50MW光伏电站方案研究及设计--毕业设计(论文).doc

洛阳理工学院毕业设计（论文）青海海东市50MW并网光伏电站方案研究及设计摘要随着常规能源越来越少，以及其燃烧造成的环境恶化，使人们不得不考虑使用新型能源来代替常规能源。太阳光伏发电以其环保，节能，低碳的特性成为世界各国竞相发展的产业。本设计报告通过对青海省海东市地形地貌，气候环境和政策条件进行综合分析，包括当地太阳辐照量、全年平均日照时数等内容。并根据以上数据选择海东市乐都区寿乐镇西南方位的弃耕地作为建站地址，并对此地址进行了可行性分析,电站占地面积约为1654亩。然后选择适合当地条件的光伏发电设备，对太阳能电池组件和逆变器的电压和电流进行匹配，再通过计算结果得到合适的太阳能电池组件串并联数量为18个组件串联，16个串联组件再并联。通过对太阳电池组件数量，逆变器数量，土地价格等进行估算，得出本光伏电站建造成本约为15.19亿元。最后估算未来25年内本光伏电站发电量，结合当地的电价和政府补贴政策，算出成本回收年限约为89年。关键词：环境保护；太阳能；光伏电站；太阳电池组件； Research and design of 50MW grid connected photovoltaic power station in Haidong City of Qinghai Province ABSTRACTWith the reduction of conventional energy, and environmental degradation caused by burning, people have to consider the use of new energy sources to replace conventional energy. Solar photovoltaic with that environmental protection, energy saving, low carbon characteristics become the worlds development of the industry. Based on the comprehensive analysis of the topography, climate, environment and policy conditions in Qinghai Province, this design report includes the local solar radiation, the annual average sunshine hours and so on. And according to the above data, we choose the abandoned farmland in the southwest of Ledu District, the city of, as the site address, and the feasibility of this address is analyzed. Choose to suit local conditions of photovoltaic power generation equipment, to match to the solar cell module and inverter of voltage and current, by calculating the appropriate solar cell module parallel number 18 components series strings, 16 series components connected in parallel. Finally, we estimate the next 25 years the photovoltaic power generation capacity, combined with the price of local and government subsidy policy, calculated the cost recovery period of about 8 9 years.KEY WORDS: solar energy ；solar module；the low carbon；environmental protectionIV目录第1章 绪 论51.1 光伏发电发展历史71.2 光伏发电原理71.3 光伏发电国内外发展情况8第2章 项目选址102.1 项目选址原则102.2 项目选址地点概况112.3 项目选址地点可行性研究12第3章 太阳能资源分析143.1 我国太阳能资源的分布情况143.2 选址地气候资料统计15第4章 光伏发电系统简介及设备选型194.1 光伏发电系统194.1.1并网光伏发电系统原理194.1.2并网光伏发电系统组成194.2 光伏发电系统设备选型204.2.1太阳能电池组件选型204.2.2逆变器选型204.2.3汇流箱选型214.2.4直流配电柜选型214.2.5交流配电柜选型214.2.6其他设备选型21第5章 光伏阵列排布及计算255.1 太阳能电池阵列排布255.2电池组件串联的串联电压匹配计算285.3电池组件并联的并联电流匹配计算315.4光伏发电系统设备数量计算32第6章 光伏电站效益分析336.1 项目投资预算336.2 经济效益分析346.3 环境效益分析346.4 社会效益分析35结论36谢 辞37参考文献38附录39外文资料翻译40第1章 绪 论1.1 光伏发电的发展历史 光伏发电这个词汇发展到今日，大家已经耳熟能详。光伏发电技术是将光能直接转变为电能的一种技术1，其原理是利用半导体界面产生的光生伏特效应。其技术的关键元件是光伏电池片。光伏电池片经过串联后进行包装，装框保护就变成了太阳电池组件，再配合上逆变器，控制器等部件就形成了光伏发电装置2。在1876年，英国科学家亚当斯发现：当硒半导体材料被太阳光照射时，就像伏特电池一样，会产生电流，因此将其称为光生伏特电，简称“光电”。但是由于硒产生光电效应很弱,转化效率仅有1%左右，所以不能用以制造太阳能电池。1954年，美国贝尔实验室制造出了世界上第一块光伏硅太阳能电池，其光电转化效率达到6%左右，并且很快达到10%，从此拉开了现代太阳能光电的研究、开发和应用的序幕。几乎同时，薄膜太阳能电池也被开发，成为研究太阳能薄膜电池的开端3。 起先，硅太阳电池的成本比常规能源贵1000倍以上。因此只用于国家投资项目的太空卫星和航天器上。1958年美国首次将太阳能电池应用到了卫星上；1958年5月，前苏联也在其人造卫星上使用了太阳能电池；我国在1971年也在自己的第二颗人造卫星上使用了太阳能电池。20世纪50年代以后，国际上大部分的人造卫星、空间站、航天飞机等太空飞行器。都使用了太阳能电池作为主要的电力能量来源。伴随着航天的发展，太阳光伏材料和器件制造技术都得到了快速发展，逐渐成熟的技术使太阳能光伏发电逐渐走向民间产业和居民日常用电4。 现在，太阳能光伏产业基本上是在硅材料研究的基础上建立的，世界上的大部分太阳能光伏器件基本上是由晶体硅为原材料制造的5。晶体硅属于间接禁带半导体材料，用它制造的电池理想光电转换效率稍微大于30%。最新研究表明，单晶硅在实验室中的光电转换效率已经达到了24.7%，在生产中，比较高效的太阳光伏电池的转换效率已经超过20%6。对于常规的商用直拉单晶硅太阳电池，其光电转换效率可以达到13%16%，在未来可能接近17%20%。但是，因为单晶硅是间接禁带半导体，用其制造的太阳光伏电池就必须具有一定的材料厚度，从而使其能够吸收足够的太阳光，并且单晶硅材料的提纯和加工需要大量的成本，使得单晶硅太阳光伏电池的成本较高。自20世纪70年代铸造多晶硅的发明以来，在80年代末期多晶硅只占太阳光伏电池材料的10%左右，并且在90年代迅速发展，在1996年底占整个太阳光伏电池材料的36%左右，在2001年接近50%7。铸造多晶硅以其相对低成本、高效率的优势不断冲击着单晶硅电池的市场，成为最有竞争力的太阳光伏电池材料。到现在为止，多晶硅的晶锭质量已经达到400kg，其在实验室中光电转换效率达到19.8%；在生产中，它的太阳能光电转换效率一般为13%16%。为了扩展太阳能光伏电池的应用，增加其实用性和可靠性，人们在始终追求着更高效率和更低成本的目标。随着新工艺和技术的发展和材料提纯技术的提高，太阳光伏电池的发电效率将会继续增加，制造成本也将会不断降低，太阳光伏电池的应用也将不断扩大。最终会称为市场中的主要新能源。1.2 光伏发电原理半导体材料导电是因为电子和空穴的定向移动而实现的。但是在低温状态下，价电子被完全束缚在原子核周围，并且不能在晶体中运动，这时在能带中，价带是充满的，而导带是全空的8。随着温度的上升，由于晶格热振动等原因，一小部分的电子脱离了原子核的束缚，产生了价电子共有化，又变成自由电子，可以在整个晶体中自由运动。而在原来电子的位置上留下了一个电子的空位，称为空穴。在半导体中，因为有电子和空穴两种载流子，半导体才能够导电。把P和N极结合在一起时，这时会产生多数载流子，多数载流子会不断的扩散，形成一个不断增强的从n型半导体指向p型半导体的内建电场，在PN结中形成了空间电荷区，导致多数载流子反向漂移。如果扩散的多数载流子和少数载流子在空间电荷区数量相同，则多数载流子漂移产生的电流和少数载流子扩散产生的电流相同。如果此时有太阳光照在p-n结上，而且太阳光的能量大于P-N结的禁带宽度9。将在P-N结附近将产生电子空穴对。又因为内建电场的存在，产生的不平衡电子载流子将向空间电荷区两端漂移，产生光生电势，破坏了原来的平衡。如果此时将P-N结和外电路相连，则电路中出现电流，因此称为光生伏特现象或光生伏特效应，这是太阳能光电池的基本原理10。1.3 光伏发电国内外发展现状2015年，随着全球光伏电池需求的增加，新的光伏电池装机容量将超过50GW，增长16.3%，总的光伏发电量将超过230GW。依然有较高的发展前景。新兴市场不断出现，光伏电池产业在东南亚、拉丁美洲诸国的发展势头迅猛，印度、泰国、智利、墨西哥等国装机规模也在快速增加。我国光伏产业新增加装机容量即将到达16.5GW，继续居于全球首位，并且呈现快速发展的势头，总装机有可能超过43GW，未来或将成为拥有世界最大光伏产业的发展中国家11。由于当今常规能源的短缺，各国都加快了发展新能源的步伐。美国为了降低太阳能光伏电站的发电成本，提出了“太阳能先导计划”，并使其2015年能够达到同商业化竞争的水平；日本也提出了在2020年达到28GW的光伏发电总量的计划；欧洲光伏产业协会提出了“setfor2020”的规划，计划在2020年让欧洲的光伏发电产业能够做到商业化竞争12。在可持续发展的大背景下，各国政府对光伏发电越来越重视。政策推动着光伏产业的发展。2015年，我国光伏产业获得国家大力扶持。在国家能源局下发的2015年光伏发电建设实施方案中，计划新建光伏发电容量 17.8GW，屋顶分布式光伏发电及全部自发自用地面分布式光伏发电项目将不限制建设规模。随着我国加工铜铟镓硒技术的提高，在其太阳能电池制造成本上也可能比多晶硅更便宜。并且由于我国铟、镓资源丰富，在原材料的成本方面有较强的竞争力，所以我国在国家光伏产业发展中有极强的竞争力13。2008年全球太阳能发电平均每度电成本约为38美分，2015则下降至7.3美分左右，估计未来5年内还会再度下降30%。原材料成本的下降将会成为整个系统成本下降的标志，这预示着光伏发电产业高速发展的时机来临。2016年国内光伏发展实力依然强劲，预计2016年国内光伏装机容量将突破19GW，我国将再度成为世界最大的太阳能光伏市场。第2章 项目选址2.1 项目选址原则首先，光伏发电选址优先考虑在太阳能资源丰富地区进行，选址地点应该具有丰富的太阳能资源。该因素需要对不同的选址地进行调查资料收集和研究。其次，需要考虑当地的气候条件和历史气候环境。站址选择工作需要考虑的主要问题，可归纳为以下方面：光伏发电选址行政要求、日照资源等气候条件、地理和地质情况、水文条件、大气质量、交通运输条件和电力输送条件等14。选址时，需要对上述各项条件进行调查和资料收集，并且判断选址的可行性。 选址的土地性质是可用于工业项目的土地，不能占用基本农田、林业用地、绿化用地及其它项目规划用地等。在选址时需调查选址地土地使用情况，对选址地的性质进行确认，确保不占用农业用地以及工业用地。另外，最终确定的选址需得到当地环保部门的环境评价认可。调查选址地周围有没有军事设施、文物古迹、农业田地等。2.2 项目选址地点概况海东市是青海省地级市，地处北纬3525.93705之间和东经10041.510304之间。三面分别与本省海北、湟中、黄南等州县接壤。东部与甘肃省的天祝、永登、临夏、甘南等州、县毗邻，河湟走廊穿越全境，经济较为发达，人口密集。全市东西长200公里，南北宽180公里，总面积1.32万平方公里。海东市气候类型属于半干旱大陆性气候，矿藏资源和水能资源丰富。2.3 项目选址地点可行性研究2.3.1地理条件海东市地处祁连山支脉大板山南麓和昆仑山系余脉日月山东坡,属于黄土高原向青藏高原过渡镶嵌地带,海拔在16502835米之间。气候类型属于高原气候，气候特征是高寒、干旱、日照时间长,太阳辐射强,昼夜温差大。年平均气温6.9,年均降水量为323.6毫米,总蒸发量为1644毫米。其特点是：冬夏温差小，气候地理分布差异大，垂直变化明显，降雨量随海拔增高而递增，气温随海拔增高而递减。海拔3000米以上的北部地区及山区较寒冷，海拔1，700-2，500米的黄河、湟水河谷地带较温暖。山下平原地区平坦开阔，山区太阳能资源丰富，树木稀疏，地理条件适合建设光伏电站。2.3.2气候条件海东市年平均气温（表2-1）3.28.6左右，最高气温25.133.5，最低气温-18.8-25.1左右。年平均降雨量319.2531.9毫米。多集中在79月之间，相对湿度一般为57%63.66%；蒸发量为1，275.61，861毫米。风速为1.92.5米/秒（表2-2），最大风力8级，多出现在冬末春初时期。年平均日照（表2-3）为2，7083，636小时。气候条件适宜。以下是从美国航天局NASA查询得到的海东地区气候参数表：表2-1海东市全年气温表（）月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均-10.8-7.83-3.461.244.818.1110.49.695.490.27-4.36-8.67最小-25.1-18.8-8.46-4.06-0.663.025.014.180.73-3.88-8.68-16.4最大-4.48-1.82.126.8910.033.525.115.611.05.400.86-2.72表2-2海东市平均风速表（m/s）月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均值5.895.695.545.255.054.874.594.684.804.765.376.145.21表2-3海东市月平均日照时数（小时）月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均10.010.911.913.014.014.414.213.412.411.310.39.85 从表中可以看出，海东市的月平均日照时数比较多，这对光伏电站的稳定发电量有很大的帮助。2.3.3交通运输条件公路：北京至拉萨的109国道，兰-宁高速公路贯穿全境。境内有平阿高速、西宁至互助一级公路。有“海藏咽喉”之称。截至2007年，海东已实现乡乡通油路、村村通公路，50%的村通了油路，75%的村庄实现村道硬化。铁路：境内有青藏铁路，兰青铁路复线，正在拟建的兰-新铁路客运专线横穿而过。乐都区、平安区兴建的较大型铁路转运站，已成为黄河上游水电资源开发的运输基地。民航：西宁曹家堡机场就在海东互助县境内，距西宁市中心仅28公里，距离平安区5公里，已开通北京、上海、广州、西安、成都、乌鲁木齐等航线。2.3.4电力输送条件海东市电力输送条件便捷，市内有330KV变电站5座，110KV变电站14座，是青海西电东送的通道，是青海电网与东部电网连接的咽喉，整个输配电网覆盖海东全市。电力输送便捷，可直接接入国家电网。2.3.5当地政策条件当地政策支持光伏产业发展，2014年5月14日海东市政府发布了海东市促进太阳能光伏产业发展的若干政策规定当中阐述了对光伏行业发展的若干政策鼓励，包括产业用地支持，产业和科研化支持，服务和运营支持等政策，鼓励发展光伏产业。拟建的场址位于海东市乐都区寿乐镇境内，建设规模为50MW，总占地面积约1654多亩。场址内无名胜保护区、文物古迹、军事设施及地下矿藏等。该地有1.33万亩弃耕地，土地相对平坦，开阔，无树木遮挡。根据2015中国地震动参数区规划图，本地区的地震峰值加速度为0.1g。对应的基本地震烈度为度，特征周期为0.45s。第3章 太阳能资源分析3.1 我国太阳能资源分布情况我国太阳能资源非常丰富，全国大面积地区日照时数大于2000小时，年辐射总量在5000MJm2以上。我国陆地每年接收的太阳辐射总量3.31038.4103MJ/m2，相当于2.4104亿吨标准煤的能量15。我国太阳能资源地区分为以下四类（表3-1）：1、太阳能资源丰富地区：全年辐射量在67008370MJ/m2。相当于230kg标准煤燃烧所发出的热量。2、太阳能资源较丰富地区：全年辐射量在54006700MJ/m2，相当于180230kg标准煤燃烧所发出的热量。3、太阳能资源一般地区：全年辐射量在42005400MJ/m2。相当于140180kg标准煤燃烧所发出的热量。4、太阳能资源贫乏地区：全年辐射量在4200MJ/m2以下。太阳能资源丰富地区和较丰富地区，年日照时数不小于2200小时，面积较大，约占全国总面积的23以上，具有利用太阳能的良好资源条件。表3-1 我国太阳能资源分布表地区类型年日照时数（h/a）年辐射总量（MJ/m2a）等量热量所需标准燃煤（kg）包括的主要地区太阳能资源丰富区3200-33006680-8400225285kg宁夏北部，甘肃北部，新疆南部，青海西部，西藏西部太阳能资源较丰富区3000-32005852-6680200225kg河北西北部，山西北部，内蒙南部，宁夏南部，甘肃中部，青海东部，西藏东南部，新疆南部太阳能资源一般地区2200-30005016-5852170-200kg山东，河南，河北东南部，山西南部，新疆北部，吉林，辽宁，云南，陕西北部，甘肃东南部，广东南部太阳能资源贫乏地区1400-20004180-5016140-170湖南，广西，江西，浙江，湖北，福建北部，广东北部，陕西南部，安徽南部根据表3-1可以看出，青海东部海东地区属于太阳能资源较丰富地区年辐射总量在5852-6680MJ/m2a，因此从太阳能资源分布情况分析，海东市适合建设光伏电站。3.2 选址地气候资料统计 海东市地处中纬度地带，太阳辐射能量大，光照时间充足，年辐射总量达到58007400MJ/m2，其中直接辐射量占60%以上，从NASA资料库查询得到的海东市的全年太阳能资源参数见表3-2：表3-2海东市太阳能资源参数表：月份平均太阳总辐射(kWh/m2/day)正午平均辐射量(kWh/m2/day)晴天的平均辐射量(kWh/m2/day)平均晴天天数13.540.544.09424.380.625.34135.200.676.85046.080.708.08155.960.648.44165.710.608.34175.870.628.40285.650.657.52294.750.596.463104.360.595.492113.850.554.304123.250.503.674从表中可以看出，海东市的太阳能资源较为丰富，辐射量充足，晴天天数多，满足大型光伏发电站的辐照量需求。表3-3海东市月平均日照时间（小时）月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均10.010.911.913.014.014.414.213.412.411.3010.309.850图3-1 海东市月平均日照时间从图中可以看出，6-7月日照时间最长，平均每天有14.2小时的日照时间。表3-4倾斜表面的月平均水平辐射量(kWh/m2/day)月份水平辐射晴空指数散射辐射直接辐射倾斜角0倾斜角20倾斜角35倾斜角50倾斜角9013.540.700.537.473.495.125.996.495.8724.380.670.817.484.255.526.106.325.1235.200.621.326.895.145.946.176.064.2246.080.601.766.846.056.336.175.683.2355.960.532.285.555.935.855.464.812.4565.710.492.484.805.675.485.044.382.2075.870.512.375.245.835.685.264.592.3085.650.542.055.555.625.715.454.932.7094.750.531.715.144.685.125.154.923.20104.360.621.096.444.335.365.795.894.59113.850.710.557.813.785.386.226.675.88123.250.700.477.303.224.915.846.415.96平均4.880.601.466.374.845.535.725.593.97表3-5海东市22年间地表10米月平均空气温度（）月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均平均-10.8-7.83-3.461.244.818.1110.49.695.490.27-4.36-8.670.45最小-16.2-13.5-8.46-4.06-0.663.025.014.180.73-3.88-8.68-13.4-4.62最大-4.48-1.82.126.8910.012.915.615.611.05.400.86-2.726.00 图3-2 地表10米月平均空气温度对照图（）由图表可以看出，当地最高气温为15.6，在7-8月；最低气温-16.2。温度变化较为平缓。第4章 光伏发电设备简介及设备选型4.1 光伏发电系统光伏发电系统是将光能直接转化为电能的一种设备。这种设备的关键元件是硅半导体电池。硅半导体电池经过串联后进行装框等工序可形成整块的太阳电池组件，再配合上控制器、逆变器、汇流箱等部件就组成了光伏发电系统16。4.1.1 并网光伏发电系统原理太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件的电子学特性，当太阳光照射在半导体PN结上，由于PN结势垒区产生了内建静电场，因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴或产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴，在内建静电场的作用下，各自向相反方向运动，离开势垒区，结果使P区电势升高，N区电势降低，从而在外电路中产生电压和电流，将光能转化成电能17。并网发电系统:即和公用电网通过标准接口相连接，像一个小型的发电厂；并网发电系统通过光伏数组将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后转换为交流电，此时电压较小，需要升压变压器进行升压，本项目的光伏电站发电量较大，一次变压不能使电流达到国家电网所需要的电压，所以还需要更大的升压变压器进行二次升压后才能接入国家电网使用。如果光伏发电站附近有大型变电站，则光伏电站就不需要建设变压器，直接将转变后的交流电接入变电站即可。4.1.2 并网光伏发电系统组成太阳能发电系统设备主要由太阳能电池组件、交直流逆变器、光伏阵列汇流箱、交流配电柜、变压器组成。单个光伏电池组件经过串连的方式，组成一个发电子单元，再根据逆变器和汇流箱的功率参数选择合适的并联数量，经过串并联后组成发电阵列，所发出的直流电经过逆变器的转换后，接入交流配电柜，交流配电柜可以对电站的发电情况起到监督作用，如果遇到突发情况，如短路、漏电等可以及时的切断电路，保护组件不受到损害。经过逆变器转换过后的电流电压较低，如果需要接入国家电网，需要变压器的升压，这就是变压器的作用。4.2 光伏发电系统设备选型4.2.1 太阳能电池组件选型 太阳能电池组件是整个光伏发电系统的核心部分，其发电效率和成本直接影响着整个电站的发电效率和建造成本。太阳能电池组件选用晶澳太阳能JAP6-72/320/3BB型光伏组件。产品优点：1、高效多晶组件适用于并网电站。2、高输出功率，最高组件功率可达16.51%。3、较好的组件通用性，采用IEC DC 1000V设计。4、采用减反射玻璃不仅增加了光的吸收，同时使组件在雨水条件下具有自清洁功能，有效的减少了灰尘引起的功率的损失。5、优异的弱光发电性能（早晨、傍晚、阴雨天）6、组件抗压能力强，能承受2400帕的风压和5400帕的雪压7、良好的抗盐雾、抗氨气腐蚀的性能，全系列组件通过TUV北德测试。表4-1 太阳电池组件参数最大系统电压DC 1000V（IEC）工作温度-40+85最大保险丝额定电流15A最大静态负载，正面（如雪，风）最大静态负载，背面（如风）5400Pa（112Ib/ft2）2400Pa（50Ib/ft2）额定电池工作温度452应用等级Class A电池片规格（mm）多晶156156组件重量（kg）26玻璃厚度（mm）4组件尺寸（长宽高）（mm）195699145电池片数量72（612）表4-2 光伏电池组件的电性参数型号JAP6 72-320/3BB最大功率（W）320开路电压（Voc/V）45.82最大功率点的工作电压（Vmp/V）37.56短路电流（Isc/A）9.03最大功率点的工作电流（Imp/A）8.52组件效率（%）16.51功率公差-0+5w短路电流（Isc）温度系数（Isc）+0.058%/开路电压（Voc）温度系数（Voc）-0.330%/最大功率（Pmp）温度系数（Pmp）-0.410%/标准测试环境 辐照度1000W/m2，电池温度25，光谱AM 1.54.2.2 逆变器选型 逆变器是将太阳能电池组件产生的直流电转换为交流电，供应交流的负载使用或者直接并入国家电网。本电站的逆变器选用阳光电源的集中式SG500MX型逆变器。逆变器特点：1、 全面的电网支持功能，包括LVRT，OVRT，FRT以及功率降频功能。2、 具备过载能力，确保实时输出功率满足输出功率要求。3、 0110%有功功率调节。4、 根据电网电压自动调节无功功率输出。5、 根据电网频率自动调节有功功率输出。6、 无功功率可调，功率因数范围超前0.8至滞后0.8。7、 具备夜间无功补偿功能。8、 智能控制，满足多种电网需求。逆变器参数：表4-3 逆变器输入（直流）电性参数最大输入电压1000V最大输入电流1220AMPPT电压范围460850V输入连接端数8光伏阵列配置浮地，可选正负极接地表4-4 逆变器输出（交流）电性参数额定输出功率500KW额定电网频率50Hz/60Hz最大交流输出功率550KVA电网频率范围4752/5762Hz最大输出电流1008A功率因数范围0.9超前0.9滞后总电流波形畸变率3%隔离变压器无变压器额定电网电压315V直流分量5%额定输出电流最大效率99%欧洲效率98.70%电网电压范围252362Vac图4-1 电路框图图4-2 逆变器功率参数 4.2.3 汇流箱选型： 汇流箱的作用是连接光伏组件和逆变器，因为光伏组件数量较多，用通常的线连接比较杂乱，用汇流箱整理电路，使光伏电池组件的电流汇集起来接入逆变器。表4-5 汇流箱参数型号TH1610/1000-AD光伏阵列输入光伏阵列电压范围01000光伏阵列输入路数16单路阵列最大电流10机械尺寸、工作环境机箱尺寸（深宽高）420mm520mm170mm参考重量（Kg）14防护等级IP65使用海拔（m）3000工作温度（）-15+65存储温度（）-25+854.2.4 直流配电柜选型： 直流配电柜的作用是防止光伏组件被雷击中，同时又有熔断保护的功能，方便工程人员实时监控电站的发电情况，还可以对每路接入直流配电柜的电流进行监控和保护，确保电路不受到损害。表4-6 直流配电柜参数型号YLDPG-500额定电压（Vdc）1000额定电流（A）每路100A，125A，160A，200A，250A可选回路数量标配8路（可定制）工作温度（）-2545相对湿度0%90%（无滴露）海拔高度3500米防护等级IP20长宽高（mm）60080022004.2.5 交流配电柜选型： 交流配电柜又称交流防雷配电柜，是为了方便管理光伏电站发出的直流电经过逆变器处理后转换成的交流电，保护电路不受雷击、短路等灾害的损害，具有熔断功能，起到对交流电路的控制作用。表4-7 交流配电柜参数序号项目名称技术参数1型号GGD32额定电压（V)4003额定电流（A)31504额定短路开断电流（kA）205额定短路耐受电流（1s）（kA）506额定峰值耐受电流（kA）1057加工定制是8壳体防护等级一级4.2.6 其他设备选型： 支架系统：支架起到支撑光伏电池组件，同时调整角度防止大风气候带来的损害，考虑到海东市风速较大，所以要选择抗风能力较强的支架来固定太阳能电池组件。同时，建造的场址位于山脚下的平原地区，所以支架应该有足够的高度，防止光伏电池组件被雨水所浸湿，应该在支架两侧设计导流槽，将多余的雨水排出。这里选择三角结构的支架，因为三角结构在各种结构中属于最稳定的一种。本项目选择厦门友巨新能源科技有限公司生产的Huge-Ground型支架。表4-8 支架系统参数产品型号Huge-Ground产品质量保证20年类型地面支架组件排列方向横向，纵向抗风能力216km/h轨道材质镀锌钢光伏系统电缆的选择：光伏电站所需求的电缆必须具有良好的适应性，因为电站通常要经受不同环境的影响，比如说高温，严寒和紫外线辐射等18。所以电缆的选择通常要考虑一下几点：绝缘性能、耐热阻燃性能、防潮和抗辐射性能、敷设方式、电缆的材料、电缆的截面积规格。考虑到选择建站地址位于山脚下，可能会有雨水从山体上流下造成积水过多，电缆也应该具有一定的防水强度，防止短路损坏太阳光伏组件。本项目根据不同设备选择电缆型号如下：光伏电池组件和汇流箱选用光伏系统专用电缆：PV1-F 14mm2。特点：结构简单，具有良好的耐热、耐寒、耐油、防水、抗紫外线的能力，具有一定的机械强度。汇流箱，逆变器，直流配电柜，交流配电柜的连接电缆选用：动力电缆ZRC-YJV22。特点：质地较硬，使用方便，耐腐蚀，具有较高的机械强度，耐环境能力强。变压器选择：根据GB19964-2012光伏发电站接入电力系统技术规定，本项目选择35KV站用接地变压器和110KV的总变压器，专用接地变及消弧线圈DKSC1-630/35，XZDZC1-630/35。光伏阵列输出的交变电流，需要经过35KV的站用接地变压器进行一次变压后再接入110KV的总变压器进行二次变压，最后汇聚到国家电网中。34第5章 光伏阵列排布及计算5.1 太阳能阵列排布 光伏阵列的倾角和方位角设计1、倾角及方位角的设计计算太阳能电池阵列的设置有许多