光伏发电系统设计及应用范文篇1

关键词：太阳能光伏发电；清洁能源；独立；建设

中图分类号：TM615文献标识码：A太阳能光伏发电是一种应用前景极为广阔的发电技术，其具有安全、可靠、清洁等的特点，随着技术的进步，科技水平的提高，太阳能光伏发电技术得到了长足的进步，尤其是最近几年随着国家加大了在太阳能光伏发电方面的投入，使得我国的太阳能光伏发电呈现出爆发增长的态势。根据太阳能光伏发电系统是否与公共电网相连接，可以将太阳能光伏发电分为独立型和并网型两大类太阳能光伏发电系统。这两种发电系统有其各自的特点和应用的范围，在分析其特点的基础上对太阳能光伏发电建设过程中需要注意的要点进行分析，对于确保太阳能光伏发电的建设质量有着极为重要的意义。

1.太阳能光伏发电站的分类及组成

太阳能光伏发电站根据其是否与公共电网相连接可以分为独立型和并网型两大类。采用何种太阳能光伏发电系统的类型需要在参考供电需求的基础上进行选择，选择最为合理的太阳能光伏发电站系统。

2.太阳能光伏发电站选址要点

太阳能光伏发电站在世界各国都有分布，在我国的太阳能光伏发电站的建设中需要对太阳能光伏发电站的选址引起足够的重视，在太阳能光伏发电站的选址中需要考虑光照条件，确保具有充足的光照照射在太阳能板上，确保发电效果。将太阳能光伏发电站选址在地势平坦且不易发生过自然灾害的区域，避免自然灾害对太阳能光伏发电站设备造成严重的影响。太阳能光伏发电站场地周边避免有大型数目或是建筑等对太阳能光伏发电站造成遮蔽，影响太阳能光伏发电站的光照等。

3.独立型太阳能光伏发电系统设计要点

太阳能光伏发电系统在设计时主要集中在太阳能光伏发电系统的容量和太阳能光伏发电系统中的电力电子设备的选型以及附属设施的设计与计算等两个方面。其中对于容量的设计主要针对的是太阳能光伏发电系统中的电池组件和蓄电池的容量进行的，其重点是要确保蓄电池所贮存的电量能够满足工作所需。对于太阳能光伏发电系统中的系统部件的选型与配置要确保所选型的设备与太阳能光伏发电系统的容量设计相匹配，从而确保太阳能光伏发电系统能够正常工作。

4.独立型太阳能光伏发电系统容量设计要点

独立型太阳能光伏发电系统容量设计时首先要列出独立型太阳能光伏发电系统的负载及当地的维度，确定独立型太阳能光伏发电系统的负载大小及耗电情况。在此基础上对独立型太阳能光伏发电系统的蓄电池容量进行选择。而后通过计算独立型太阳能光伏发电系统的方阵电流，确定独立型太阳能光伏发电系统的最佳电流，而后确定独立型太阳能光伏发电系统的电池的方阵电压，最后确定独立型太阳能光伏发电系统电池的功率。在设计独立型太阳能光伏发电系统电池方阵的功率时可以根据串联增压、并联整流的原理来完成对于独立型太阳能光伏发电系统太阳能电池方阵的设计。

5.独立型太阳能光伏发电系统安装主要要点

5.1独立型太阳能光伏发电系统的设计及建设顺序

独立型太阳能光伏发电系统的设计及建设顺序如图1所示。

5.2独立型太阳能光伏发电系统支架基础施工

独立型太阳能光伏发电系统电池方阵基座应当使用混凝土浇筑而成，对于混凝土基座的离地高度和水平偏差需要符合设计要求规范，电池方阵基座选用地脚螺栓进行固定，埋设与外漏需符合设计规范要求，在完成地脚螺栓的混凝土浇筑固定后需要养护至少5天以上确保其凝固强度后才能完成对于独立型太阳能光伏发电系统机架的安装。

在独立型太阳能光伏发电系统太阳能支架安装时需要注意：（1）对于独立型太阳能光伏发电系统方阵机架的方位角和倾斜角需要满足设计要求。（2）在安装独立型太阳能光伏发电系统的机架时，要注意需要将底部的水平度控制在3mm/m的范围内，当水平度超出允许范围内时应当使用垫铁进行调平。（3）独立型太阳能光伏发电系统机架的固定部分表面应尽可能使其平整避免其对电池片造成损坏。（4）对于独立型太阳能光伏发电系统机架的固定部分应加装防松垫片提高其连接的可靠性。（5）对于独立型太阳能光伏发电系统中带有对日跟踪装置的太阳能电池方阵，应对跟踪装置进行定期的检查，确保其向日性能。（6）对于独立型太阳能光伏发电系统机架与地面的角度可以固定也可以根据季节的变化进行相应的调整，以使得太阳能面板能够极可能的增大太阳光的接受面积和光照时间，提高独立型太阳能光伏发电系统的发电效率。

5.3独立型太阳能光伏发电系统太阳能组件安装要点

在进行独立型太阳能光伏发电系统太阳能组件的安装时要注意：（1）在对独立型太阳能光伏发电系统太阳能组件进行安装时首先需要对照每一组件的参数对其进行测量检查，确保其参数符合使用要求，测量出太阳能组件的开路电压和短路电流。（2）对于工作参数相近的太阳能组件需要安装在同一方阵中以提高独立型太阳能光伏发电系统的方阵的发电效率。（3）在太阳能面板等的安装过程中应当避免磕碰，避免太阳能面板等遭到损坏。（4）对于太阳能面板与固定机架配合不紧密的需要使用铁片等对其进行垫平，提高两者之间连接的紧密度。（5）在对太阳能面板进行安装时需要使用太阳能面板边框上的预制安装进行连接，使用螺丝进行连接时要注意连接的紧密度，并注意按照使用的标准事先做好放松工作。（6）太阳能组件在安装到机架上时的位置应当尽可能的品质，同时安装在机架上的太阳能组件与机架之间的空隙应大于8mm以上，以提高太阳能组件的散热能力。（7）对于太阳能面板的接线盒等需要防雨、防霜等的保护，避免淋雨等造成损坏。

5.4太阳能光伏发电系统线缆连接要点

在进行太阳能光伏发电系统连接线缆的布设时要注意遵循先室外后室内、先简单后复杂的原则进行。同时在线缆布设时还需要注意：（1）在墙和支架的锐角边缘布设电缆时要注意做好对于线缆的保护。（2）在电缆布设时要注意线缆的走向和固定，同时还需要注意线缆布设的松紧度要适中。（3）在线缆的接头处要注意做好保护，防止接头处出现氧化或是脱落影响线缆的连接效果。（4）同一电路的馈线和回线应当尽可能的绞合在一起，避免线缆的电磁干扰对线缆造成的影响。

5.5做好对于太阳能光伏发电系统的防雷防护

在太阳能光伏发电系统的安装中要注意做好对于太阳能光伏发电系统的防雷接地，避雷针的接地线缆应当与太阳能光伏发电系统的支架之间保持一定的距离。对于太阳能光伏发电系统的防雷防护可以采用安装避雷针或是避雷线两种防雷方式，保护太阳能光伏发电系统的安全。

结语

太阳能的发展与利用是现今乃至今后一段时间能源发展的重点，本文在分析太阳能光伏系统组成及特点的基础上对太阳能光伏系统的设计及安装要点进行了分析阐述。

参考文献

[1]薛太林，王长柱，安慧仙.户用太阳能光伏发电系统的设计与研究[J].电力学报，2009，24（6）：474-477.

光伏发电系统设计及应用范文篇2

关键词：变电站；光伏并网；发电系统

Abstract:withthecontinuouschangeofthemarketeconomicsystemofourcountry,theenergydevelopmentdepartmentisalsohighlyconcerned,inrecentyears,distributedenergygenerationbyvirtueoftheadvantagesofitsenergysaving,safetyandflexible,Chinahasbecomeamajorenergysourcedevelopmentmode.However,inreallife,theapplicationcaseofphotovoltaicgrid-connectedgenerationsystembutcanbecountedonone'sfingers.Basedontheresearchofasubstationofgrid-connectedphotovoltaicsystem,andbasedontheanalysisofitspracticalapplicationvalue,providingsomereferenceforChina'senergydevelopment.

Keywords:substation;photovoltaicgrid-connectedpowersystem

[中图分类号]TM615[文献标识码]A[文章编号]

随着我国社会经济发展脚步的不断加快，太阳能作为资源最丰富的可再生资源，已经成为了我国发电系统的重要支撑。并网发电系统指的是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，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。为了能够更好的将变电站光伏并网发电系统应用到实际生活中，加大对变电站光伏并网发电系统的研究力度是不容忽视的。

一、变电站光伏并网发电系统的设计方案

在对变电站光伏并网发电系统进行设计的时候，首先应该根据实际需求进行综合考虑，针对我国目前首座应用光伏并网发电系统的变电站为例，变电站本身为无人值守变电站，采用单母线分段接线作为变电站的用电系统。

图1：我国首座应用光伏并网发电系统的变电站接线图

如图1所示，在变电站的整个接线系统当中，设计人员根据实际需求情况分别将系统的总容量、站用电母线电压以及光伏组件总面积设置为30kW、AC380V和400平方米。整个系统中还包括光伏组件、并网逆变器以及交直流防雷配电柜等设备，在系统运行的时候，光伏组件在光生伏打效应下将太阳能转换成直流电能，直流电经交直流防雷配电柜流入并网逆变器，并网逆变器将其逆变成符合电网电能质量要求的交流电，经过交直流防雷配电柜接入AC380V/50Hz三相交流电网进行并网发电。此外，为了能够更好的对系统进行全方位控制，工作人员在对系统进行设计的时候，还可以添加一些监控装置，以此来确保系统安全、稳定的运行，从而为人们提供电能。

二、变电站光伏并网发电系统中的关键技术

工作人员如果想要使变电站光伏并网发电系统的作用最大限度的发挥出来，就必须在全面了解系统关键技术的基础上，对系统进行合理的设计。一般来说，在变电站光伏并网发电系统中，核心技术主要体现在光伏组件方阵的设计和光伏并网逆变器的设计2个方面。

2.1光伏组件方阵的设计

变电站光伏并网发电系统中的光伏组件方阵主要是利用的电池来吸收光能，然后将光能转化为电能的设计。因此，在变电站光伏并网发电系统的实际应用中占据着重要的位置。我国首座变电站光伏并网发电系统主要采用的是CSM180-34/s型大功率单晶硅电池组，其峰值功率为0.18kWp，工作电压在35.4V。该系统中的电池组件共有168块，分为21个单元，每个单元阵列支架可放置8块太阳能电池组件，共21支路并联，能够充分完成对光能的转换工作。

2.2光伏并网逆变器的设计

对于逆变器的设计也是光伏并网系统中的一项关键技术，逆变器主要指的是一种将直流电转化为交流电的装置。其主要的组成部分包括逆变桥、控制逻辑以及滤波电路。该变电站在对光伏并网逆变器进行设计的时候，设备型号选用的是美国TI公司的DSP控制器，主电路选用的日本最先进的智能功率IPM模块组装，运用电流控制型PWM有源逆变技术和优质高效隔离变压器。这种设计方法的优点在于不仅能够对设备和线路进行全面保护，而且能够对监控系统进行有效完善，提高整机的使用效率。

三、变电站光伏并网发电系统的实际应用效果

从上文中我们能够看出，我国首座变电站光伏并网发电系统在设计的时候，实现了对太阳能的充分利用，不仅做到了无污染，而且系统也得到了成功运行。

从变电站光伏并网发电系统的实际应用情况来看，由于该系统采用了光伏电源和市电自动切换的技术方案以及先进的逆变器控制算法，使得该系统在实际应用的过程中，不仅能够实现灵活配置，而且易于扩展，取得了显著的经济效益，按系统总功率30kW计算，系统直流部分效率为90%，交流部分为90%，使用该系统的地区平均每天峰值日照时间为3.89小时，系统发电量为34502kWh，根据国家相关部门所批复的光伏系统上网电价为4元/kWh的实际情况来计算，该系统每年发电3.45万kWh可实现经济效益13.8万元，且每年可节约污染处理费用5万余元，每年节支总额为18.8万元以上，给我国经济建设的发展起到了很大的推动作用。

四、结语：

综上所述，随着我国经济体制的不断改革与变化，能源的发展方式也必然会得到不断的优化与完善。变电站光伏并网发电系统的应用也必然会越来越广泛，为了能够确保其作用能够在实际生活中充分的发挥出来。相关工作人员就要根据实际需求合理对其方案进行设计，同时要全面掌握系统中的关键技术，以此来使变电站光伏并网发电系统的作用充分发挥出来，促进我国经济建设的整体发展。

参考文献：

[1]谢红福,何鸣,张可,王晓.安徽首座变电站光伏并网发电系统的研究与应用[A].《第十三届中国科协年会10分会场—节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集》.2011

光伏发电系统设计及应用范文篇3

【关键词】110kV变电站光伏发电节约电能损耗

1太阳能光伏发电系统

光伏发电系统主要由太阳能组件（电池板）、控制器和逆变器三大部分组成。①太阳能电池。光伏发电技术的关键元件是太阳能电池，在同等条件下晶体硅电池与薄膜电池发电量约为3：1.1。②安装方式。晶体硅电池组成的太阳能组件，可安装在屋顶；也可垂直安装于墙面或替换窗户玻璃，但垂直安装不是最佳角度，发电效率仅为选择最佳角度时的40%，若作为窗户玻璃会对室内采光造成影响。③运行方式。从运行方式上来讲，目前的太阳能光伏发电系统大致可分为三类，离网光伏蓄电系统，不带蓄电池的光伏并网发电系统及带蓄电池的光伏并网发电系统。

2本工程太阳能电池及运行方式的选择

（1）太阳能电池的选择。本工程所处地区，年平均日照2533小时，属于太阳能资源最丰富的区域，适合发展光伏发电。现以本地区日照情况，采用晶本工程中建议采用晶体硅安装在屋顶的方式。

（2）运行方式的选择。由于本站光伏发电系统的发电功率不会太大，且太阳能输出为渐变而不是突变，因此对电网的造成电压波动能够满足国家规定。而只要选择合格的光伏发电产品，谐波含量满足国家规定≤3%，谐波不会对电网造成影响。因此，本工程具备并网运行的条件。

3方案设计

3.1工程环境和条件

系统所在地区：北纬35°39'东经119°53'；系统安装场所：110kV变电站楼顶；电池板朝向及安装角度：朝南41.65度倾角安装于楼顶；气候资源：日照暖温带半湿润季风区大陆性气候，四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，非常潮湿，台风登陆频繁，平均风速3.4m/s，极端风速27m/s。年均气温12.6℃，年均湿度72%，无霜期223天，年平均日照2533小时，年均降水量870毫米。

3.2光伏系统建设规模及系统组成

该110kV变电站综合配电楼楼顶可供安装面积约为：392.7m2，考虑上午9：00至下午3：00太阳能方阵不应被遮挡，通过计算日照地区最佳安装倾角为41.65度，方阵间距应大于4.6m。

通过布置和计算，总装机容量为18.72kWp，采用多晶硅组件。

系统组成：本工程太阳能发电系统方阵由78块单块容量为240Wp的太阳能电池板组成，电池组件总功率共为78×240=18.72Wp，安装倾斜角为41.65度，面向正南方排布。

3.3设备选择

太阳能电池组件电气参数如表1。

3.4工程技术要求

（1）电性能要求。①正常运行时，光伏系统和电网接口处三相电压的允许偏差为额定电压±7%。②光伏系统与电网同步运行，输出频率允许偏差为额定频率±0.5Hz。③并网逆变器额定输出时，电流总谐波畸变限值小于逆变器额定输出的4%。④光伏系统的输出大于其额定输出的50%时，平均功率因数应不小于1.0。⑤光伏系统并网运行时，电网接口处的电压不平衡度允许值为2%，短时不得超过4%。⑥光伏系统并网运行时，逆变器向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的1%。

（2）监控系统技术要求。监控系统包括硬件部分和软件部分，包括自动控制系统和监控通信系统。采用整理的通信方式与控制台计算机通信，并且将相关信息传输到液晶显示器上显示出来。系统配置1套监控装置，利用监控软件实时掌控光伏并网逆变器的工作状态和运行参数，以及光伏阵列现场的环境参数。

硬件部分完成信号的采集，传输等功用。软件部分包括数据库，相关的控制算法，人机界面，与硬件部分一起完成对整个光伏系统的监控。

（3）电缆及桥架敷设要求。对各电气部分所需线缆截面积、数量进行核算，对线缆及相关部件进行深化设计选型。

直流侧电缆要以减少线损及减少电磁干扰的原则选型，选用双绝缘防紫外线阻燃铜芯电缆，电缆性能符合GB/T18950-2003的要求；

配线线槽的布置应美观，与建筑结构协调一致，布线应隐蔽。配电线槽采用热镀锌钢板材料并作等电位接地；太阳能电池组件与线槽部分防雷需与整个建筑防雷接地结合考虑。

（4）防雷系统技术要求。为了保证系统在雷雨等恶劣天气情况下能安全运行，要对这套系统采取防雷措施。主要有这几个方面：①本站太阳能光伏发电系统的接地引下线直接接入变电站主地网。②太阳能电池板支架可靠接地。③并网逆变器内设计防雷器。④并网逆变器交流输出设计防雷器。（5）光伏组件安装及技术要求。系统的光伏组件安装采用平板固定式。