大型领跑者光伏电站设计与优化研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文大型领跑者光伏电站设计与优化研究专业：控制工程硕士生：陈辉指导老师：陈登峰副教授摘要太阳能光伏发电是人类利用太阳能量的一种重要形式，工业上主要是利用晶硅和非晶硅电池将太阳的光能通过光伏效应直接转化为电能。在光伏电站的建设过程中，需要匹配设计光伏设备、优化光伏阵列排布和设计跟踪策略，以达到理想的发电量和发电效率，从而实现缩短投资回收期和电站全寿命周期发电量最大化的目的，对光伏电站的合理建设和经济运行具有重要的研究意义和价值。本文以某大型领跑者光伏电站为研究对象，主要研究内容如下：（1）某大型领跑者光伏电站站址分析评价。根据某大型领跑者光伏电站设计要求，评估分析电站

2、建设地址的太阳能资源及气象条件，分析特殊天气对光伏电站发电量的影响并进行优化设计。通过对工程站址的区域稳定性和岩土条件进行分析评价，结论为规划区内可进行大型光伏电站的建设。（2）PERC双面光伏组件发电效能研究。通过对PERC技术的原理、特性和优点进行分析，研究了应用PERC双面组件对电站发电量的影响。研究结果表明采用固定式支架安装双面组件设计可提升发电量10.2%，平单轴跟踪系统双面组件设计可提升发电量23.89%。（3）跟踪系统对光伏电站发电的影响效能研究。分析了固定式和跟踪式系统的优缺点，利用PVsyst软件对双面组件+平单轴跟踪光伏系统进行仿真，研究了光伏跟踪系统对发电量的影响。研

3、究结果表明选用PERC单晶双面组件，相同安装条件下（轴间距9m，支架最低点距地面不高2.5m），平单轴跟踪系统年发电量比固定式安装提高可达到12.4%。（4）结合工程实际，对某大型领跑者光伏电站进行了总体设计，确定了光伏电池板的选型、光伏电池板的串联和并联方式，通过仿真计算出系统效率为86.23%，25年发电量为954980万kW•h，平均年发电量为38199.2万kW•h。电1西安建筑科技大学硕士学位论文气部分设计主要是要确定并网方式、逆变器、汇流箱等设备的选型及布置，设计电气主接线方式以及防雷、接地和过电压保护。最后对光伏电站进行总平面布置，设计光伏电池板的优化安装及排布方式、光伏方阵

4、的高效布置方案。关键词：领跑者光伏电站；PERC光伏组件；跟踪系统；光伏电站设计2西安建筑科技大学硕士学位论文ResearchonDesignandOptimizationofLarge-scaleLeaderPhotovoltaicPowerStationSpecialty:ControlEngineeringName:ChenHuiInstructor:A/Prof.ChenDengfengABSTRACTSolarphotovoltaicpowergenerationisanimportantformofhumanuseofsolarenergy.Theindustrymainlyu

5、sescrystallinesiliconandamorphoussiliconcellstoconvertsolarenergydirectlyintoelectricalenergythroughthephotovoltaiceffect.Intheprocessoftheconstructionofthephotovoltaicpowerstation,theneedtomatchthedesignphotovoltaicdevices,andtooptimizethedesignofthephotovoltaicarrayconfigurationandtrackingstrate

6、gy,inordertoachievetheidealpowergenerationandpowergenerationefficiency,soastorealizeshortenpaybackperiodandmaximumpowerplantcapacityinwholelifecycle,thepurposeoftoreasonableconstructionandeconomicoperationofthephotovoltaicpowerstationhasimportantresearchsignificanceandvalue.Inthispaper,alargeleade

7、rphotovoltaicpowerstationastheresearchobject,themaincontentsareasfollows:(1)AnalysisandEvaluationofaLarge-scaleLeaderPVPowerStationSite.Accordingtothedesignrequirementsofalarge-scaleleadingphotovoltaicpowerstatio