基于某22MWp渔光互补光伏电站发电系统的研究

杜艳霞

摘要：本文以某22MWp渔光互补光伏电站为例，论述了太阳能发电系统中的系统电压设计、光伏组件运行方式、光伏组件串并联设计，以及光伏组件、逆变器、汇流箱的选型，结合渔光互补光伏电站安装容量和安装地形，给出系统设计和设备选型的依据。

关键词：渔光互补;光伏电站;光伏组件;逆变器

0、前言

目前，由于光伏组件、逆变器等设备价格的降低，光伏行业逐渐出现回暖态势，光伏电站也有增多趋势，由于光伏项目整体财务内部收益率不高，光伏项目依然受制于投资成本，这就要求我们在设计时不但要考虑系统的可靠性，还要更多的去考虑系统的经济性。本文以某渔光互补电站为例，论述大中型光伏电站发电系统设计。

1、某渔光互补光伏电站概况

本渔光互补电站位于浙江省宁海县境内，项目拟利用现有650亩闲置鱼塘进行渔光互补光伏项目的建设，实际使用占地面积约400亩，安装容量22MWp，总投资10482.33 万元。采用METEONOM气象数据分析得出宁海地区的年平均太阳总辐射为4646.2MJ/m2，宁海县属我国第三类太阳能资源区域。光伏组件采用400Wp单晶硅太阳能电池，采用固定倾角安装，角度为22°。本项目采用1回35kV线路接入电网。

2、太阳能光伏发电系统设计

2.1系统电压设计

光伏电站直流侧常用系统电压有1000V和1500V两种。近年来随着光伏设备和相关配套材料的不断升级，1000V系统已经有逐步淘汰的趋势，1500V系统已经越来越普及。就当前而言，1500V系统相关的标准法规已经非常完善，产业链在近几年的发展过程中已经渡过了小批量供应阶段，在海内外得到了海量的应用，因此本项目设计采用1500V直流系统电压。

2.2光伏组件选型

光伏组件主要有晶硅太阳能电池、非晶硅电池、数倍聚光太阳能电池等。

单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池统称为晶体硅太阳能电池，占据全球太阳能电池市场的绝大部分（市场份额约90%），目前国内的光伏组件生产也主要是以单晶硅、多晶硅太阳能电池为主。商业化的多晶硅电池片效率一般在16-18%左右，单晶硅电池片电池效率在17-20%左右。

非晶硅薄膜电池在价格、弱光响应，高温性能等方面具有一定的优势，但是使用寿命期较短。目前国内聚光太阳能电池研究尚处于示范运行阶段。

本项目选用转化效率较高的单晶硅组件，单片容量为400Wp。

2.3逆变器选择

光伏并网发电系统使用的逆变器结构大体分为集中逆变器、集散逆变器、组串逆变器。

由于本工程光伏安装容量为22MWp，从工程运行及维护考虑，若选用单台容量较小的逆变器设备，则设备数量较多，会增加投资前后的维护工作量。在投资相同的条件下，应尽量选用较大的容量的逆变器，可在一定程度上减少投资，并提高系统可靠性。并且本工程所在地地形较开阔、平坦、无遮挡、组件朝向一致，集中式逆变器的MPPT数量满足要求。所以本工程选用容量为3125kW的集中逆变器。

2.4光伏阵列运行方式选择

2.4.1运行方式

目前光伏组件安装方式分为固定安装、单轴跟踪和双轴跟踪方式。考虑到本工程规模较大，固定式初始投资较低、维护支架系统基本免维护;自动跟踪式虽然能增加一定的发电量，但目前初始投资相对较高。而且后期运行过程中需要一定的维护，且滩涂地区支架维护难度大，运行费用相对较高，另外电池阵列的同步性对机电控制的机械传动构建要求较高。

所以本期工程推荐选用固定安装运行方式。

2.4.2光伏方阵的串并联设计

根据《光伏发电站设计规范》GB50797-2012第6.4.2条，计算出光伏串联数为28。根据电池组件的串联得出单台3125kW逆变器接入的太阳能电池组件的并联组数为392～394组。

2.4.3汇流箱设计

由于逆变器的输入回路数量有限，需要在直流侧配置汇流装置，本系统可采用分段连接、逐级汇流的方式进行设计，即在户外配置光伏阵列防雷直流汇流箱（以下简称“汇流箱”），采用汇流箱将多串组串进行汇流，然后再输入逆变器直流侧，节省直流電缆，降低工程造价。本工程汇流箱回路数量选用24进1出。

3、结论

通过以上论述可得出，光伏组件目前应用率较高的还是晶硅组件;大中型光伏电站，在地形较平坦、光伏组件安装朝向较一致时，可选用容量较大的集中逆变器;光伏组件选择固定安装方式成本更经济。

参考文献

[1] 中国电力企业联合会主编.光伏发电站设计规范GB50797-2012.北京：中国计划出版社，2012年10月.

[2] 中国电力企业联合会提出.导体和电器选择设计技术规定DL/T5222-2005.北京：中国电力出版社，2005年7月.

[3] 国家标准化管理委员会提出.光伏系统并网技术要求GB/T 19939-2005.中国质检出版社，2005年11月.