03 光伏电站设计、建设和运行

CNEIA第15期光伏发电培训班CNEIA-第15期光伏发电培训班光伏电站设计建设和运行光伏电站设计、建设和运行2013年5月16日上海12013/5/10介绍内容介绍内容ƒ光伏发电系统介绍ƒ光伏系统专有名词专ƒ光伏电站设计要点介绍光伏电站设计要点介绍ƒ光伏电站的建设、验收、运行光伏电站的建设、验收、运行22013/5/10第部分第一部分光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍32013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍什么叫光伏发电系统？将太阳能转换为电能将阳能转换为能的发电系统。其中包括方阵子系统、功率括方阵子系统、功率平衡子系统、储能子系统配电子系统等系统、配电子系统等。42013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统按与电力系统之间的联系光伏发电系统介绍光伏发电系统按与电力系统之间的联系分类，通常分为：分类常分独立系统独系统并网系统此外在以上两种系统之外比较特殊应用外在以两种系统外较特殊应用的系统——光伏扬水系统52013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍光伏独立发电系统光伏独立发电系统光伏独立发电系统一般由五部分组成：①太阳电池方阵；②控制器；③蓄电池；④逆变器；⑤负载62013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍光伏并网发电系统光伏并网发电系统光伏并网发电系统一般由五部分组成：①太阳电池方阵；②连接器；③并网逆变器；④计量电表；⑤电网72013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍光伏发电系统的作用在合适的使用方式下光伏发电系统的作用？在合适的使用方式下，为用电设备提供持续电力。82013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍光伏发电系统的应用领域？光伏发电系统的应用领域？1城市景观亮化及照明92013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍2光伏建筑一体化2光伏建筑体化作为建筑元素的一部分，为作为建筑元素的部分，为建筑节能提供新的途径，是今后光伏发展的方向！今后光伏发展的方向102013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍3偏远地区供电3偏远地区供电太阳能早期的应用主要集中在航标灯及灯塔的供电，这是太阳应用最为成功的领域之一，目前我国的航标系统的供电已100%采用太阳能供电太阳能供电。112013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍在通讯领域由于某些基站建设的地点是电网无法到达的地区在通讯领域，由于某些基站建设的地点是电网无法到达的地区，使用柴油机发电维护费用又非常昂贵，使用太阳只能是唯一的选择。122013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍4大型并网发电并网发电并网发电技术是光伏发电大伏发电大面积推广的基石，在不久的在不久的将来，光伏发电将伏发将取代火电，成为人类主要的能主要的能源来源之一。132013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍跟踪技术是大型并是大型并网发电经常使用的常使用的技术，可以提高系统的发电统的发电量，降低单位功率发电量的成本142013/5/10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍5军事及特殊领域光伏发电技术诞生之际主要之际主要应用于军事领域，事领域如间谍卫星、各种航天器等航天器等，然后逐步民用化152013/5/10第二部分第二部分光伏系统专有名词光伏系统专有名词162013/5/10光伏系统专有名词光伏系统专有名词1.太阳辐射量辐照度——系指照射到单位表面积上的辐射功率（W/m²）射功率（W/m）总辐照（总的太阳辐照）——在一段规定的时间内，（根据具体情况而定为每小时，每天、每周、每月、每年）照射到某个倾斜表面的单位面积上的太辐阳辐照。总辐照度——入射于倾斜表面单位面积上的全部的太阳辐射功率（W²）的全部的太阳辐射功率（Wm-²），其中包括直射和散射。172013/5/10光伏系统专有名词1方位角光伏系统专有名词1.方位角2.高度角高度角182013/5/10光伏系统专有名词1方阵倾角光伏系统专有名词1.方阵倾角2.峰值日照时数192013/5/10光伏系统专有名词1空气质量光伏系统专有名词1.空气质量airmassAM直射阳光光束透过大气层所通过的路程，以直射太阳光束从天顶到达射太阳光束从天顶到达海平面所通过的路程的倍数来表示。当大气压力P=1013巴当大气压力P=1.013巴，天空无云时，海平面处的大气质量为1。202013/5/10光伏系统专有名词1.峰值功率光伏系统专有名词峰值功率Pmax2.峰值电流(352V495A)ISCPMAX峰值电流Imp3.峰值电压(35.2V,4.95A)∴V×I=175W3.峰值电压Vmp4.开路电压Sometypicalvalues4.开路电压Voc5短路电流(44.2V,0A)∴V×I=0Wvalues5.短路电流IscVOC212013/5/10光伏系统专有名词1光伏阵列（光伏方阵）光伏系统专有名词1.光伏阵列（光伏方阵）2.子方阵3.孤岛效应4.最大功率跟踪（MPPT）太阳光伏能源系统术语定义和符号太阳光伏能源系统术语、定义和符号IEC/TS61836：2007IDI）IEC/TS61836：2007，IDI）222013/5/10光伏系统专有名词光伏系统专有名词232013/5/10第三部分第三部分光伏电站设计要点介绍光伏电站设计要点介绍一、站址选择站址选择二、太阳能资源分析三、光伏系统设计四、电气系统设计五、接入系统六国网及上网电价最新信息242013/5/10六、国网及上网电价最新信息光伏电站设计要点介绍光伏电站设计要点介绍光伏电站设计要点介绍光伏电站设计要点介绍光伏电站相关标准ƒ光伏发电工程可行性研究报告编制办法(试行GD003-2011)ƒ光伏发电站设计规范GB50797-2012光伏发电站施工规范GB507942012ƒ光伏发电站施工规范GB50794-2012ƒ光伏发电工程验收规范GB/T50796-2012ƒ光伏发电工程施工组织设计规范GB/T50795-2012光伏发电工程施工组织设计规范GB/T507952012ƒJGJ203-2010民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范ƒ10J908-5建筑太阳能光伏系统设计与安装（图集）ƒCGC/GF002：2010光伏汇流箱技术规范ƒCGC/GF020：2012用户侧并网光伏电站监测系统技术规范Q/GDW6172011光伏电站接入电网技术规定ƒQ/GDW617-2011光伏电站接入电网技术规定ƒQ/GDW618-2011光伏电站接入电网测试规程252013/5/10站址选择站址选择站址选择站址选择场地要求场地要求1、光伏场区需要与当地土地、电力规划相结合太阳能光照资源丰富无灾害性天气的区3交通便捷地势平坦地质灾害较少的地区2、太阳能光照资源丰富、无灾害性天气的地区3、交通便捷、地势平坦、地质灾害较少的地区4接入系统便捷送出线路距离合适4、接入系统便捷、送出线路距离合适262013/5/10站址选择站址选择站址选择站址选择电网要求1、光伏发电站安装容量小于1MW，可采用0.4kV。不能就地消纳时，也可采用10kV。采2、光伏发电站安装容量不小于1MW，不大于10MW时，宜采用10kV光伏发电站周边地区仅有35kV时则采用35kV3光伏发电站安装容量大于10MW时不大于30MW时宜采用10kV。光伏发电站周边地区仅有35kV时，则采用35kV。3、光伏发电站安装容量大于10MW时，不大于30MW时，宜采用35kV。光伏发电站采用35kV及以上电压并网时，也可采用110kV。4、光伏发电站安装容量大于30MW时，应采用110kV。272013/5/10站址选择站址选择站址选择站址选择太阳能资源要求中国太阳能资源分布图282013/5/10站址选择站址选择站址选择站址选择太阳能资源要求等级资源带号年总辐射量年总辐射量平均日辐射量太阳能资源等级划分表等级资源带号年总辐射量（MJ/m2）年总辐射量（kWh/m2）平均日辐射量（kWh/m2）最丰富带I≥6300≥1750≥4.8很丰富带II5040–63001400–17503.8–4.8较丰富带III3780–50401050–14002.9–3.8较丰富带一般IV378010502.9根据今年的光伏上网电价，结合目前光伏系统造价的要求，目前光伏电站需要建设在光照资源很丰富的地方，年总辐射量要求在5000MJ/m2（1400kWh/m2）以上求在5000MJ/m2（1400kWh/m2）以上。292013/5/10太阳能资源分析太阳能资源分析气象数据收集ƒ近年来连续10年的逐年各月总辐射量、直接辐射量、散射辐射量、日照时数的观测记录，且与站址现场观测站同期至少一个完整年的逐时的观测录ƒ近30年来的多年月平均气温、极端最高气温、极端最低气温、个完整年的逐小时的观测记录；近年来多年月平均气最高气最气昼间最高气温、昼间最低气温；ƒ多年平均风速多年极大风速及发生时间主导风向多年ƒ多年平均风速、多年极大风速及发生时间、主导风向，多年最大冻土深度和积雪厚度，多年平均降水量和蒸发量；年来年ƒ近30年来的灾害性天气，包括年连续阴雨天数、雷暴次数、冰雹次数、沙尘暴次数、强风次数等，近年来连续10年的逐年各月最大辐照度平均值各月最大辐照度平均值。302013/5/10太阳能资源分析太阳能资源分析气象数据收集民勤气象台太阳能总辐射年际变化民勤气象台太阳能总辐射年际变化312013/5/10太阳能资源分析太阳能资源分析太阳能观测站要求ƒ在光伏发电站站址处设置太阳能辐射现场观测站，其观测内容应包括：总辐射量、直射辐射量、散射辐射量、最大瞬间辐射强度、气温、风速、风向、日照时数等的实测时间序列数据。且应按面气象观测规范QX/T55的规定进行安装和实时且应按《地面气象观测规范》QX/T55的规定进行安装和实时观测记录。322013/5/10太阳能资源分析太阳能资源分析太阳能资源验证与评估依据：《太阳能资源评估方法》QX/T89-2008ƒ太阳能资源的计算332013/5/10太阳能资源分析太阳能资源分析太阳能资源验证与评估依据：《太阳能资源评估方法》QX/T89-2008ƒ太阳能资源的评估太阳能资源丰富程度评估根据评估标准中国太阳能资源共分为资源最根据评估标准，中国太阳能资源共分为资源最丰富、资源很丰富、资源丰富、资源一般四个等级。342013/5/10太阳能资源分析太阳能资源分析太阳能资源验证与评估依据：《太阳能资源评估方法》QX/T89-2008ƒ太阳能资源的评估太阳能资源稳定程度评估352013/5/10太阳能资源分析太阳能资源分析太阳能资源验证与评估太阳能资源验证与评估太阳能资源稳定程度等级太阳能稳定程度指标稳定程度太阳能资源稳定程度等级2稳定2‾4较稳定4不稳定362013/5/10光伏系统设计光伏系统设计一、主要设备选择1、光伏组件在最近几年由于硅材料成本直线下降晶硅组件占在最近几年，由于硅材料成本直线下降，晶硅组件占有绝对优势，薄膜电池几乎处于停滞状态。372013/5/10光伏系统设计光伏系统设计太阳能电池技术性能比较表序号比较项目多晶硅单晶硅非晶硅薄膜比较结果1技术成熟性目前常用的是铸锭多晶硅技术70年商业化单晶硅电池经50多年的发展70年代末研制成功，经过30多年的发展多晶硅、单晶硅技术都比较成熟产多晶硅技术，70年代末研制成功。经50多年的发展，技术已达成熟阶段经过30多年的发展，技术日趋成熟术都比较成熟，产品性能稳定2光电转换效率商业用电池片一般12%16%商业用电池片一般13%18%商业用电池一般5%9%单晶硅最高、多晶硅其次非晶硅薄般12%～16%般13%～18%5%～9%硅其次、非晶硅薄膜最低3价格材料制造简便，节约电耗，总的材料价格及繁琐的电池制造工艺，使生产工艺相对简单，使用原材料少，总非晶硅薄膜价格低于比多晶,多晶硅节约电耗，总的生产成本比单晶硅低电池制造艺，使单晶硅成本价格居高不下使用原材料少，总的生产成本较低于多,多硅价格低于单晶硅便宜4对光照、温输出功率与光照强同左弱光响应好，充电晶体硅电池输出功对光照度等外部环境适应性输出率与光照度成正比，在高温条件下效率发