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1、5kWp 光伏太阳能 并网发电系统设设 计计 方方 案案设计人：设计人： 申小波（Mellon） 单单 位：位： 个人 电电 话：话： 18795458151 日日 期：期： 2013 年 10 月 27 日 光伏太阳能并网发电系统方案 设计人：申小波（Mellon）联系电话：18795458151第 2 页/共 36 页目目 录录一、光伏太阳能并网发电系统简介 2二、项目地点及气候辐照状况 2三、相关规范和标准 5四、系统结构与组成 5五、设计过程61、方案简介62、设计依据63、组件设计选型74、直流防雷汇流箱设计选型95、交直流断路器116、并网逆变器设计选型137、电缆设计选型148、
2、方阵支架159、配电室设计1510、接地及防雷 1511、数据采集检测系统 16六、仿真软件模拟设计17七、接入电网方案22光伏太阳能并网发电系统方案 设计人：申小波（Mellon）联系电话：18795458151第 3 页/共 36 页八、设备配置清单及详细参数22九、系统建设及施工22十、系统安装及调试23十一、运行及维护注意事项26十二、设计图纸28十三、工程预算投资分析报告32光伏太阳能并网发电系统方案 设计人：申小波（Mellon）联系电话：18795458151第 4 页/共 36 页5kWp 光伏太阳能并网发电系统配置方案光伏太阳能并网发电系统配置方案一、光伏太阳能并网发电系统简
3、介一、光伏太阳能并网发电系统简介并网系统（Utility Grid Connected）最大的特点：太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网，并网系统中光伏方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚，太阳电池组件没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用光伏方阵所发的电力，从而减小了能量的损耗，并降低了系统的成本。但是系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压、频率等电性能指标的要求。因为逆变器效率的问
4、题，还是会有部分的能量损失。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能太阳电池组件阵列作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺电率，而且并网系统可以对公用电网起到调峰作用。但并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统，对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响，如谐波污染，孤岛效应等。二、项目地点及气候辐照状况二、项目地点及气候辐照状况图片来自 Google 地球1、项目地点为：江苏省泰州市 XX 区 XX 镇；2、纬度：3222，经度：12012；3、平均海拔高度：7m；光伏太阳能并网发电系统方案 设计人：申小波（Mellon）联系电话：18795458151第 5 页/共 36 页4、温度
5、Monthly Averaged Earth Skin Temperature ( C) Lat 32.5JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecAnnual Lon 119.9Average10-year Average0.563.247.9914.319.423.626.225.721.815.38.41.8914.15、湿度Monthly Averaged Relative Humidity (%) Lat 32.5JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecAnnual Lon 119.9Average10-year Aver
6、age74.773.675.577.780.582.78481.678.774.572.975.577.65836、辐照度Monthly Averaged Radiation Incident On An Equator-Pointed Tilted Surface / RETScreen Method (kWh/m2/day) Lat 32.5JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecAnnual Lon 119.9AverageSSE HRZ2.693.073.624.785.324.985.015.093.873.533.112.683.98K0.480.4
7、50.420.470.480.430.440.480.420.470.520.520.47Erbs DIF1.061.471.832.162.372.452.412.231.951.591.110.971.8RET DNR3.523.092.843.624.143.443.594.192.863.524.13.973.58Tilt 02.643.043.584.675.294.954.995.073.813.53.042.643.94Tilt 173.293.493.854.85.224.814.885.114.013.963.773.424.22Tilt 323.693.713.894.68
8、4.94.464.554.8944.154.23.94.26Tilt 373.763.723.854.574.724.344.374.743.944.154.273.994.20Tilt 473.893.743.764.354.363.924.024.453.814.154.414.184.09Tilt 903.292.862.532.452.181.942.012.382.413.063.673.662.7OPT3.913.753.94.85.34.954.995.144.034.184.424.234.47OPT ANG53422916402112339525727.27、风速 Month
9、ly Averaged Wind Speed At 10 m Above The Surface Of The Earth For Terrain Similar To Airports (m/s) Lat 32.5AnnualLon 119.9JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecAverage10-year Average3.753.783.53.3532.93.022.982.912.883.213.463.22光伏太阳能并网发电系统方案 设计人：申小波（Mellon）联系电话：18795458151第 6 页/共 36 页三、相关规范和标准三、相关规范
10、和标准光伏并网逆变系统的制造、试验和验收可参考如下标准：GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性（IEC 61727:2004,MOD） GB/Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度GB/T 18210-2000 晶体硅光伏方阵 IV 特性的现场测量GB/T 20514-2006 光伏系统功率调节器效率测量程序GB/T 20513-2006 光伏系统性能监测 测量、数据交换和分析导则GB/T
11、 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 20047.1 2006 光伏(PV)组件安全鉴定+第一部分 结构要求GB4064-1984 电气设备安全设计导则EN50178 用于电力安装的电气设备 中华人民共和国消防法 电力监管条例(国务院令2005第 432 号) 中华人民共和国电力法四、系统组成与原理四、系统组成与原理1、系统具体由太阳能电池方阵及其支架、直流防雷汇流箱、并网逆变器、交流断路器 等部分组成。其中，太阳能电池组件为电源系统，逆变器为控制保护系统，负载及电网为 系统终端。 2、光伏并网发电系统主要组成如下： （1）光伏电池组件及其支架； （2）光伏阵列防雷汇
12、流箱； （3）光伏并网逆变器； （4）系统的通讯监控装置；光伏太阳能并网发电系统方案 设计人：申小波（Mellon）联系电话：18795458151第 7 页/共 36 页（5）系统的防雷及接地装置； （6）土建、配电房等基础设施； （7）系统的连接电缆及防护材料。3、下图为并网系统原理示意图：并网示意图五、设计过程五、设计过程1、方案简介、方案简介本太阳能并网发电系统因使用自发自用余电上网模式，将系统设计成全年发电量 均衡，以此设计组件阵列倾角等参数。 此光伏并网发电系统将采用分布式并网的设计方案，将该 5kWp 的并网发电系统， 通过 1 台并网逆变器接入 230V 单相交流电网，实现并网
13、发电。并网逆 变器交流断 路器双向电 表国家 电网交流 负载光伏 阵列直流汇 流箱光伏太阳能并网发电系统方案 设计人：申小波（Mellon）联系电话：18795458151第 8 页/共 36 页另外，系统可选择配置 1 套监控装置，可采用 RS232/RS485 或 Ethernet（以太网） 的通讯方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。2、设计依据、设计依据并网光伏发电系统的设计比离网光伏发电系统简单，这不仅是因为离网光伏发电 系统不需要蓄电池和充电控制器，且其供电对象是较稳定的电网。故毋须考虑发电量 与用电量之间的平衡，也不需要考虑负载的电阻、电感特性。通常只需根据光伏组件 总
14、功率计算其发电量；或反之，根据需要的发电量设计并网发电系统设置。 目前并网系统设计依据如下： （1）光伏发电系统所在地理位置(纬度) ； （2）当地年平均光辐射量； （3）需要年发电量或光伏组件总功率或投资规模或占地面积等； （4）并网电网电压，相数；本并网系统设计以光伏组件总功率（5kWp）为依据。3、组件设计选型、组件设计选型（1）倾角及方位角设计计算 光伏组件水平倾角的设计主要取决于光伏发电系统所处纬度和对一年四季发 电量分配的要求。 1）对于一年四季发电量要求基本均衡的情况，可以按以下方式选择组件倾 角：纬度 025 倾角等于纬度纬度 2640倾角等于纬度加 510纬度 4155倾角等于纬度加 1015纬度 55 倾角等于纬度加 1520 2）在我国大部分地区通常可以采用所在纬度加 7的组件水平倾角。对于要求冬季发电量较多情况，可采用所在纬度加 11的组件水平倾角。对于要求夏
