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现代农业农光互补光伏发电项目

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定。

支架相关参数如下:

(1)单个支架功率组件IO. OkW(根据电池组件实际布置调整)

(2)支架规格:20块×2块(支架规格以放置组件数表示,根据电池组件实际布置调整)

(3)阵列倾角:260,阵列方位:0

3.2.2光伏组件阵列倾斜面辐射量及阵列倾角

3.2.2.1、各月倾斜面上的平均辐射量Ht

任意倾角任意方位的光伏阵列倾斜面月平均辐射量采用Klein和Theilacker (1981)提出的天空各向异性模型,此种计算方法是国际上公认及最常用的计算方法,模型做以下简述,详细请查阅相关文献。 公式1、Ht=Hbt+Hdt+Hrt

公式2、Htl=f(B,Y,p,N,E,Hbt,Hdt) 公式3,Ht2=f(岱,Y,p,N,E,Hbt,Hdt) 公式4、Ht3=f(p,N,E,Hbt,Hdt)

注:公式1为计算倾斜面上月平均辐射量的基础公式

公式2、3、4为各种跟踪方式倾斜面上月平均辐射量的简式 Ht-倾斜面上的月平均辐射量

Htl-固定式倾斜面上的月平均辐射量 Ht2-单轴跟踪倾斜面上的月平均辐射量 Ht3-双轴跟踪倾斜面上的月平均辐射量 Hbt-直接太阳辐射量 Hdt-天空散射辐射量 Hrt-地面反射辐射量

B -倾斜面与水平面之间的夹角 Y-倾斜面的方位角

p-地面反射率,取值为0.2(见附表) N-当地纬度 E-当地经度

不同地表状态的反射率 地面状态 沙漠 反射率 0. 24~0. 28 地面状态 干湿土 反射率 0. 14 地面状态 湿草地 反射率 0.14~0.26 干燥地带 湿裸地 0.1~0.2 0. 08~0. 09 湿黑土 0.08 新雪 冰面 0.81 0. 69 干草地 0. 15~0. 25

3.3逆变器的选型

对于逆变器的选型,本工程按容量提出两种方案进行比选:方案一选用500kw逆变器;方案二选用250kW逆变器。

方案一:选用500kW逆变器,整个工程配40台500kW逆变器。目前国内外厂家都可以提供该容量的逆变器,设备选择范围广,该方案的优点是单台逆变器容量大,主变压器数量少,整个系统效率较高,施工维护工作量小。缺点是单台逆变器容量大,在运行过程中如果发生故障,则故障影响的范围大。在国外大容量逆变器的使用已经非常普遍,而我国光伏发电行业处于高速发展阶段,国内使用500kW容量逆变器的工程越来越多,已经成为逆变器选择的主流。

方案二: 选用250kW的逆变器,整个工程配80台250kW逆变器。现在SMA、SolarMax、Power-one、Conergy、Xantrex等品牌都能够生产此种逆变器,在产品选择上不存在问题,生产运行经验也非常丰富。

以下对二种方案的逆变器经济性进行比较,见下表(逆变器按照国产设备报价)。

逆变器经济比较

方案 逆变器型号 数量(台) 方案一 方案二 推荐 500kW 250kW 40 80 单价(万) 35 18 方案一 1400 1440 0 合计(万) 差价(万) 综合以上内容,本工程选用户外型500kW逆变器,整个工程配100逆变器基本参数如下: 逆变器参数 直流侧参数 最大直流电压V 满足MPPT电压范围 最大直流功率W 最大输入电流A 最大接入路数 MPPT路数 550k 1200 1 额定电网电压V 允许电网电压V 总电流波形畸变率 功率因数 315 250~362 <3% 0. 95(超前)~0. 95(滞后)

交流侧参数 900 额定输出功率W 最大交流输出电流A 500k 500k 450~820 其中 最大效率 欧洲效率 防护等级 隔离 0.987 0.985 IP20 无变压器 宽度 高度 深度 重量 2800 2180 850 2288 3.4光伏方阵设计

本工程设计容量为

10MWp,按最大功率计算,实际布置为10MWp,

共采用250Wp型太阳能电池40000片。

太阳能电池组件的固定方式采用倾角固定,阵列倾角为260,阵列方位为00。组件排列方式为竖置,横向(HI)组件布置20块,竖向(H2)组件布置2块,每排间距(DI) 10. 3m,每列间距(D2)0.5m。共布置支架2000组。

示意图:

3.5方阵接线方案设计

3.5.1电池串并联数

电池组件串并联数的确定主要依据其组件的电性能参数、逆变器的参数、当地温度和瞬时辐射强度对开路电压、工作电压及功率的影响来分析。 1) 本工程10MWp单元太阳能光伏电池组件选用250Wp组件,逆变 器容量选用500 kW,以下对相关公式及原则做简要介绍: 公式 1. Vmp ( f ) = Vmp ( 1 + Y△T ) h( e + B△S ) 公式 2. Voc ( f ) = Voc ( I + Y△T )h1( e + B△S ) 公式3、△T=T-T(f) 公式4、△S=S/S(f)一1

公式 5. PYmax =(Sti, fe, Vmp (S, f ), Voc (S, f 》

公式 6. Sti= (RH、p 、hPa、YN、JD 、WD 、ti、B 、 Y)

原则1、逆变器最大直流输入功率> PYmax术Ns术Np 原则2、逆变器最小MPPT电压 Voc(f) 术Ns 原则4、组件系统最大电压>Voc(f) 水Ns

注:公式1、2为计算组件任意温度下Vmp( f) 和Voc( f),Voc(f) 主要应用为冬季组件工作温度,Vmp(f)夏季组件工作温度

公式5为循环一年计算每个时刻相对理想状态下组件的瞬时输出功率的简式,其中的最大值定义为组件全年最大输出功率PYmax

公式6为任意时刻相对理想状态下阵列倾斜面上的辐照度的简式 Ns-每台逆变器接入组件串联数 Np-每台逆变器接入组件并联数 Imp-组件最大功率时电流 f-为组件的工作温度 fe-为任意的环境温度 S-为倾斜面辐照度 K-O. 025℃m2/W

Pymax-组件全年最大输出功率

Vmp(f) -任意温度及辐照度时组件最大功率时电压 Vmp-标准测试条件下的最大功率时电压 Voc(f) -任意温度及辐照度时组件开路电压 Voc-标准测试条件下的组件开路电压 T-标准测试条件下组件工作温度25℃ T(f) -任意组件工作温度

S-标准测试条件下的辐照度1000W/II12 S(f) -f温度下相应辐照度 Y-开路电压温度系数 e-常数 B -o.5

Imp-STC下组件最大功率时电流 D——阵列倾角 Y-阵列方位

PYmax-组件全年最大输出功率 RH-相对湿度 YN-云量

p-地面反射率 hPa-大气压 ti-任意时刻

Sti-任意时刻相对理想状态下阵列倾斜面上的辐照度 JD-当地经度 WD-当地纬度

根据计算,最终确定组件串联数=20,组件并联数=100。

3.5.2光伏阵列直流防雷汇流箱的设计

由于逆变器的输入回路数量有限以及为了减少光伏组件到逆变器之间的连接线和方便日后维护,需要在直流侧配置汇流装置,本系统可采用分段连接、逐级汇流的方式进行设计,即在户外配置光伏阵列防雷汇流箱(以下简称“汇流箱’’),采用汇流箱将多串电池组件进行汇流,然后再输入直流配电柜,再至逆变器,使逆变器的输入功率达到合理的值,同时节省直流电缆,降低工程造价。

汇流箱设计中主要计算需求汇流箱的数量以及选择汇流箱的原则,以下对相关计算公式及原则做简述

公式1、Nh=Lz/Ni术M/Lh 原贝U1、Ir>Isc术n术1.45 原则2、VDC>Voc冰Ns

注:公式1为计算汇流箱的数量

原则1、2为选择汇流箱的基本原则 Nh-汇流箱数

Lz-阵列总输出路数 Ni-逆变器数量

M-每个逆变器MPPT个数 Lh-汇流箱输入路数 n-阵列输出每路并联数 Ns-组件串联数 Np-组件并联数

Ir-熔丝额定额定电流 Isc-组件短路电流 Voc-组件开路电压

VDC-汇流箱最大接入开路电压

光伏阵列防雷汇流箱的性能特点如下:

户外壁挂式安装,防水、防锈、防晒,满足室外安装使用要求; 可同时接入6~16路电池串列,每路电池串列输入的最大电流为 IOA;

电池串列的最大开路电压为DClOOOV;

每路电池串列配有光伏专用高压直流熔丝进行保护,其耐压值为 DCIOOOV;

直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用高压防雷器; 直流输出母线端配有可分断的直流断路器; 确定如下参数的汇流箱数量270台。 汇流箱参数 光伏阵列输入路数 14 汇流箱输出路数 1

现代农业农光互补光伏发电项目

定。支架相关参数如下:(1)单个支架功率组件IO.OkW(根据电池组件实际布置调整)(2)支架规格:20块×2块(支架规格以放置组件数表示,根据电池组件实际布置调整)(3)阵列倾角:260,阵列方位:03.2.2光伏组件阵列倾斜面辐射量及阵列倾角3.2.2.1
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