15kw离网式光伏电站系统.docx

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15kw离网式光伏电站系统

离网式光伏电站

调研报告

安徽皖通科技股份有限公司设计部

2012年2月

一、概述

改革开放30年来，我国公路建设投资数量之大、开工项目之多、举世瞩目。

尤其是近二十年来，我国公路事业得到了长足发展，公路总里程迅猛增长。

2007年“五纵七横”基本贯通，初步构筑了我国区域和省际间横连东西、纵贯南北、连接首都的国家公路网络。

目前我国公路总里程、高速公路里程均位居世界第2位。

截至2011年底，全国公路总里程已超过400万公里，其中高速公路历程达8.5万公里。

全国高速公路以平均每年2000多公里的速度递增，这种建设速度在世界上是少见的。

另一方面，汽车保有量也与日俱增，截止到2011年底我国民用汽车保有量达10578万辆，，其中私人汽车保有量7872万辆，我国私人汽车保有量为6222.18万辆。

交通运输业的发展对国民经济建设起到了积极的推动作用，但是公路运输车辆超限、超载和超速等违规现象也较为普遍，为了减少交通事故加大对公路监控投入；但对于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所，如为边远偏僻互通立交、等地方，可以建立光伏电站解决供电问题。

太阳能具有以下特点：

1、无枯竭危险；2、不产生废水、废气、无噪音，干净无公害；3、不受资源分布地域的限制；4、可在用电处就近发电；5、能源质量高；6、获取能源花费的时间短。

太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源，而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。

所以太阳能发电被誉为是理想的能源，通过太阳能电池方阵将太阳能辐射能转换为电能的发电站称为太阳能光伏电站。

二、技术方案

2.1系统设计原则

1、充分满足设备用电量的要求；在阴雨天仍然能够保证设备正常运行。

2、光伏系统硬件设备的选型应最大程度的提高系统的效率、延长系统的使用寿命、保证系统长期的可靠稳定的运行。

3、在满足系统工作的可靠性基础上尽量地减少系统成本，达到可靠性和经济性的最佳结合。

4、要避免盲目追求低成本或高可靠性的倾向；片面强调经济效益,任意减小系统容量。

2.2系统设计依据

1、光伏系统使用现场的地理位置，包括地点、纬度、经度和海拔。

2、该地区的气象资料，太阳能日均辐射量、年平均气温和最高、最低气温，最长连续阴雨天数，最大风速等情况。

3、负载的基本信息，负载的性质，工作电压，功率，平均每天工作时间等。

2.3系统组成

太阳能光伏供电系统应用的基本形式可分为两大类：

独立（离网）发电系统和并网发电系统。

离网系统主要由太阳能电池方阵、蓄电池组、控制器、直流/交流逆变器、电路保护装置等设备组成。

并网系统主要由太阳能电池方阵、并网逆变器、电路保护装置等设备组成。

2.4光伏系统的原理

离网系统的基本工作原理就是在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电，如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电。

并网系统最大的特点就是太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网，并网系统中光伏方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。

2.5小型光伏系统原理框图

图2.1复杂型独立（离网）光伏系统

三、主要设备说明

3.1太阳能电池功率

太阳电池组件设计的主要原则之一就是要满足平均天气条件下负载的每日用电需求。

根据负载的日耗电量、当地太阳能日均辐射量等条件，综合考虑系统的线损、压降、灰尘、角度偏差、修正系数及设备的效率等因素，并结合电脑辅助软件进行设计。

3、控制器和逆变器太阳能充放电控制器是太阳能发电系统的核心部分，它在发电系统中，不仅要具备充电与放电控制基本功能，还应具备一些辅助的保护功能，以做到对太阳能发电系统的运行保护，提高系统的稳定性与运行寿命。

为了提高系统的稳定性与运行寿命。

4、太阳电池组件容量计算，参考公式：

P总=（P×t×h）/（η1×T），式中：

P总——太阳电池组件的峰值功率，单位Wp；

P——负载的功率，单位W；

t——负载每天的用电小时数，单位H；

η1——为系统的效率（一般为0.85左右）；

T——当地的日平均峰值日照时数，单位H；

h——连续阴雨系数（一般为1.2～2）。

3.2蓄电池容量

蓄电池的设计思想是保证客户负载在无光照情况下负载仍可以连续若干天正常工作。

根据负载的日耗电量、连续阴雨天数，再综合考虑温度等因数的影响，结合电脑辅助软件计算得出。

蓄电池组的容量计算，参考公式：

C=P×t×h/（V×K×η2），式中：

C——蓄电池组的容量，单位Ah；

P——负载的功率，单位W；

t——负载每天的用电小时数，单位H；

V——蓄电池组的额定电压，单位V；K——蓄电池的放电系数,考虑蓄电池效率、放电深度、环境温度、影响因素而定，

一般取值为0.4～0.7。

该值的大小也应该根据系统成本和用户的具体情况综合考虑；

η2——逆变器的效率；

h——连续阴雨天数（一般为2～3天）。

3.3控制器

太阳能充放电控制器是太阳能发电系统的核心部分，它在发电系统中，不仅要具备充电与放电控制基本功能，还应具备安全的雷电保护；蓄电池极性反接保护；夜间反向放电保护；输出端的开路、短路、过流、过压、过功率等全方位的立体保护，确保整套系统的长期稳定。

3.4逆变器

太阳能充放电控制器是太阳能发电系统的核心部分，它在发电系统中，不仅要具备充电与放电控制基本功能，还应具备一些辅助的保护功能，以做到对太阳能发电系统的运行保护，提高系统的稳定性与运行寿命。

为了提高系统的稳定性与运行寿命。

逆变器额定容量计算，参考公式：

Pn=（P*Q）/Cosθ，式中：

Pn——逆变器的容量，单位VA；

P——负载的功率，单位W，感性负载需考虑5倍到8倍左右的裕量；

Cosθ——逆变器的功率因数（一般为0.85）；

Q——逆变器所需的裕量系数（一般选1.2～5）。