分布式光伏发电系统设计方案专业.docx

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分布式光伏发电系统设计方案专业

分布式光伏发电系统设计方案（专业）

某学校

512K分布式光伏发电系统设计方案

2013年10月10日

项目编号：

XXX

秋季开始于9月8日，终止于11月9日，历时63天；11月10日至次年的3月26日为冬季，长达137天。

处于西部浅山丘陵区的荥阳、巩义、新密和登封四市，年平均气温在14～14.3℃之间。

郑州年平均降雨量640.9毫米，无霜期220天，全年日照时间约2400小时。

1.3气象资料

气象资料以NASA数据库中郑州气象数据为参考。

表1气象资料表

项目

月份

空气温度

相对湿度

每日太阳辐射

风速

地面温度

℃

%

kWh/m2/Day

m/s

℃

一月

-16.8

64.00%

2.11

3.4

-18.6

二月

-12.2

64.20%

3.18

3.5

-13.2

三月

-2.7

52.30%

4.34

3.7

-2.4

四月

7.4

46.90%

5.16

4.2

8.9

五月

15.3

45.60%

5.85

4

17.7

六月

20.8

57.50%

5.92

3.4

22.5

七月

22.3

72.20%

5.04

3.1

23.1

八月

20.7

74.00%

4.81

3

21.1

九月

14.9

64.70%

4.21

3.4

15.4

十月

6.7

57.10%

3.06

3.7

6.7

十一月

-3.8

55.30%

2.14

3.8

-4.5

十二月

-13.2

61.30%

1.73

3.5

-14.8

年平均

4.9

59.60%

3.96

3.6

5.2

2太阳能并网发电系统介绍

2.1太阳能并网发电系统工作原理

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的电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。

在阴雨天或夜晚，太阳电池组件没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。

系统结构如下图所示：

图1太阳能并网发电系统原理图

2.2主要组成设备介绍

太阳能电池组件：

根据光生伏打效应原理，利用晶体硅制成，其作用是将太阳辐射能转换为电能，有一定的防雨、防雹、防风等能力。

根据实际需要可将电池组件相互串联或并联连接。

并网逆变器：

将来自太阳电池方阵的直流电流变换为符合电网要求的交流电流的电力变换装置。

3方案设计

3.1设计依据

本工程主要遵循和依据下列标准、文件：

GB/T9535-1998《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》

GB/T18479-2001《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》

GB19064-2003《家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法》

GB50054-95《低压配电设计规范》

GB17478-1998《低压直流电源设备的特性和安全要求》

GB50171-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收

规范》

DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》

DL/T621-1997《交流电气装置的接地》

GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》

GB191-2008《包装贮运标志》

GBJ232－82《电气装置安装工程施工及验收规范》

GB50205-2002《钢结构工程施工及验收规范》

GB50017-2003《钢结构设计规范》

GB/T11373-1989《热喷涂金属件表面处理通则》

3.2设计原则

本工程设计在遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济实用的指导思想和设计原则下，着重考虑以下设计原则。

●先进性原则：

随着太阳能技术的发展，光伏电站设计必须考虑先进性，使系统在一定的时期内保持技术领先性，以保证产品具有较长的生命周期。

●实用性原则：

光伏电站设计充分考虑我国太阳能电源设备生产现状，选用有大规模实际工程应用经验的产品，采用先进成熟的技术，保证产品的稳定性、可靠性和可维性。

●经济性原则：

光伏电站设计在保证系统各项技术指标的前提下，努力降低工程、设备成本，提高系统的性能价格比，保护用户的投资效益。

3.3系统选型设计

根据安装容量的要求（或者安装面积），结合专业的设计软件，最终得出如下的系统配置情况：

图书馆电池组件：

数量630块，型号：

YL240P-29b；总装机容量151.2kW；

并网逆变器：

数量1台，型号：

KSG-165K

教学楼电池组件：

数量1440块，总装机容量345.6kW；

并网逆变器数量1台，型号：

KSG-330K

行政楼组件数量60块，总装机容量14.4kW

安装方式为水泥基础平铺式固定安装。

（如下图安装方式）

3.4主要设备的选型说明

3.4.1电池组件

对于分布式光伏发电项目电池组件选型遵循以下原则：

●在兼顾易于搬运条件下，选择大尺寸、高效的电池组件；

●选择易于接线的电池组件；

●组件各部分抗强紫外线（符合GB/T18950-2003橡胶和塑料管静态紫外线性能测定）；

●组件必须符合IEC61215标准，保证每块电池组件的质量。

遵循以上原则选择**的YL240P-29b电池组件。

表2组件参数表

组件类型

YL240P-29b

电池片类型

156mm*156mm

电池片数量

60片

峰值功率

240w

峰值电压

30.4V

峰值电流

8.24A

开路电压

38.4V

短路电流

8.79A

组件效率

15.3%

工作温度

-40°C至85°C

尺寸

1650mm*990mm*40mm

重量

19.1kg

3.4.2组件结构图

组件正视图组件后视图

组件横截面视图

3.4.3并网逆变器

机械优势：

●超乎一般的技术等级设计—足以抵挡极端温度、潮湿及高粉尘的工作环境。

●高效的冷却系统—特殊的气流组织设计为日常操作提供了高效的自然对流冷却系统（另设有满负荷安全通风设备），甚至在高温环境中也可保证设备的长寿命及无故障运行。

●您在使用标准插头的同时也可选择其它多种连接方式。

●壁挂式安装设计—具有外壳把手及钻孔定位夹具。

●支持coolPAC专利散热技术

电气优势：

●优化高效的变压器—输入电压范围值广及高速的MPP-Tracking功能。

●超强的适应性—因可接受的输入电压范围值广，可适用于多晶硅、单晶硅及薄膜光伏组件。

●“软开启”模式可以处理甚至很低的输入电压（多云的天气或日照水平低时）。

●舒适的操作—大型背光LCD图表显示屏及简明的操作菜单。

●复杂的分析功能—使操作一目了然。

●集成的数据存储—每日、每周及全年的数据摘要。

●为优化集成每一个太阳能系统的安装，可以有自由的外形结构选择。

●网络易接功能—拥有RS485接口，可接入英特网或进行网络集成。

●通过限压器实现直流输入浪涌保护。

●备用继电器输出可用于激活外部指示单元。

●板载自动断路开关。

品牌优势：

●已经获得VDE等多项国际认证

3.4.4并网逆变器规格

表3.1逆变器参数表165kW

逆变器型号参数

KSG-165K-TL

输入（直流）

最大光伏组件功率

177KWp

最大直流输入电压

900V

启动电压

450V

MPPT范围

465-850V

最大直流输入电流

123A

直流输入路数

3

输出（交流）

额定交流功率

165KW

额定交流电流

324A

交流电流畸变率（THD）

<3%@额定功率

额定交流电压

400V

交流电压范围

-15%～+10%（可设置）

交流电压频率

48Hz～50.5Hz（可设置）

功率因数

≧0.99@额定功率

隔离方式

带隔离

接地方式

TT

系统性能参数

最大效率

97.80%

欧洲效率

97.20%

待机状态功耗

<15W

冷却方式

强制风冷

防护等级

IP20

防雷等级

D级

保护功能

过/欠压保护

有

过/欠频保护

有

防孤岛保护

有

低电压穿越功能

无

过流保护

有

防反放电保护

有

极性反接保护

有

环境

工作环境温度

-40℃~+55℃

工作环境湿度

≤95%（无结露）

海拔高度

3000m，大于3000m需降额

通讯

显示

LCD/LED

通讯接口

RS232/RS485

外形

外形尺寸（宽*高*深）（mm）

1226*1570*810

重量

490kg

表3.1逆变器参数表15kW

逆变器型号参数

KSG-15K

输入（直流）

最大光伏组件功率

17KWp

最大直流输入电压

900V

启动电压

250V

MPPT范围

250-850V

最大直流输入电流

17A

直流输入路数

3

输出（交流）

额定交流功率

15KW

额定交流电流

21.7A

交流电流畸变率（THD）

<3%@额定功率

额定交流电压

400V

交流电压范围

-15%～+10%（可设置）

交流电压频率

48Hz～50.5Hz（可设置）

功率因数

≧0.99@额定功率

隔离方式

非隔离

接地方式

TT

系统性能参数

最大效率

98.10%

欧洲效率

97.60%

待机状态功耗

<2W

冷却方式

强制风冷

防护等级

IP65

防雷等级

D级

保护功能

过/欠压保护

有

过/欠频保护

有

防孤岛保护

有

低电压穿越功能

无

过流保护

有

防反放电保护

有

极性反接保护

有

环境

工作环境温度

-40℃~+55℃

工作环境湿度

≤95%（无结露）

海拔高度

2000m，大于2000m需降额

通讯

显示

LCD/LED

通讯接口

RS232/RS485

外形

外形尺寸（宽*高*深）（mm）

522*690*210

重量

51kg

表3.1逆变器参数表330kW

逆变器型号参数

KSG-330K

输入（直流）

最大光伏组件功率

354KWp

最大直流输入电压

900V

启动电压

465V

MPPT范围

465-850V

最大直流输入电流

123A

直流输入路数

6

输出（交流）

额定交流功率

330KW

额定交流电流

648A

交流电流畸变率（THD）

<3%@额定功率

额定交流电压

400V

交流电压范围

-15%～+10%（可设置）

交流电压频率

48Hz～50.5Hz（可设置）

功率因数

≧0.99@额定功率

隔离方式

非隔离

接地方式

TT

系统性能参数

最大效率

98.10%

欧洲效率

97.60%

待机状态功耗

<30W

冷却方式

强制风冷

防护等级

IP20

防雷等级

D级

保护功能

过/欠压保护

有

过/欠频保护

有

防孤岛保护

有

低电压穿越功能

无

过流保护

有

防反放电保护

有

极性反接保护

有

环境

工作环境温度

-40℃~+55℃

工作环境湿度

≤95%（无结露）

海拔高度

2000m，大于2000m需降额

通讯

显示

LCD/LED

通讯接口

RS232/RS485

外形

外形尺寸（宽*高*深