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1、 300kw 村级光伏电站系统典型设计全过程 2018 年 3 月 7 日，国家能源局印发了2018 年能源工作指导意见 的通知，指出年内将下达村级光伏扶贫电站规模约1500 万千瓦，惠 及约 200 万建档立卡贫困户。从2016 年的 2GW 、43 万户到 2017 年 的 4GW 、71 万户，再到 2018 年的 15GW 、200 万户，村级光伏扶贫 电站已然成为打好精准脱贫攻坚战的重要手段。 目前光伏扶贫项目正在火热的进行中，本文从组件排布配置、逆变 器信息、线缆、发电量预测及实际项目发电情况等方面，希望详细为大 家介绍 300kW 村级光伏电站 的系统设计，进行整体方案分享。 1
2、 设计过程 1、项目简介 对于村级电站的建设，首先需要考虑到当地变压器容量，并估算允 许接入的光伏系统容量。一般按30% 容量计算，但不同地区要求不同， 可咨询当地电网公司来设计接入容量。 电站地址宜选用未利用地或者与农业、牧业、渔业相结合的用地， 最好为靠近电网、运维方便的地段。安装朝向应选择正南、南偏西30 以内的朝向。组件倾角可以以下公式进行计算： =0.76 * +3.1 ， 2 ;其中： 为组件倾斜角， 为当地纬度。 当然如果能够采用计算机辅助设计软件，可以进行太阳能倾斜角的 快速优化的计算。 2、组件选型和安装配置 考虑到占地面积、银行放款条件以及全寿命周期的收益，此次示例 设计方
3、案选择1000 片 325W 多晶组件。组件参数如下： 表 1 组件规格参数 STC(标准测试环境 )：辐射度 1000W/m2 ，电池温度 25，大气 质量 AM1.5 NOCt( 电池片标称温度工作条件)：辐射度 800W/m2 ，电池温度 20，大气质量AM1.5 ，风速 1m/s 。 该扶贫电站项目以1000 片 325W 组件进行设计，因此现场施工用 地约 4000m2左右，现场排布如下： 图 1 方阵排布图 3、 逆变器的选择 作为扶贫项目的设计，给光伏逆变器的性能提出了高需求，包括直 流侧超配和交流侧过载能力。GCI-60K-4G是一款性价比很高的低压并 网产品，具备4 路 MP
4、PT 每路 MPPT 最大可接入 3 串组件，直流超配 可达 1.2 倍以上，交流输出具备1.1 倍的过载能力，可以适用不同光资 源区域的配置要求。其具体参数如下： 图 2 逆变器外观图 表 2 GCI-60K-4G逆变器电气参数表 4 、线缆的选择 1、直流侧线缆 2、直流线缆多为户外铺设，需要防紫外线、防晒、防潮、防寒等，因此分 布式光伏系统中的直流线缆一般选择光伏专用直流线缆，考虑到直流插接件和光 伏组件输出电流，目前常用的光伏直流电缆为PV1-F 1*4mm2。 图 3 直流线缆 2、交流侧线缆 交流线缆主要用于逆变器交流侧至交流汇流箱或交流并网柜，可选用 YJV 型 电缆。长距离铺设
5、还要考虑到电压损失和载流量大小，60kW 三相机交流线缆推 荐使用 YJV-0.6/1kV4*35mm2 +1*25mm2， 汇流后线缆推荐使用 YJV-0.6/1kV 3*300mm2+1*150mm2。 表 3 交流线缆选型表 2 设计方案图及清单表 1、布局接线方案 现场按照逆变器安装容量分为5 个小阵列，每个阵列接入一台GCI-60K-4G 锦浪逆变器，最后以五汇一汇流箱进行交流汇流后就近并入电网，布线方案如下： 图 4 方阵布局接线示意图 其中逆变器接入关键参数如下： 每串组件开路电压和工作电压在SOC 条件下分别约为 912V 和 744V ， 满 足逆变器安全和运行电压需求; 每
6、串组件额定功率在SOC 下为 6.5kW ， 此次示例设计每台逆变器接入10 串组串，每台接入组件容量65kW ，超配比 1.08。具体接入方法如下： MPPT1 : 20 块/ 串，接 3 串; MPPT2 : 20 块/ 串，接 3 串; MPPT3 : 20 块/ 串，接 2 串; MPPT4 : 20 块/ 串，接 2 串; 每 2 串或 3 串接入一台逆变器， 接入总功率为 13kW 或 19.5kW ，低于逆变 器最大额定输入功率要求(22.5KW); 当然也可根据现场需求做更高超额配比，例如每台接入11 串组串，每台接 入组件容量 71.5kW ，超配比 1.19 。具体接法如下
7、： MPPT1 : 20 块/ 串，接 3 串; MPPT2 : 20 块/ 串，接 3 串; MPPT3 : 20 块/ 串，接 3 串; MPPT4 : 20 块/ 串，接 2 串; 2、电气接线方案 该项目电气接线方案如图所示，每台逆变器采用10 串组串接入， 20 块/ 串， 最后接入 1 台五汇一的交流汇流箱，就近并网。 图 5 电气接线示意图 3、材料清单表 3 系统安装施工 1、支架安装方案 针对扶贫电站设计，可使用螺旋地桩方式对不同地质适应性强，操作简便。 且横梁强度高，固定稳，组件安装方便。如果项目地有其它要求和考虑，可根据 项目实际情况采用其它支架安装方案做针对性设计。 图
8、 6 组件支架固定图 2、逆变器安装 图 7 逆变器安装规范图 多台逆变器的安装需注意逆变器间的安装间隙以保证散热要求，逆变器支架 安装应符合要求，建议参考配套提供的逆变器使用说明书，实现正确规范安装。 建议逆变器安装在组件下方的支架上，这样满足逆变器遮阴散热散热的同 时，也减小了安装逆变器支架的成本。 3、直流线缆制作和接线 图 8 光伏直流线缆制作和接线工具 图 9 光伏直流线缆 注：为了确保直流连接器的使用寿命，请使用专业扭力扳手拧紧直流端子。 (拧的过紧端子内部可能产生裂痕，缩短端子使用寿命) 4、交流线缆接线 图 10 交流线缆制作和连接示图 5、COM 连接器制作 图 11 COM
9、连接器制作示图 6、接地措施 规范的系统接地可以保障电站的安全性，该项目建议在电站架网下挖1.5m 网状深沟，在埋入50*5mm钢包铜或扁钢形成接地网络，并且地线接到组件的 支架上，同时组件边框也必须接到支架上，整体接地电阻应小于4。注意：逆 变器需要单独做保护接地。 图 12 系统接地示意图 4 收益计算 1、发电量估算 图 13 山东省光照时数图 装机容量 325kW ，PR=80% ，山东地区的光照按照全年每天4.2 小时计算， (参照全国各省峰值日照时数)，全年发电估计时间为1533 小时，预估该项 目首年发电量 498225 度。首年衰减为 2.5% ，25 年末最低功率为 80%。首年 衰减为 2.5% ，25 年末最低功率为 80% 。 注：按照 25 年衰减至 80%计算， 25 年累计发电量超过1068 万度电。 2、实际应用案例 该电站实际装机容量350kW ，3 月 23 日峰值功率 291.47kW ，当天发电量 1834.5kW 。 峰值并网功率 -291.47kW(3.23) 当日发电量 -1834.5kWh(3.23) 5 结论 300 千瓦左右的装机容量的扶贫电站还是比较普遍的，通过典型设计的分享 让大家对光伏系统的前端设计有了很好的了解，设计的目的希望能够指导施工， 让施工有序， 通过施工还可以对设计方案进行验证，从而高质量的完成电站的建 设。