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光伏电站毕业论文

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目录一、项目概

括

址..…

11.1项目简介及选

1

1.2项目位置及气象情

况

21.3项目

设计依

据..…

.3二、

计

电站系统设

型

42.1组件选

计

.42.2最佳倾斜角和方位角设

52.3组件排布方

式

.62.4组件间距设

计

.62.5逆变器选

型

82.6光伏阵列布置设

计

102.6.1

串并联设

计

102.6.2项目方阵排

布

112.7基础

与支架设

计

12

2.7.1水泥墩设

计

122.7.2

支架设

计

132.8配电箱选

型

...132.9电缆选

配

142.10防雷接地设

计

15

2.11电气系统设计及图

纸

153.1电站项

目设备清

单

173.2

电站年发电量计

算

173.3

电站预估收益计

算

18致

谢

错误！

未定义书签。

19

1一、项目概IS1.1项目简介及选址本项目电站选址地位于湖南省湘潭市雨湖区的响塘学校屋顶上，经过去现场实地的了解和勘测后，此学习周围无森林无高大树木，附近也无任何其他房屋，距离其最近的房屋也有数十米的距离，该屋顶无—墙无其他建造物，是一个平而的屋顶，其屋长为43米，宽为32米。

本项目将在此学校屋顶上建造一个lOOkw的并网型光伏电站，实施全额上网措施。

选址卫星图如图1-1所示，选址平面图如图1-2所示。

图1-1选址地卫星图图1-2选址平而图

21.2项目位置及气象情况经过XX地图的计算，得出了此地经纬度为：

北纬27.96,东经为112.83,是属于亚热带温湿气候区，典型的冬冷夏热气温，年降雨量充足达1450毫米，最高气温为夏季的41.8度，最低气温为冬季的-12.1度，年均气温17度。

该项目所在地最高海拔为793米，最低海拔达30.7米，总的平均海拔为48.2米。

该地年总辐射量经过PVsyst软件的计算后，得出了1116.6的值，不是特别高，属于第三类资源区，但建设一个电站也不是特别亏。

湘潭市地理位置图如图1-3所示。

图1-3湘潭市地理位置图1-4年均总辐射值

31.3项目设计依据本项目设计依据如下：

《光伏发电站设计规范》GB50794-xx《电力工程电缆设计规范》GB50217-1994《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-xx《建筑太阳能光伏系统设计与—》10J908-5《光伏发电站接入电力系统技术规范》GB/T19964-xx《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T5086-xx《光伏（PV）系统电网接口特性》GB/Txx6-xx《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-19933《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995《晶体硅光伏方阵「V特性的现场测量》GB/T18210-2000

4二、电站系统设计2.1组件选型组件是电站中造价最高的设备，投资一个电站几乎一半的钱是砸这组件上去了，为此我们选择的组件一定要是最适合木电站的，不管是组件效率还是组件的其他参数在同功率组件下都应该保持最佳，这样才不会亏本。

组件的类型有很多，以不同的材料来说，组件又分为了晶硅组件、薄膜组件，在电站中使用最多的便是晶硅型组件，而晶硅型组件又分为单晶硅和多晶硅，它们都是市场上十分热门的组价。

单晶硅的效率比多晶硅高了很多，其使用寿命时间也长了不少，但—方而却比多晶硅高了很多，但考虑到平价上网的时代，单晶硅的—远远不如过去那样昂贵，所以本电站选取的组件为单晶型组件。

图2-1组件图2.2最佳倾斜角和方位角设计本电站建造在平而屋顶上，该屋顶无任何的倾角，由于组件是依靠着太阳光发电，但每时每刻太阳都是在运动着，为此便会与组件形成一个角度，该角度影响着组件的发电量，对于采取固定支架—方式的电站来说，选择一个最合适的角度能够让电站发电量达到最高，因此最佳倾角这个概念便被引出了。

对于本电站而言，根据其PVSYST软件的计算后，得出了湘潭最佳倾角为18度时，方位为0度时，电站一年下来的发电量能够达到最高。

PVSYST最佳方位角、倾斜角模拟图如图2-2所示。

6图2-2PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图2.3组件排布方式本项目选址地屋顶长43米，宽为29米，采取横向排布方式无法摆下其电站中的整个阵列，因此本项目组件方式采取竖向排布，中间间距20mm。

如图2-3所示。

图2-3组件排列方式2.4组件间距设计太阳照射到一个物体上时，由于该物体遮住了光，使得光不能直射到地上时，该物体便会产生一个阴影投射到地上，而电站中的组件也类似于此，前一个组件因光产生的阴影投射到另一个组件上时，被照射的组件便会受到影响，进而影响

7整个电站，这对于电站来说是一个严重的问题，因此在设计其

组件之间的间距时，一定要保证阴影的距离不会触及组件。

图2-4间距图在公式2-1中:

L是阵列倾斜而长度（4050mm）D是阵列之间间距B是阵列倾斜角（18。

）？

为当地纬度（27.96°）把以上数值代入公式后计算得：

mm211933TAN43380-707.04338.096.27TAN707.018SIN4050?

?

?

?

?

.D2-5组件计算图根据结果，当电站中的子方阵间距大于2119mm时，子方阵与子方阵便不会受到影响。

8图2-6方阵间距图2.5逆变器选型逆变器是电站中其转换电流的设备，十分的重要，而逆变器的种类比较多，对于本项目电站来说，选择组串式逆变器最佳，因此本项目选择了3款市场上热卖的组串式逆变器。

9功率因数0.8超前一0.8滞后0.8超前一0.8滞后0.99（0.8超前一0.8滞后）最大总谐波失真<3%<3%

第一款逆变器华为SUN2000-100KTL-C1和第二款逆变器华为SUN2000-U0KTL-C1是同种类同型号，但不同功率的逆变器，这两款逆变器大部分数据都一模一样，但第二款逆变器功率比第一款逆变器功率高了10k,比本电站的容量也高了10k,并且—了略微高了那么点，选用第一款逆变器不仅省钱而且还不会造成功率闲置无处使用，最大发挥逆变器的作用，因此第1款比第2款逆变器好。

第三款逆变器是固德威HT100K,它的最大输入功率高达

150kw,明明是一个100kw的逆变器，但其输入功率却不同我们往常见的逆变器一样，它居然还高了50k,如果选用这款逆变器，那么阵列输入的功率超过100都能承受。

虽然最大输入功率很恐怖，但其他参数正常，对比第一款逆变器，仅只是部分参数略微差了点，总体是几乎没什么太大的差别。

木项目根据上述的分析和对其逆变器的需求，最终选择了固德威

HT100K型逆变器为本电站逆变器。

102.6光伏阵列布置设计2.6.1串并联设计VMPPTminVpm[1+（t?

?

25）XKV?

]WNWVMPPT—xVpm[1+（t?

25）XKV?

]（2?

3）NWVde—xVoc[1+（t?

25）XKV]（2?

4）图2-7串并联计算公式2-3>2-4中：

Kv——光伏组件的开路电压温度系数-0.00272K——光伏组件的工作电压系数-0.0035t/——光伏组件工作环境极限高温（°C）60

Vpm——光伏组件的工作电压（V）41.33VMPPT—x——逆变器MPPT电压最大值（V）1000VMPPTmin——逆变器MPPT电压最小值

（V）200Voc——光伏组件开路电压（V）49.58N——光伏组件串联数（取整）t——光伏组件工作环境极端低温（°C）-12.7Vde—x——逆变器允许的最大直流输入电压（V）1100把以上数值代入公式中计算可得：

）]0035.0（*）257.12（1[*33.411000]0035.0*25601[*3.41200?

?

?

?

?

?

?

?

?

N）（）（

115.5WNW2120）]00272.0（*）257.12（1[*

58.491100?

?

?

?

?

?

N经计算，本电站最终选取20块组件为一阵列。

如图2-6组件串并联设计图。

图2-9项目方阵排布图

122.7基础与支架设计2.7.1水泥墩设计木电站所建地点是公办学校，属于公共建筑，如果使用其打孔—方式，便有可能使得其屋顶因时间长久而漏水，一旦漏水便需要进行维修，这也是得花费一些金钱，又因是学校，开工去维修可能将使部分学生要做停课处理，因此为了避免这个麻烦，本电站还是选择最常见的水泥墩来做基础设计。

考虑到学校有许多的学生，突然出现了事故，作为电站建设者肯定会有责任，因此为了避免组件出现任何事故，特地将水泥墩设计为一个正方形，其长宽高都为500mm,这样的重量大大降低了事故的发生率。

如图2-10水泥墩设计图和2-11电站整体水泥墩设计所示。

图2-10水泥墩设计图2-11电站整体水泥墩设计图

132.7.2支架设计都己经把基础设计水泥墩做好了，那么接下来则是考虑水泥墩上的支撑设备支架，对于支架的设计最重要的一点就是在选材上，一般电站中的支架会持续使用到电站报废为止，使用时间长达—多年三十多年甚至更久，对此支架的选型便是十分的重要，其使用寿命必须得长，抗腐蚀能力强。

如图2-12支架设计图所示。

图2-12支架设计图2.8配电箱选型配电箱在光伏电站里又分为直流配电箱和交流配电箱，对于本电站来说，是选择其交流配电箱。

配电箱的容量是根据其逆变器的容量选择，必定不能小于其逆变器的容量，否则可能会出现配电箱过压的情况，然后给电站造成事故危险。

配电箱具备配电、汇电、护电等多种功能，是本电站必须要又的设备，经过配电箱型号的对比，本电站最终选择了昌松lOOkw光伏交流逆变器。

表2-3配电箱参数项目名称昌松100KW光伏交流配电箱项目型号100KW交流配电箱额定功率100KW额定电流780A额定频率50HZ海拔高度2500M环境温度-25~55°C

14环境湿度2%~95%,无凝霜2.9电缆选配电站分为两类电，一类是直流电，必须使用直流电缆运输；一类是交流电，必须使用交流电缆运输，切记不可以乱搭配使用，否则将会造成电缆出线问题，电站设备出现问题。

直流电缆选型一般都是选择PVl-F-l*4mm?

光伏专用直流电缆交流电缆：

P：

逆变器功率100KWU：

交流电电压380VCOS①：

功率因数

0.8?

COSUPI?

?

?

31=8.0380732.1—0?

?

=190ASLR

P?

501000175.0?

?

=0.035QRIP?

?

2035.0167

2?

?

=976W线损率：

976/—0二0.9%〈2%,符合光伏电缆设计要

求。

据其计算结果和下图电缆参数表，本电站最终选择ZRC-YJV22

70mm2交流电缆。

如图2-13电缆参数图所示。

15图2-13电缆参数图2.10防雷接地设计防雷接地是绝大多数光伏电站都必须要做的，目的就是防止雷击破幻电站，损坏人民的生命以及财产，特别是对于本电站而言，建设点是在学校，而学校不仅人多而且易燃物也多，一旦雷击劈到电站上，给电站造成了任何事故，都有可能把整个学校给毁了，为此本电站一定需要做好防雷接地设计。

本电站防雷方式采取常用的避雷针进行避雷，接地则是为电站中各个设备接地端做好接地连接。

图2-14防雷接地设计图2.11电气系统设计及图纸本电站装机总容量为100KW,由260块光伏组件组成，形成了13个阵列，每个阵列20块组件，然后连接至逆变器，逆变器变电后接入配电箱，最后再连接国家电网。

16图2-15电气系统设计图

17三、电站成本与收益3.1电站项目设备清单根据当地市场

的物价，预估出了一个木电站预计投资表。

Q=WXTXH（式3-1）Q二100*1116.6*0.8二—328度

Q——电站首年发电量W——本项目电站总容量（85KW）T——许昌市年日照小时数（—.2H）H——系统综合效率（0.8）任何设备一旦使用，便就开始慢慢磨损了，其效率也是一年比一年差，即便是光伏组件也不例外。

组件首年使用一年后，为了适应其环境，自身的效率瞬间就降低2.5%,而后的每年则是降低0.7%,将至80%左右时，光伏组件也是已经运行了25年。

18表3-2电站发电量发电年数功率衰减年末功率年发电量

（kWh）累计发电量（kWh）第1年2.5%97.50%—328.000

—328.000第2年0.7%96.80%87094.800176422.800第3年

0.7%96.10%86469.504262—2.304第4年0.7%95.40%

85844.208348736.512第5年0.7%94.70%85218.912

433955.424第6年0.7%94.00%84593.616518549.040第7年

0.7%93.30%83968.320602517.360第8年0.7%92.60%

83343.02468—0.384第9年0.7%91.90%82717.728

768578.112第10年0.7%91.20%82092.432850670.544第11年0.7%90.50%81467.136932137.680第12年0.7%—.80%80841.8401012979.520第13年0.7%.10%80216.544

15年0.7%87.70%7—65.9521251753.264第16年0.7%

86.30%77715.360

1484—9.344第

20年0.7%

83.50%75214.176

1787006.640第

24年0.7%

80.70%72712.992

87.00%78340.6561330093.920第］7年0.7%1407809.280第18年0.7%85.60%77090.06419年0.7%84.90%76464.7681561364.112第

84.20%75839.4721637203.584第21年0.7%1712417.760第22年0.7%82.80%74588.88023年0.7%82.10%73963.5841860970.224第

81.40%73338.2881934308.512第25年0.7%xx021.5043.3电站预估收益计算根据湖南省的标准电价，我们电

站发的每度电能够有0.45元收入，持续运行25年后，将会获得

xx021.504*0.45=903159元,也就是90多万,减去我们为电站投

资的41.57万,我们25年内能够获得大约50万的纯利润收入

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