独立、并网光伏发电系统设计

*光伏系统电池板与蓄电池设计总结一、基本数据分析1.峰值日照时数2.连续阴雨天数一、计算等效的峰值日照时数方法①全年辐射量（卡/厘米方-cal/cm2全年峰值日照时数(小时)=全年辐射量×0.0116(0.0116为将辐射量(卡/cm²)换算成峰值日照时数的换算系数)②全年辐射量（焦耳/米方-MJ/m2)全年峰值日照时数(小时)=全年辐射量/3.6平均每日峰值日照时数(小时)=全年峰值日照时数/365标准峰值日照定义:1000W/m²=100毫瓦/cm²=0.1瓦/cm²(1卡=4.18焦耳=4.18瓦秒1小时=3600秒二、查表峰值日照时数方法一、估算法二、登录气象局网站查找一、独立式光伏发电系统的容量设计*光伏系统电池板与蓄电池设计总结光伏发电系统：3.负载性质光伏板逆变器负载1负载2负载3蓄电池控制器W2*h2W3*h3W1*h1系统工作电压即逆变器输入电压负载日平均用电量（A.h)=∑负载日平均用电量（w.h)系统工作电压=W1*h1+W2*h2+W3*h3系统工作电压白天光伏电池板供电时，系统工作电压=蓄电池的额定电压=逆变器输入额定电压夜晚蓄电池供电时，系统工作电压=蓄电池的额定电压=逆变器输入额定电压并网式离网式一、独立式光伏发电系统的容量设计*光伏系统电池板与蓄电池设计总结二、光伏组件设计光伏组件并联数=负载日平均用电量（A.h)组件日平均发电量=组件峰值电流x峰值日照时数组件日平均发电量（A.h)x充电效率x组件损耗系数x逆变效率充电效率组件损耗系数（0.8-0.95）逆变效率光伏组件串联数=系统工作电压x1.43组件峰值电压一、独立式光伏发电系统的容量设计*光伏系统电池板与蓄电池设计总结三、蓄电池设计蓄电池总容量=负载日平均用电量（A.h)x连续阴雨天数x放电率系数最大放电深度x温度补偿系数平均放电率=负载工作时间x连续阴雨天数放电深度负载工作时间=∑负载工作功率x负载工作时间∑负载工作功率放电率系数与平均放电率有关，平均放电率愈大则放电率系数愈小，目的是可减小蓄电池总容量设计温度补偿系数与蓄电池受温度影响有关，温度越低，蓄电池容量越小，则温度补偿系数越小蓄电池并联=蓄电池总容量蓄电池标称容量蓄电池串联=系统工作电压蓄电池标称电压一、独立式光伏发电系统的容量设计因素类型安全性转换效率成本价格重量、尺寸高频变压器型中低中中低频变压器型高中高大无变压器型低高低小1.逆变器选型设计的基本方法(1)逆变器类型选择并网逆变器主要分高频变压器型、低频变压器型和无变压器型三大类。根据所设计电站以及业主的具体要求，主要从安全性和效率两个层面来考虑变压器类型。以下是它们之间的对照表：二、并网式光伏发电系统设计1.光伏逆变器选型2.光伏逆变器的分类并网逆变器功率分类微型逆变器用于50W到400W组串式逆变器每个光伏组串(1kW-5kW)集中式逆变器功率50KW到630KW之间1.光伏逆变器选型二、并网式光伏发电系统设计3.容量匹配设计并网系统设计中要求电池阵列与所接逆变器的功率容量相匹配，一般的设计思路是：组件标称功率×组件串联数×组件并联数＝电池阵列功率在容量设计中，并网逆变器的最大输入功率应近似等于电池阵列功率，已实现逆变器资源的最大化利用。4.MPP电压范围与电池组电压匹配根据太阳能电池的输出特性，电池组件存在功率最大输出点，并网逆变器具有在特点输入电压范围内自动追踪最大功率点的功能，因此电池阵列的输出电压应处于逆变器MPPT电压范围以内。电池组件电压×组件串联数＝电池阵列电压一般的设计思路是电池阵列的标称电压近似等于并网逆变器MPPT电压的中间值，这样可以达到MPPT的最佳效果。1.光伏逆变器选型二、并网式光伏发电系统设计5.最大输入电流与电池组电流匹配电池组阵列的最大输出电流应小于逆变器最大输入电流。为了减少组件到逆变器过程中的直流损耗，以及防止电流过大对逆变器造成过热或电气损坏，逆变器最大输入电流值与电池阵列的电流值的差值应尽量大一些。电池组件短路电流×组件并联数＝电池阵列最大输出电流6.转换效率并网逆变器的效率标示一般分最大效率和欧洲效率，通过加权系数修正的欧洲效率更为科学。逆变器在其它条件满足的情况下，转换效率应越高越好。1.光伏逆变器选型二、并网式光伏发电系统设计*7.配套设备*并网发电系统是完整的体系，逆变器是重要的组成部分，与之配套相关的设备主要是配电柜和监控系统。*并网电站的监控系统包括硬件和软件，根据自身特点而需要量身定做，一般大型的逆变器厂家都针对自己的逆变器而专门开发了一套监控系统，因此在逆变器选型过程中，应考虑相关的配套设备是否齐全。*8.品牌与质量*9.价格与服务1.光伏逆变器选型二、并网式光伏发电系统设计光伏组件的串并联设计1、假设1MW光伏电站选用的光伏组件型号为235W,工作电压为29.2V,尺寸为980×1600×45；选用集中式逆变器功率500kW和组串式逆变器5KW分别设计,MPPT功能，直流输入电压范围为420~850V,那么一个组件串中的串联数可选为21个，该组件串的输出功率为4.935kW。2、在组件的串联电路中，要求同一个组件串中每块组件的工作电流要尽可能相同；在并联电路中，要求每个组件串的电压要相同，否则会影响整个系统的效率。二、并网式光伏发电系统设计二、并网式光伏发电系统设计*1.并联数=总装机量/（串联数x组件容量）*2.组件容量=总装机量/（串联数x并联数）极限最多串联数（耐压）：正常工作最多串联组件数：N≤𝑉𝑚𝑝𝑝𝑡𝑚𝑎𝑥/𝑉p𝑚×[1+(𝑡−25)×𝐾𝑣′]（最大工作电压）启动必须的最少组件串接数：N≥𝑉𝑚𝑝𝑝𝑡𝑚𝑖𝑛/𝑉p𝑚×[1+(𝑡′−25)×𝐾𝑣']（最小工作电压）式中：Kv—光伏组件的开路电压温度系数(-0.54%/℃)•Kv'——光伏组件的工作电压温度系数(-0.35％/℃)；•N——光伏组件的串联数（N取整）；•t——光伏组件工作条件下的极限低温（℃）；•t'——光伏组件工作条件下的极限高温（℃）；•Vdcmax——逆变器允许的最大直流输入电压（V）；•Vmpptmax——逆变器MPPT电压最大值（V）；•Vmpptmin——逆变器MPPT电压最小值（V）；•Voc——光伏组件的开路电压（V）；•Vpm——光伏组件的工作电压（V）。二、并网式光伏发电系统设计*光伏组件串计算公式:最大串联数N≤𝑉𝑑𝑐𝑚𝑎𝑥/𝑉𝑜𝑐×[1+(𝑡−25)×𝐾𝑣]=1000/36.5*[1+(-10-25)*(-0.0054)]=23正常工作最多串联组件数：N≤𝑉𝑚𝑝𝑝𝑡𝑚𝑎𝑥/𝑉p𝑚×[1+(𝑡−25)×𝐾𝑣′]=850/29.5*[1+(-10-25)*(-0.0035)]=25启动必须的最少组件串接数：N≥𝑉𝑚𝑝𝑝𝑡𝑚𝑖𝑛/𝑉p𝑚×[1+(𝑡′−25)×𝐾𝑣’]=420/29.5*[1+(35-25)*(-0.0035)]=14组串总功率=N*P=21*235=4935并联数M=5000000/4935=101.31~101需要101个组串并联后接到500KW逆变器1MW电站需要集中式逆变器2个需要组串式逆变器至少5KW需要202个组串式逆变器集中式组串式二、并网式光伏发电系统设计