农光互补20MW农业大棚光伏电站项目光伏发电电池阵列单元的选择和发电量估算设计方案.doc

农光互补20MW农业大棚光伏电站项目光伏发电电池阵列单元的选择和发电量估算设计方案 1.1阵列单元光伏电池组件选择 光伏发电系统通过将大量的同规格、同特性的太阳能电池组件，经过若干电池组件串联成一串以达到逆变器额定输入电压，再将这样的若干电池板并联达到系统预定的额定功率。这些设备数量众多，为了避免它们之间的相互遮挡，须按一定的间距进行布置，构成一个方阵，这个方阵称之为光伏发电方阵。其中由同规格、同特性的若干太阳能电池组件串联构成的一个回路是一个基本阵列单元。每个光伏发电方阵包括预定功率的电池组件、逆变器和低压配电室等组成。若干个光伏发电方阵通过电气系统的连接共同组成一座光伏电站。 太阳能电池分类 太阳电池种类繁多，形式各样，按基体材料分类主要有以下几种： 硅太阳电池：主要包括单晶硅（Single Crystaline-Si）电池、多晶硅电池、非晶硅电池、微晶硅电池以及HIT电池等。 化合物半导体太阳电池：主要包括单晶化合物电池如砷化镓电池、多晶化合物电池如铜铟镓硒电池、碲化镉电池等、氧化物半导体电池如Cr2O3和Fe2O3等。 有机半导体太阳电池：其中有机半导体主要有分子晶体、电荷转移络合物、高聚物三类。 薄膜太阳电池：主要有非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、化合物半导体薄膜电池、纳米晶薄膜电池等。 目前市场生产和使用的太阳能光伏电池大多数是用晶体硅材料制造的，随着晶体硅太阳能电池生产能力和建设投资力度的不断增长，一些大型新建、扩建项目也陆续启动，同时薄膜太阳能电池项目的建设也不断扩大，产能也在不断上升，薄膜电池中非晶硅薄膜电池所占市场份额最大。 通过市场调查，国内主流厂商生产的多晶硅太阳能组件应用于大型并网光伏发电系统的，其目前主流规格大多为250Wp、255Wp.综合考虑组件效率、技术成熟性、市场占有率，以及采购订货时的可选择余地，本工程选择 多晶250Wp的电池组件。 表5-1太阳能电池组件参数表 项目 单位 数量 峰值功率（Pmax） Wp 250 开路电压（Voc） V 37.6 短路电流（Isc） A 8.92 工作电压（Vmp） V 29.8 工作电流（Imp） A 8.39 短路电路温度系数 %/℃ (0.065±0.015) 开路电压温度系数 %/℃ -(0.35±0.05) 功率温度系数 %/℃ -(0.45±0.05) 安装尺寸 mm 1640×992×45 重量 Kg 19.5 1.2逆变器的选择 1.2.1逆变器的技术指标 作为光伏发电系统中将直流电转换为交流电的关键设备之一，其选型对于发电系统的转换效率和可靠性具有重要作用。结合《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》的及其它相关规范的要求，在本工程中逆变器的选型主要考虑以下技术指标： 1）转换效率高 逆变器转换效率越高，则光伏发电系统的转换效率越高，系统总发电量损失越小，系统经济型也越高。因此在单台额定容量相同时，应选择效率高的逆变器。 本工程要求大容量逆变器在额定负载时效率不低于95%，在逆变器额定负载10%的情况下，也要保证90%（大功率逆变器）以上的转换效率。逆变转换效率包括最大效率和欧洲效率，欧洲效率是对不同功率点效率的加权，这一效率更能反映逆变器的综合效率特性。而光伏发电系统的输出功率是随日照强度不断变化的，因此选型过程中应选择欧洲效率高逆变器。 2）直流输入电压范围宽 太阳电池组件的端电压随日照强度和环境温度变化，逆变器的直流输入电压范围宽，可以将日出前和日落后太阳辐照度较小的时间段的发电量加以利用，从而延长发电时间，增加发电量。如在落日余晖下，辐照度小电池组件温度较高时电池组件工作电压较低，如果直流输入电压范围下限低，便可以增加这段时间的发电量。 3）最大功率点跟踪 太阳电池组件的输出功率随时变化，因此逆变器的输入终端电阻应能自适应于光伏发电系统的实际运行特性，随时准确跟踪最大功率点，保证光伏发电系统的高效运行。 4）输出电流谐波含量低，功率因数高 光伏电站接入电网后，并网点的谐波电压及总谐波电流分量应满足GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》的规定，光伏电站谐波主要来源是逆变器，因此逆变器必须采取滤波措施使输出电流能满足并网要求。要求谐波含量低于3%，逆变器功率因数接近于1。 5）具有低电压耐受能力 《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》中要求大型和中型光伏电站应具备一定的耐受电压异常的能力，避免在电网电压异常时脱离，引起电网电源的损失。这就要求所选并网逆变器具有低电压耐受能力，具体要求如下; a)光伏电站必须具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行1s； b)光伏电站并网点电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时，光伏电站必须保持并网运行； c)光伏电站并网点电压不低于额定电压的90%时，光