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山西华润联盛卯底煤矿分布式太阳能

光伏发电系统（160kw）设计方案

目录

第一章太阳能发电原理及特点3

1．1太阳能电池3

1．2太阳能系统特点3

1．3并网太阳能系统发电方式4

第二章项目概况及设计说明6

2．1项目概况6

2．2设计依据6

2．3设计说明7

2．4设计原则7

第三章工程初步设计方案7

3．1系统构成7

3．2自然条件8

3．3太阳能电池阵列设计11

3．4方阵支架基础设计17

3．5电站防雷和接地设计17

3．6智能汇流箱设计18

3．7直流配电柜设计18

3．8光伏并网逆变器18

3．9发电机计量系统配置方案20

3.10数据采集方案21

第四章电气系统安全性设计22

4.1防逆流装置设计22

4.2防孤岛效应设计22

第五章电气系统构成选型设计22

5．1逆变器的选型23

5．2并网发电系统线缆的选型设计25

第六章光伏并网系统电气设计25

第一章太阳能发电原理及特点

1.1太阳能电池

太阳能电池是利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的装置。当N型和P型两种不同型号的半导体材料接触后，由于扩散和漂移作用，在界面处形成由P型指向N型的内建电场。太阳能电池吸收一定能量的光子后，半导体内部产生电子—空穴对，电子带负电，空穴带正电。在P-N结内建电场的作用下，电子和空穴被分离，产生定向运动，并被太阳能电池的正、负极收集，在外电路中产生电流，从而获得电能。

1.2太阳能系统特点

①简单方便、安全可靠、无噪音、无空气污染、不破坏生态、能量随处可得、无需消耗燃料、无机械转动部件、维护简便、使用寿命长、建设周期短、规模大小随意、可以无人值守、也无需架设

并网逆变器采用双环控制系统，实时检测电网状态，取得电网电压、电流、频率、相位等关键变量，通过计算分析，使输出电力与电网同步运行。且在运行期间，并网逆变器按工频周期检测电网状态，一旦电网异常如突然停电，压降幅度超标，并网逆变器立即触发内部电子开关，实现瞬时与电网断开。同时，并网逆变器不断检测电网状态，一旦其恢复正常并通过并网逆变器的计算分析，并网逆变器将重新并网。总之，作为并网系统的控制核心和直流变交流的枢纽，并网逆变器高度的自动化和精密的检测控制功能从根本上保证了系统并网的安全性和可靠性。

太阳能组件边框及其支撑结构均与建筑现有的接地系统连接，并网逆变器开关柜等设备外壳接地，防止直击雷及触电危险。另外，直流和交流回路中均设有防雷模块，防止感应雷击波伤害。

系统配有完善的通讯监控系统，全面检测环境和系统的状态，将光照强度、环境温度、太阳能板温度、风速等环境变量和系统的电压、电流、相位、功率因数、频率、发电量等系统变量通过RS485或以太网或GPRS传输直控制中心，实现远程监控；同时如将同一地区多个并网电站的信息传输直同一控制中心，可方便区域的电网调度管理。

并网系统可作为一种补充性能源，而不能作为后备或主要电力；这是因为其发电量相对安装场所的用电量而言，一般比重不超过20%，而且由于其“孤岛保护”功能，即电网停电时，并网逆变器要与电网断开，以防止太阳能系统所发电力在电网停电检修时引发安全事故。切忌不可按照并网系统的发电量而将并网系统与特定的负载挂钩，即将并网系统与特定负载实现一对一供电和用电。这是因为并网系统的发电量依赖于系统的装机容量和天气条件（主要是光照和气温），其有效输出不是恒定的而是随机波动的；另一方面，负载的耗电量也会随负载特性（功耗的大小变化，如待机和工作时功耗明显不同）、负载投入使用的频次、使用时间而随机变化，因此如将并网系统和特定负载挂钩，将很难在不同时点上实现供需平衡。理想的做法是将并网系统的输出直接连接在当地供电母排上，实现系统即发即用，就近使用，不足部分可从电网索取补充。

第二章项目概况及设计说明

2.1、项目概况

该矿有2×400kva变压器供电，互为备用。用电负荷为：照明150.78kw；动力314.37kw；合计465.15kw。

本项目拟建并网光伏电站。出于项目经济性及技术可靠性方面的考虑，采用固定式太阳能电池方阵，暂不考虑采用跟踪系统。该项目可利用场地是：

场区北透视墙南侧绿地：长167米，宽4米；

污水池上方：60米*60米的30%面积。

2.2设计依据

《中华人民共和国可再生能源法》

IEC62093《光伏系统中的系统平衡部件-设计鉴定》

IEC60904-1《光伏器件第一部分:光伏电流-电压特性的测量》

IEC60904-2《光伏器件第二部分:标准太阳电池的要求》

DB37/T729-2007《光伏电站技术条件》

SJ/T11127-199