10MW 太阳能光伏电站预选方案设计

1 总体设计思想

10MWp 的太阳能光伏并网发电系统，采用分块发电、集中

并网方案。

将系统分成10 个1MWp 的光伏并网发电部分，每个1MW 发电

部分包括4个250KW 发电单元。太阳电池阵列发电经光伏方阵防

雷汇流箱汇流后，分别经过0.4KV/35KV 变压配电装置并入电网，

最终实现将整个光伏并网系统接入35KV 中压交流并网发电的方

案。

（一）太阳能电池阵列设计

1、太阳能光伏组件选型

采用165Wp /23.5±0.5V太阳能光伏组件

2、并网光伏系统效率计算

系统总效率为：η 总＝η 1×η 2×η 3＝85%×95%×95%=77%

光伏阵列效率η

1、

逆变器转换效率η

2、

交流并网效率η

3

3、倾斜面光伏阵列表面的太阳能辐射量计算

对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与

倾角有关，较简便的辐射量计算经验公式为：

Rβ ＝S×[sin(α +β )/sinα ]+D

式中：Rβ ——倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量

S ——水平面上太阳直接辐射量

D ——散射辐射量

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α ——中午时分的太阳高度角

β ——光伏阵列倾角

故经计算可知，倾角为：40

4、太阳能光伏组件串并联方案

250KW 并 网 逆 变 器 的 直 流 工 作 电 压 范 围 为 ： 450Vdc ～

880Vdc，

最佳直流电压工作点为：560Vdc。

太阳能光伏组件单列串联组件数量

Ns=560/23.5±0.5=24（块），

单列串联功率

P= 24×165Wp=3960Wp；

单台250KW 逆变器需要配置太阳能电池组件串联的数量

Np=250000÷3960≈列，

所以 1MWP 太阳能光伏电伏阵列单元设计为256 列支路并联，共

计6144 块太阳能电池组件，实际功率达到1014KWp。

5、太阳能光伏阵列的布置

（1）光伏电池组件阵列间距设计

为了避免阵列之间遮阴,光伏电池组件阵列间距应不小于D:

D=0.707H/tan〔arcsin(0.8cosΦ -0.399sinΦ )〕

得：

D=5025㎜

取为5500MM

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式中Φ 为当地地理纬度(在北半球为正，南半球为负)，H为

阵列前排最高点与后排组件最低位置的高度差）。

（2）太阳能光伏组件阵列单列排列面布置见下图：

（3）10MWP 太阳能光伏组件阵列布置见下图：

4）总占地面积计算：10MWp 太阳能光发电场由1700 个单列太阳能光

伏阵列构成，前后排阵列间距5.5 米。占地面积=935×472 =44.14

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万平方米。

6、土建设计

（1）10MWp光电场总占地面积 =935米×472米= 441400平方米

（2）光伏阵列占地约316000㎡，电站房屋建筑面积约3600平方

米。其中：

办公室、展厅、食宿楼：40m×20m×2=1600㎡；

机房、控制室：80m×20m×10=1600 ㎡；

工作间、库房及其它： 20m×20m=400㎡；

（3）光电场周围需安装高度2.5 米防护围栏，围栏总长度：

(935+472)×2=2814m；

（4）方阵支架基础用钢筋混凝土现浇，预埋安装地脚螺栓。总

计5100个基础，单体基础 0.256m3。

（二）太阳能光伏方阵直流防雷汇流箱设计

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按照每6 个太阳电池串列单元需要配置1 台光伏方阵防雷汇

流箱，250KW 并网逆变器需配置10 个汇流箱，本工程10MWp 光

伏并网发电系统共需配置400 台光伏方阵防雷汇流箱。

（三）直流配电柜设计

每台直流配电柜按照250KWp 的直流配电单元进行设计，

1MWp 光伏并网单元需要4 台直流配电柜。每个直流配电单元可

接入10 路光伏方阵防雷汇流箱，10MWp 光伏并网系统共需配置

40 台直流配电柜。

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（四）太阳能光伏并网逆变器的选择

此太阳能光伏并网发电系统设计为10 个1MWp 的光伏并

网发电单元，每个并网发电单元需要4 台功率为250KW 的逆变

器，整个系统配置40 台此种型号的光伏并网逆变器，组成10MWp

并网发电系统。

（五）交流防雷配电柜设计

按照2 个250KWp 的并网单元配置1 台交流防雷配电柜进

行设计，即每台交流配电柜可接入2 台250KW 逆变器的交流防雷

配电及计量装置，系统共需配置20 台交流防雷配电柜。

每台逆变器的交流输出接入交流配电柜，经交流断路器接入

升压变压器的0.4KV 侧，并配有逆变器的发电计量表。每台交流

配电柜装有交流电网电压表和输出电流表，可以直观地显示电网

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侧电压及发电电流。

（六） 交流升压变压器

并网逆变器输出为三相0.4KV 电压，考虑到当地电网情况，

需要采用35KV 电压并网。由于低压侧电流大，考虑线路的综合

排部，选用5 台S9 系列（0.4）KV/ （35-38.5）KV,额定容量

2500KVA升压变压器分支路升压。

（七）系统组成方案原理框图

（八）系统接入电网设计

本系统由 10 个1MWP 的光伏单元组成，总装机10MWp，太阳

能光伏并网发电系统接入35KV/50Hz 的中压交流电网，按照2MWp

并网单元配置1 套35KV/0.4KV 的变压及配电系统进行设计，即

系统需要配置5 套35KV/0.4KV 的变压及配电系统。每套35KV 中

压交流电网接入方案描述如下：

1、系统概述

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35KV 中压交流电网接入方案图如下：

2、监控装置

系统采用高性能工业控制PC 机作为系统的监控主机，可以

每天24 小时不间断对所有的并网逆变器进行运行数据的监测。

监控主机的照片和系统特点如下：

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3.5”嵌入式低功耗 Intel ULV 赛扬400MHz CPU 卡，

 带 LCD/CRT VGA，

 双网络，

USB2.0，

 数字输入/输出和音频

256M 内存 （可升级）

40G 笔记本硬盘 （可升级）

 工控机和所有光伏并网逆变器之间的通讯可采用 RS485 总

线或Ethernet（以太网）。

光伏并网系统的监测软件使用本公司开发的大型光伏并网

系统专用网络版监测软件SPS-PVNET（Ver2.0）。该软件可连续记

录运行数据和故障数据：

（1） 要求提供多机通讯软件，采用RS485 或Ethernet（以太网）

远程通讯方式，实时采集电站设备运行状态及工作参数并上传到

监控主机。

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（2） 要求监控主机至少可以显示下列信息：

 可实时显示电站的当前发电总功率、日总发电量、累计总

发电量、累计CO2 总减排量以及每天发电功率曲线图。

 可查看每台逆变器的运行参数，主要包括：

A、直流电压

B、直流电流

C、直流功率

D、交流电压

E、交流电流

F、逆变器机内温度

G、时钟

H、频率

I、功率因数

J、当前发电功率

K、日发电量

L、累计发电量

M、累计CO2 减排量

N、每天发电功率曲线图

（3） 要求监控软件集成环境监测功能，主要包括日照强度、风

速、风向、室外温度、室内温度和电池板温度等参量。

（4） 要求最短每隔5 分钟存储一次电站所有运行数据，包括环

境数据。故障数据需要实时存储。

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（5） 要求至少可以连续存储20 年以上的电站所有的运行数据

和所有的故障纪录。

4、环境监测装置

在太阳能光伏发电场内配置1 套环境监测仪，实时监测日照

强度、风速、风向、温度等参数。

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