光伏发电站优化设计关键因素探讨.ppt

光伏发电站优化设计 关键因素探讨 上海电力设计院有限公司 太阳能资源分析 主要设备选择 光伏方阵布置和发电量计算 光伏方阵支架和基础 集电线路优化 光伏发电站性能考核 主要内容 光伏电站光伏阵列布置方式优化配置 基本条件： 站址附近具有10年以上太阳辐射长期观测记录 气候特征、地理特征与站址所在地一致 与现场实测记录有较好的相关性 数据采集内容： 采用的标准、仪器型号、安装位置、高程、周边环境状况，站址迁移、设备维护、周边环境变动等。 最近连续10年以上的逐年各月的总辐射量、直接辐射量、散射辐射量、日照时数的观测记录，且与站址现场观测站同期至少一个完整年的逐小时的观测记录。 最近连续10年的逐年各月最大辐照度的平均值。 太阳能资源分析 参考气象站（太阳辐射长期观测数据） 光伏电站光伏阵列布置方式优化配置 基本条件： 站址附近具有30年一般气象数据观测记录 数据采集内容： 近30年来的多年月平均气温、极端最高气温、极端最低气温、昼间最高气温、昼间最低气温 近30年来的多年平均风速、多年极大风速及发生时间、主导风向，多年最大冻土深度和积雪厚度，多年年平均降水量和蒸发量。 近30年来的连续阴雨天数、雷暴日数、冰雹次数、沙尘暴次数、强风次数等灾害性天气情况。 太阳能资源分析 参考气象站（一般气象数据） 光伏电站光伏阵列布置方式优化配置 有效观测时间： 太阳辐射现场观测数据用于太阳能资源分析时，现场观测数据应连续，且不应少于一年。 现场观测内容： 总辐射量、直射辐射量、散射辐射量、最大辐照度、气温、湿度、风速、风向等的实测时间序列数据 对于按最佳固定倾角布置光伏方阵，宜增设最佳固定倾角面上的日照辐射观测项目。 对于斜单轴或平单轴跟踪系统，宜增设在斜单轴或平单轴跟踪受光面上的日照辐射观测项目。 对于高倍聚光光伏发电站，应增设法向直接辐射辐照度（DNI）的观测项目。 太阳能资源分析 太阳辐射现场观测站 光伏电站光伏阵列布置方式优化配置 数据验证内容： 完整性、合理性验证 缺测数据修正 数据分析内容： 长序列数据年总辐射量变化和各月总辐射量年际变化。 10年以上的年总辐射量平均值和月总辐射量平均值。 最近三年内连续12个月各月辐射量日变化及各月典型日辐射量小时变化。 总辐射最大辐照度。 太阳能资源分析 观测数据的验证与分析 光伏电站光伏阵列布置方式优化配置 组件选择： 依据类型、峰值功率、转换效率、温度系数、衰减指标、组件尺寸和重量、功率辐照度特性等技术条件进行选择。 逆变器选择： 依据型式、容量、相数、频率、冷却方式、功率因数、过载能力、温升、效率、输入输出电压、最大功率点跟踪（MPPT）、保护和监测、通信、防护等级等技术条件选择。 汇流箱选择： 依据型式、绝缘水平、电压、温升、防护等级、输入输出回路数、输入输出额定电流、防雷、故障监测等技术条件进行选择。 变压器选择： 依据型式、容量、效率、电压等级、用材、冷却方式、防护等级等技术条件进行选择。 主要设备选择 选择原则 光伏电站光伏阵列布置方式优化配置 方阵类型： 最佳固定倾角 倾角手动可调 平单轴跟踪系统 斜单轴跟踪系统 双轴跟踪系统 布置原则： 需要考虑的因素：遮光影响、占地、投资 最佳固定倾角：组串、方位角、倾角、行距 跟踪系统：组串、跟踪范围、行距、列距 并网光伏发电系统，宜使方阵的受光面上年辐照量最大 独立光伏发电系统，宜使方阵的最低辐照度月份受光面上受到较大的辐照量 光伏方阵与发电量计算 光伏方阵 光伏电站光伏阵列布置方式优化配置 计算公式： Ep=HA×Aηi×K=HA×PAZ×K/ES 式中：HA——水平面太阳能总辐照量（kWh/m2，峰值小时数）； Ep——上网发电量（kWh）； Es——标准条件下的辐照度（常数=1kW/m2）； PAZ ——组件安装容量（kWp）； K——综合效率系数。 A——为组件安装面积（m2）； ηi——组件转换效率（%）； 光伏方阵与发电量计算 发电量计算 光伏方阵与发电量计算 发电量计算 光伏电站光伏阵列布置方式优化配置 支架的材质和壁厚问题： 光伏支架材料宜采用钢材，材质的选用和支架设计应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。 用于次梁的板厚不宜小于1.5mm，用于主梁和柱的板厚不宜小于2.5mm，当有可靠依据时板厚可取2mm。 支架基础形式选择问题： 传统的混凝土独立基础或条基、钻孔灌注桩、螺旋钢桩、预应力水泥管桩、预制方桩等 土壤的腐蚀性、冻胀性、湿陷性 地下水位的影响