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1、深圳国际园林花卉博览园1MWp并网光伏电站系统描述及效益分析摘 要:由深圳市政府投资、中科院北京科诺伟业公司承建的1兆瓦太阳能光伏电站于2004年8月在深圳国际园林花卉博览园内建成发电.电站安装于园内综合展馆、花卉展馆、管理中心、南区游客服务中心和北区东山坡,采用与市电直接并网的运行方式,是目前亚洲最大的并网太阳能光伏电站.该电站总容量1000.322kWp,年发电能力约为100万kWh.关键词:光伏;并网;孤岛效应0.引言太阳能光伏发电系统是利用光伏组件半导体材料的“光伏效应”将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统.太阳能光伏发电的能量来源于取之不尽,
2、用之不竭的太阳能,且在太阳能光伏发电的过程中,不会给空气带来污染,不破坏生态,是一种清洁安全的能源,同时又具有在自然界不断生成、并有规律得到补充的特点,所以称得上可再生的清洁能源.太阳能光伏发电系统的运行方式基本上可分为两类,即:独立运行和并网运行.独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置,其系统结构如图1所示.它主要用于无电网的边远地区及人口分散地区.由于必须配置蓄电池储能装置,所以整个系统的造价很高.图1独立运行的光伏发电系统框图Fig.1Diagramofstand-alonephotovoltaicpowersystem在有公共电网的地区,光伏发电系
3、统一般与电网连接,即采用并网运行方式,这要求逆变器具有同电网连接的功能,其结构框图如图2所示.并网型光伏发电系统的优点是可以省去蓄电池,而将电网作为自己的储能单元.由于蓄电池在存储和释放电能的过程中,伴随着能量的损失,而且,蓄电池的使用寿命通常仅为5~8年,报废的蓄电池又将对环境造成污染.所以,省去蓄电池后的光伏系统不仅可以大幅度降低造价,还可以具有更高的发电效率和更好的环保性能.图2并网运行的光伏发电系统框图Fig.2Diagramofgrid-tiedphotovoltaicpowersystem1.设计依据及总体设计原则1.1深圳国际园林花卉博览园概况深圳国
4、际园林花卉博览园位于深圳市福田区竹子林西,占地面积为0.66平方公里.2004年9月23日至2005年3月23日期间,将在深圳国际园林花卉博览园内举办中国第五届国际园林花卉博览会.1.2环境及资源情况深圳市地处广东省南部沿海,位于北回归线以南,东经113°46′至114°37′,北纬22°27′至22°52′之间.深圳市属于亚热带海洋性气候,雨量丰沛,日照时间长,气候温和.春季平均气温在20°C左右,夏季平均气温为28°C,秋季平均气温25°C,冬季平均气温12°C.常年平均温度为22.4°C,最高为36.6°C.常年主导风向为东南风,年平均日照时数为2120.5
5、小时,太阳年辐射量5404.9兆焦耳/平方米.据统计10分钟最大平均风速为30米/秒,瞬时最大风速44.9米/秒.1.3总体设计原则在进行深圳国际园林花卉博览园1MWp并网光伏电站设计时,需要考虑如下几个主要因素:1)美观性由于本项目的公众影响力,美观与否非常重要.电池板安装在综合展馆、花卉展馆、游客服务管理中心、南区游客服务中心和北区东山坡上,除北区东山坡光伏组件的安装倾角与坡面基本一致,为23º外,其余四个建筑物屋顶的光伏组件的安装均与屋顶结构密切配合,保持屋顶的风格和美观,布局宜采用对称方案.2)太阳辐照量为了增加光伏阵列的输出能量,尽可能地将更多的光伏组件
6、普照在阳光下,且避免光伏组件之间互相遮光,以及被高塔、屋顶边缘及其他障碍物遮挡阳光.对于边缘区域,在一年中某些时间或者一天中的某些时段会受到局部遮挡的光伏组件,为了获取更多的能量输出,将这部分光伏组件接入串式逆变器(StringInverter)(注:逆变器为将直流电能转换成交流电能的电力设备),以将阴影遮蔽的影响降低到最小.3)电缆长度为了实现以下目的,从光伏组件到接线箱、接线箱到逆变器以及从逆变器到并网交流配电柜的电力电缆应尽可能保持在最短距离: 减小线路的压降损失,提高系统的输出能量;ü 减小电缆尺寸以降低成本,同时减轻屋顶负荷并增加其灵活性.ü
7、由于连接电缆的长度较长,应尽可能按最短距离布置电缆.通常,在进行太阳能光伏电站设计时,需要将直流部分的线路损耗控制在3-4%以内.2.系统组成2.1方案描述并网型太阳能光伏电站是利用光伏组件将太阳能转换成直流电能,再通过逆变器将直流电逆变成50赫兹、230/400伏的三相或230V的单相交流电.逆变器的输出端通过配电柜与变电所内的变压器低压端(230/400伏)并联,对负载供电,并将多余的电能通过变压器送入电网.本电站无蓄电池储能设备,当阴雨天无太阳时,由电网供电给负载.2.2主要部件说明1MWp并网光伏电站的主要部件包括光伏组件和并网逆变器,均采用了国际上先进而
8、又成熟的技
