽(yáng)能電池組串。 （ 2）太陽(yáng)能電池組串單元 布置在一個(gè)固定支架上的所有太陽(yáng)能電池組串形成一個(gè)太陽(yáng)能電池組串單元。 （ 3）陣列逆變器組 由若干個(gè)太陽(yáng)能電池組串單元與一臺(tái)并網(wǎng)逆變器聯(lián)合構(gòu)成一個(gè)陣列逆變器組。 （ 4）太陽(yáng)能電池子方陣 由一個(gè)或若干個(gè)陣列逆變器組組合形成一個(gè)太陽(yáng)能電池子方陣。 （ 5）太陽(yáng)能電池陣列 由一個(gè)或若干個(gè)太陽(yáng)能電池子方陣組合形成一個(gè)太陽(yáng)能電池陣列。 發(fā)電系統(tǒng)方案概述 本工程總裝機(jī)容量為 30MWp，推薦采用分塊發(fā)電、集中并 網(wǎng)方案。光伏組件 采用 30MWp 多晶硅電池 230Wp 組件，其中 5MWp 采用斜單軸式安裝在支架上， 25MWp 采用固定式安裝在支架上。 30MWp 太陽(yáng)能光伏方陣由 30 個(gè) 1MWp 多晶硅子方陣組成，每個(gè)子方陣均由 若干路太陽(yáng)能光伏組件串并聯(lián)而成。每個(gè) 1MWp 太陽(yáng)能光伏子方陣由太陽(yáng)能光伏 組串、匯流設(shè)備、逆變?cè)O(shè)備及升壓設(shè)備構(gòu)成。 太陽(yáng)能電池組件經(jīng)日光照射后，形成低壓直流電，電池組并聯(lián)后的直流電采 用電纜送至匯流箱，經(jīng)匯流箱匯流后采用電纜引至逆變器室，每?jī)蓚€(gè) 500kW 的逆 變器與一臺(tái) 35kV 箱式升壓變電站（分裂變壓器）通過(guò)電纜連接，電壓由交流 升至 35kV。 本工程采用每個(gè) 1MWp 太陽(yáng)能光伏子方陣就地設(shè)置逆變器室的布置方案，每1MWp 太陽(yáng)能光伏子方陣為一個(gè)發(fā)電分系統(tǒng)， 1MWp 方陣就地布置 1 座逆變器室， 逆變器室內(nèi)布置 2 臺(tái) 500kW 逆變器。次級(jí)匯流箱也考慮布置于該逆變器室內(nèi)。 每個(gè) 1MWp 太陽(yáng)能光伏子方陣設(shè)置升壓變壓器一臺(tái)，采用箱式變電站形式布置于逆變器室旁。 光伏子方陣設(shè)計(jì) 光伏子方陣設(shè)計(jì)原則 （ 1）太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)形成的組串，其輸出電 壓的變化范圍必須在逆變器正常工作的允許輸入電壓范圍內(nèi)。 （ 2）每個(gè)逆變器直流輸入側(cè)連接的太陽(yáng)能電池組件的總功率應(yīng)大于等于該逆變器的額定輸入功率，但不應(yīng)超過(guò)逆變器的最大允許輸入功率。 （ 3）太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)后，其最高輸出電壓不允許超過(guò)太陽(yáng)能電池組件 自身最高允許系統(tǒng)電壓。 （ 4）個(gè)太陽(yáng)能電池板至逆變器的直流部分電纜通路應(yīng)盡可能短，以減少直 流電壓損耗和功率損耗。 光伏子方陣串、并聯(lián)設(shè)計(jì) 本期預(yù)計(jì)安裝容量為 30MWP，選定的光伏電池技術(shù)參數(shù)，見(jiàn)表 表 選定的光伏電池技術(shù)參數(shù)表 MPPT 范 圍 最佳功率 開(kāi)路電壓 短路電流 最佳工作 電壓 最佳工作 電流 開(kāi)路電壓 溫度系數(shù) 480V~820V 230WP 本工程逆變器容量選用 500kW，所需 500kW 逆變器數(shù)量 60 臺(tái)。為了便于運(yùn)行及維護(hù)管理，太陽(yáng)能電池板安裝按每 1000kW 為一個(gè)子方陣設(shè) 計(jì)，共 30 個(gè)子方陣。每個(gè)子方陣對(duì)應(yīng)兩臺(tái) 500kW 逆變器。 電池組件串聯(lián)數(shù)量計(jì)算： N ≤ Vdc /Voc 95％ ??????????? （ ） N ＞ Vdcmin/Vmp 95％??????????? （ ） 式中： Vdc――逆變器絕對(duì)最大輸入電壓； Vdcmin――逆變器絕對(duì)最小輸入電壓； Voc――電池組件開(kāi)路電壓； Vmp――電池組件最佳工作電壓。經(jīng)計(jì)算：得出串聯(lián)光伏電池?cái)?shù)量 N 為： 17≤ N≤ 23，根據(jù)逆變器最佳輸入電 壓以及電池板工作環(huán)境等因素修正后，最終確定太陽(yáng)能電池組件的串聯(lián)個(gè)數(shù)為 20（一個(gè)組串）。 電池組件并聯(lián)組數(shù)計(jì)算： N 500000/ 20230 ，根據(jù)并聯(lián)原則，取每臺(tái) 500kW 逆變器所接電池組并聯(lián)數(shù)為 109， 1M