基于某22MWp漁光互補光伏電站發電系統的研究

杜艷霞

摘要：本文以某22MWp漁光互補光伏電站為例，論述了太陽能發電系統中的系統電壓設計、光伏組件運行方式、光伏組件串并聯設計，以及光伏組件、逆變器、匯流箱的選型，結合漁光互補光伏電站安裝容量和安裝地形，給出系統設計和設備選型的依據。

關鍵詞：漁光互補;光伏電站;光伏組件;逆變器

0、前言

目前，由于光伏組件、逆變器等設備價格的降低，光伏行業逐漸出現回暖態勢，光伏電站也有增多趨勢，由于光伏項目整體財務內部收益率不高，光伏項目依然受制于投資成本，這就要求我們在設計時不但要考慮系統的可靠性，還要更多的去考慮系統的經濟性。本文以某漁光互補電站為例，論述大中型光伏電站發電系統設計。

1、某漁光互補光伏電站概況

本漁光互補電站位于浙江省寧海縣境內，項目擬利用現有650畝閑置魚塘進行漁光互補光伏項目的建設，實際使用占地面積約400畝，安裝容量22MWp，總投資10482.33 萬元。采用METEONOM氣象數據分析得出寧海地區的年平均太陽總輻射為4646.2MJ/m2，寧海縣屬我國第三類太陽能資源區域。光伏組件采用400Wp單晶硅太陽能電池，采用固定傾角安裝，角度為22°。本項目采用1回35kV線路接入電網。

2、太陽能光伏發電系統設計

2.1系統電壓設計

光伏電站直流側常用系統電壓有1000V和1500V兩種。近年來隨著光伏設備和相關配套材料的不斷升級，1000V系統已經有逐步淘汰的趨勢，1500V系統已經越來越普及。就當前而言，1500V系統相關的標準法規已經非常完善，產業鏈在近幾年的發展過程中已經渡過了小批量供應階段，在海內外得到了海量的應用，因此本項目設計采用1500V直流系統電壓。

2.2光伏組件選型

光伏組件主要有晶硅太陽能電池、非晶硅電池、數倍聚光太陽能電池等。

單晶硅太陽能電池和多晶硅太陽能電池統稱為晶體硅太陽能電池，占據全球太陽能電池市場的絕大部分（市場份額約90%），目前國內的光伏組件生產也主要是以單晶硅、多晶硅太陽能電池為主。商業化的多晶硅電池片效率一般在16-18%左右，單晶硅電池片電池效率在17-20%左右。

非晶硅薄膜電池在價格、弱光響應，高溫性能等方面具有一定的優勢，但是使用壽命期較短。目前國內聚光太陽能電池研究尚處于示范運行階段。

本項目選用轉化效率較高的單晶硅組件，單片容量為400Wp。

2.3逆變器選擇

光伏并網發電系統使用的逆變器結構大體分為集中逆變器、集散逆變器、組串逆變器。

由于本工程光伏安裝容量為22MWp，從工程運行及維護考慮，若選用單臺容量較小的逆變器設備，則設備數量較多，會增加投資前后的維護工作量。在投資相同的條件下，應盡量選用較大的容量的逆變器，可在一定程度上減少投資，并提高系統可靠性。并且本工程所在地地形較開闊、平坦、無遮擋、組件朝向一致，集中式逆變器的MPPT數量滿足要求。所以本工程選用容量為3125kW的集中逆變器。

2.4光伏陣列運行方式選擇

2.4.1運行方式

目前光伏組件安裝方式分為固定安裝、單軸跟蹤和雙軸跟蹤方式。考慮到本工程規模較大，固定式初始投資較低、維護支架系統基本免維護;自動跟蹤式雖然能增加一定的發電量，但目前初始投資相對較高。而且后期運行過程中需要一定的維護，且灘涂地區支架維護難度大，運行費用相對較高，另外電池陣列的同步性對機電控制的機械傳動構建要求較高。

所以本期工程推薦選用固定安裝運行方式。

2.4.2光伏方陣的串并聯設計

根據《光伏發電站設計規范》GB50797-2012第6.4.2條，計算出光伏串聯數為28。根據電池組件的串聯得出單臺3125kW逆變器接入的太陽能電池組件的并聯組數為392～394組。

2.4.3匯流箱設計

由于逆變器的輸入回路數量有限，需要在直流側配置匯流裝置，本系統可采用分段連接、逐級匯流的方式進行設計，即在戶外配置光伏陣列防雷直流匯流箱（以下簡稱“匯流箱”），采用匯流箱將多串組串進行匯流，然后再輸入逆變器直流側，節省直流電纜，降低工程造價。本工程匯流箱回路數量選用24進1出。

3、結論

通過以上論述可得出，光伏組件目前應用率較高的還是晶硅組件;大中型光伏電站，在地形較平坦、光伏組件安裝朝向較一致時，可選用容量較大的集中逆變器;光伏組件選擇固定安裝方式成本更經濟。

參考文獻

[1] 中國電力企業聯合會主編.光伏發電站設計規范GB50797-2012.北京：中國計劃出版社，2012年10月.

[2] 中國電力企業聯合會提出.導體和電器選擇設計技術規定DL/T5222-2005.北京：中國電力出版社，2005年7月.

[3] 國家標準化管理委員會提出.光伏系統并網技術要求GB/T 19939-2005.中國質檢出版社，2005年11月.