2021-09-14
国网免费提供:分布式系统的13个典型设计方案(北京山湖国际)
光伏发电典型设计方案
分布式项目的接入方案由电网公司免费提供。为此,国家电网完成了分布式项目的典型方案设计。
一、设计范围及内容
《分布式光伏发电接入系统典型设计》(以下简称《典型设计》)设计范围为:10kV及以下电压等级接入电网,且单个并网点总装机容量小于6兆瓦。《典型设计》根据接入电压等级、运营模式和接入点不同,共划分8个单点接入系统方案,5个多点接入系统方案。每个典型设计方案内容包括接入系统一次、系统继电保护及安全自动装置、系统调度自动化、系统通信、计量与结算的相关方案设计。
二、设计思路
1、单点接入方案划分按照接入电压等级,分为接入10kV、380/220V两类。按照接入位置,分为接入变电站/配电室/箱变、开闭站/配电箱、环网柜和线路四类。按照接入方式,分为专线接入和T接两类。按照接入产权,分为接入用户电网和接入公共电网两类。2、多点接入方案组合考虑单个项目多点接入用户电网,或多个项目汇集接入公共电网情况,设计多点接入组合方案。
按照接入电压等级,分为多点接入380V组合方案、多点接入10kV组合方案、多点接入10kV/380V组合方案三类。
按照接入产权,分为接入单一用户组合方案、接入公共电网组合方案两类。
3、计量点设置对于接入用户电网,计量点设置分为两类,一是装设双向关口计量电能表,用户上、下网电量分别计量另一类装设发电量计量电能表,用于发电量和电价补贴计量。
对于接入公共电网,计量点设置在产权分界点处,装设发电量计量电能表,用于电量计量和电价补偿。
4、防孤岛检测和保护分布式光伏发电系统逆变器必须具备快速主动检测孤岛,检测到孤岛后立即断开与电网连接的功能。
接入10kV的分布式光伏发电项目,形成双重检测和保护策略。380V电压等级由逆变器实现防孤岛检测和保护功能,但在并网点应安装易操作,具有明显开断指示的开断设备。
5、通信方式根据配电网区域发展差异,按照降低接入系统投资和满足配网智能化发展的要求考虑通信方式。
优先利用现有配网自动化系统和营销集抄系统通信。
6、发电系统信息采集接入10kV的项目,采集电源并网状态、电流、电压、有功、无功、发电量等电气运行工况。
接入380V的项目,暂只采集电能信息,预留并网点断路器工位等信息采集的能力。
三、设计方案
(一)单点接入方案
1、工程概况 11.1工程概况 11.2地理位置 11.3资源分布 1.4交通运输 1.5建筑面积 1.6总平面图 2、示范目标及主要内容 2.1太阳能光电系统技术要点 2.2项目示范目标 2.3项目主要内容 3、技术方案 3.1建筑围护结构体系 3.2光电系统技术设计方案 3.2.1设计依据及说明3.2.2光伏建筑一体化设计 3.2.3离网/并网系统设计 3.2.4主要产品、部件及性能参数 3.2.5系统能效计算分析 3.2.6技术经济分析 3.3节能量计算 3.4运行维护和管理 3.4.2太阳能光伏系统的管理 3.5数据监测与远传系统 3.6进度计划与安排 3.7效益及风险分析 3.7.1环境影响分析 3.7.2项目推广前景分析 3.7.3风险分析
2、光伏组件开口电压符合极限的天气要求;
3、直流电压符合《低压配电设计规范》的压降要求;
4、防雷接地符合《建筑物防雷设计规范》的要求;
5、电缆选型符合截流量的要求;
6、建筑物的荷载符合结构规范的要求;
总之,这不是几句话就能说清楚的,我就是专业设计各类光伏电站的,遇到具体问题可以私信我。
嘿嘿,你们漏掉解释p什么意思了呵呵
W(瓦)是功率的单位,Wp是电池或电站发电功率的基本单位,是W(power)的缩写,中文意思即发电功率的意思。由上,MWp是兆瓦(功率)的单位,KWp是千瓦(功率)的单位。(抄一下)
Wp指的是标准状态下:辐照度1000W/M2,组件温度25度,AM=1.5
最大功率吗?嘿嘿,未必哦。
1,用电器的功率100KWh/天。连续阴雨天为3天,即要求蓄电池容量至少是300kwh.根据C=D*F*P0/L*U*K,
C:蓄电池容量[kwh]
D:最长无日照间用电时间[h]
F:蓄电池放电效率的修正系数(通常取1.05)
Po:平均负荷容量[kw]
L:蓄电池的维修保养率(通常取0.8)
U:蓄电池的放电深度(通常取0.5)
可以算出蓄电池容量,结果大于300kwh
2,用电器的功率100KWh/天,交流电压为220V,日照时长为5.67个小时
电池板方阵容量的设计
P=w1*f/(Tm*n2*n3*L*Ka)
w1:负载的消耗功率
F:蓄电池放电效率的修正系数(通常取1.05)
Tm:峰值日照时数
n2:方阵表面由于尘污遮蔽或老化引起的修正系数,通常取0.9--0.95)
n3:方阵组合损失和对最大功率点偏离以及控制器效率的修正系数,通常取(0.9--0.95)
Ka:包括逆变器等交流回路的损失率(通常取0.7)
可以算出电池板方阵容量
1、在考察的基础上进行预可行性研究;
2、技术方案确定和设备选型:
太阳能电池板、汇流箱、直流汇流柜、逆变器、交流配电柜、升压系统、监控系统、其它设备、运行方式等;
3、工程设计:与建筑结合、土建施工方案、抗风能力、防雷接地、电网接入系统;
4、特殊设计:
1) 对于BIPV和BAPV:并网方式、遮挡计算、专用BIPV组件
的安装设计、 造型和美观等
2) 对于大型光伏电站:占地计算、场地、基础、机房、围栏、自动跟踪系统等。
D=0.707H/tan〔arcsin(0.648cosΦ-0.399sinΦ)〕
式中Φ为当地地理纬度(在北半球为正,南半球为负),H为阵列前排最高点与后排组件最低位置的高度差)。
根据上式计算,求得:D=5025㎜。
取光伏电池组件前后排阵列间距5.5米。
您好!绿合岛非常高兴能为您解答!小岛认为,如今,在山区中形态比较好的地大都变作农田,剩余的便愈发“寸土寸金”,而留给光伏人可用于开发的山地,其复杂性与日俱增。 本篇文章通过对部分山地光伏电站的分析,以小见大总结出几点对于山地光伏电站如何做到最大收益的建议。
一 地面光伏电站的选址分析
在进行山地光伏电站选址时,具体流程如下表所示:
1.山地光伏电站的特点
1)山坡朝向差异大,容易受山体阴影影响
山区地形复杂,高差变化大,阴影的部分大部分是由于山体阴影产生的,所以合理的选区布置区域很重要。
2)山地地形本身或阵列之间的局部遮挡
山区地势高低不一,若施工过程中没有合理设计支架高度,将会出现阵列局部互相遮挡的现象。
3)光伏阵列分散、分区复杂,难以实现设计和设备选型的标准化
所以山地光伏电站地形复杂、高差变化大,合理的选取阵列布置区域、设置阵列间距、倾角、方位角,均是设计的重点和难点。
2.山地地形三维模拟及日照阴影分析
通过分析平面日照等时图,可以剔除山体因地形造成的自身遮挡区域,筛选出布置光伏方阵的可用区域。
3.山地光伏电站选址时的误区
1)山地≠山坡,大坡度≠复杂
复杂山地的概念绝不是山坡或大坡度能够诠释的。所谓复杂山地,是沟壑交错、多种朝向坡面相互过渡,地质、水文条件十分复杂的地块,在设计之初就要求设计团队充分考虑到微地形的变化。如果不加以考虑,很容易出现组件遮挡问题,给后期的布置和施工方面也会面临不小的麻烦。
这要求设计师一定要多跑现场,认真做地图分析与阴影分析。按照常规布置,山区中有些区域无论从设计角度还是施工角度都非常容易上手。但在阴影分析之后,这些区域就变成了遮挡区,不利于做布置方案,初期便需要剔除。
上图没有考虑到地形的变化给组件带来的变化,在近中午时分便已出现遮挡。
上图所显示的左下角也是一个地形变化的深沟,因为在设计初期考虑到了阴影拉长,所以在布置组件时便和后面的一排做了相应距离的拉长,以避免遮挡。这种阴影条件在设计起初就要考虑的非常仔细,在布置完现场以后,要对现场条件,尤其是恶劣的地形区域做重点排查。这样可以避免后期的损失
2)正南坡?东西坡?谁是真“鸡腿”?
按照常规设计,复杂山地中的组件布置一般是以正南坡为主,但东西坡就真的不堪大用吗?
上表是自云南投产一年多的山地光伏电站采集而来的数据,20号方阵是正南坡,42号是偏南坡,11号是西坡。对三个方阵的数据进行一年的采集后,取平均值进行比较,按照运营小时数正南坡运营时间是最长的,但发电量却并不是最大的,反而是最小的。而西坡这边发电量才是一年之中最大的。
3)最佳倾角≠最大收益
支架倾角的选择是山地光伏电站设计的重要环节。以前很简单,稍微计算一下。但最佳倾角并不能等同于电站的最大收益,如果想要电站拥有最大收益,度电成本的重要性要高于最佳倾角。
以上图项目为例,28度是这个项目计算得出的最佳倾角。但经比较,从21度到35度,随着倾角的变化,装机量都是在下降的,这三条曲线没有办法判断出哪个角度才能创造出最大收益。所以不能单以技术上的最佳倾角来判断电站的最大收益点。因此在设计上需要引入度电成本的概念。
光伏区造价+升压站等固定投资比上总发电量。这三个值比出来之后,将数据再次汇成表格,最佳倾角此时便已不是28度了,在24度时,投入产出比才是最高的。因此在做山地光伏电站设计时,不能单以技术角度来判断电站的好与坏,更要从整体成本出发进行设计才能取得最好的收益。
二 山地光伏电站的建设分析
1.山地光伏电站逆变器的选择
1)集中型逆变器应用实例:
a布置阵列集中
b光伏组件朝向一致
c山体坡度基本为南向
集中型逆变器应用实例
2)组串型逆变器应用实例:
a布置场地地形复杂
b阵列布置较为分散
c光伏方阵容量差异大
d光伏组件朝向各异
组串型逆变器应用实例
下图是两套完整的工程方案,一个集中型、一个组串型。这个表格中计算出来的组串比集中式总的系统效率大约提升了3个点。
山地光伏电站不同逆变器方案效率分析图
3.山地光伏电站支架形式选择
山地光伏电站支架主要采用固定式安装,安装方式主要包括单立柱光伏支架、单立柱抱箍光伏支架、双立柱光伏支架,各种支架具体区别如下表所示:
4.山地光伏电站支架施工方案
由于山区地形起伏较大,对光伏支架的安装带来极大的麻烦,尤其是保证光伏组件倾角一致的条件下,对前、后立柱的调节要求较高,故山区电站支架应具有较大范围的调节能力。一般采用以下措施:
1)设计典型的光伏支架形式,根据地形及总图布置,施工人员现场对前、后立柱进行下料。前、后立柱通过后穿孔的方式进行连接。
2)在一些山地光伏电站设计中,可根据地形图进行前、后立柱高度分组设计,提供各立柱分组长度,减少钢构件在现场施工的工序,最大限度的减少钢构件的浪费。
3)采用单立柱光伏支架,可减少部分现场调节的工程量。
5.山地光伏电站集电线路设计方案
1)电缆直埋方案
本方案为经济性最好方案,但对于山地光伏电站来说,仅限于图层较厚,可以开挖的情况。
2) 电缆沿桥架敷设方案
本方案为经济性较好方案,适用于地表无法开挖、地表岩石的情况。
3)电缆架空敷设
本方案经济型一般方案,一般采用钢杆形式架空敷设,主要适用于山体情况较复杂,且光伏阵列布置分散的情况。
沿桥架敷设方式
架空敷设方式
三 关于山地光伏电站的几点总结
一是大自然的鬼斧神工,不应一概否定也不应简单应付,精细分析,既要吃肉、也能啃骨头,最大限度榨取地形的“剩余价值”;
二是运用三维地形阴影遮挡分析,将看似复杂凌乱的山地梳理出头绪,分区块设计和评估;
三是山地光伏电站设计中应重点分析阴影变化规律,根据太阳小时变化规律、地形东西坡变化规律及度电成本的分析,提出最优发电间距及倾角。
本文资料采用:《复杂山地光伏设计之细节分享》;《建设山地光伏电站必须要掌握六大要点》。
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(一)光伏阵列朝向
光伏阵列正向赤道是其获得最多太阳辐射能的主要条件之一。一般情况下,方阵朝
向正南(即方阵垂直面与正南的夹角为0°)。
1、 不同朝向与倾角安装的太阳电池的发电量比较(见图示):
假定向南倾斜最佳倾角安装的太阳电池发电量为100,则其它朝向全年发电量均有不同程度的减少。
2、光伏组件安装方向应一致,朝向正南,有利于最大收集太阳辐射。
(二)光伏阵列倾角
在并网发电系统中,光伏阵列相对于水平面的倾斜角度一般应该按照使阵列获得全年最多太阳辐射能的设计原则。根据当地的地理位置及气象环境,可计算得出最佳的安装角度。对于光电建筑示范项目,也应充分靠考虑建筑美观性。
(三)遮挡计算
1)、应当避免遮挡:
对于晶体硅太阳电池组件,很小的遮挡就会引起很大的功率损失,对于整个电站来说,如果过多组件有遮挡,系统直流电压会大幅度衰降,不能达到并网设备最低的起动电压要求,造成实际不发电。
2)、太阳电池方阵间距计算:
按照标准公式计算间距:
当光伏电站功率较大,需要前后排布太阳电池方阵,或当太阳电池方阵附近有高达建筑物或树木的情况下,需要计算建筑物或树木的阴影,以确定方阵间的距离或太阳电池方阵与建筑物的距离。
一般确定原则:冬至当天早9:00至下午3:00 太阳电池方阵不应被遮挡。
计算公式如下:
太阳高度角的公式:sina = sinf sind+cosf cosd cosw
太阳方位角的公式:sinβ = cosd sinw/cosa
式中:f为当地纬度;
d为太阳赤纬,冬至日的太阳赤纬为-23.5度;
w为时角,上午9:00的时角为45度。
D= cosβ×L,L = H/tana,a = arcsin (sinf sind+cosf cosd cosw)
(四)光伏组件串联数量的设计依据
逆变器在并网发电时,光伏阵列必须实现最大功率点跟踪控制,以便光伏阵列在任何当前日照下不断获得最大功率输出。
在设计光伏组件串联数量时,应注意以下几点:
1、接至同一台逆变器的光伏组件的规格类型、串联数量及安装角度应保持一致。
2、需考虑光伏组件的最佳工作电压(Vmp)和开路电压(Voc)的温度系数,串联后的
光伏阵列的Vmp 应在逆变器MPPT范围内,Voc应低于逆变器输入电压的最大值。
太阳电池结温和日照强度对太阳电池输出特性的影响,