大型光伏电站方阵优化设计研究

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1、第36卷第9期华电技术Vo1．36No．92014年9月HuadianTechnologySep．2014大型光伏电站方阵优化设计研究周长友，孙炜，朱国锋(1．南京中核二三能源工程有限公司，南京210008；2．北京乾华科技发展有限公司，北京100038)摘要：介绍了光伏电站的建设经验，论述了光伏方阵设计的最佳倾角与经济最优倾角，研究了大型光伏电站方阵优化的设计方法，分析了组串设计中采用低辐照度低温条件计算的可行性。在此基础上，提出了阵列南北及东西间距和支架方面的优化设计方案。关键词：光伏电站；方阵设计；

2、组串设计；阵列间距；组件倾角中图分类号：TK511文献标志码：A文章编号：1674—1951(2014)09—0068—05组串根据当地历史极限低温计算后取最大值或最大1问题的提出偶数值，阵列间距应满足当地冬至日09：00—15：00近年来，随着国内外光伏市场的变化，国内对能间光照度要求，其前后左右互不遮挡。在方阵典型源的需求日益加剧，与此同时，国内环境污染的问题设计的基础上，本文对以下几点技术进行研究。也越来越严重。为了加强对环境污染的控制，我国2．1最佳倾角与经济最优倾角积极发展清洁能源，对太阳能发电

3、给予了大力支持，一般说来，光伏电站均以最佳倾角安装，组件斜颁布了《太阳能发电发展“十二五”规划》并提出了面接收到的辐射量最大，即光伏方阵发电量最大化，指导方针和目标：到2015年年底，太阳能发电装机在不考虑其他因素时，光伏组件斜面接收的辐射量容量达到21GW以上，年发电量达到2．5GW·h，我最大，单位组件输出的电量最大，投资效益也应最国光伏电站建设进入了快速发展的新阶段。大。然而研究结果表明，光伏组件斜面接收辐射量光伏方阵是光伏电站的重要组成部分，是光伏最大化与投资效益最大化并不一致。其原因是有的发电的

4、基础与核心，光伏方阵的设计优劣直接影响地方土地并非无偿使用，由于大型光伏电站占地面着发电量和经济效益¨j。为规范光伏电站设计，积巨大，根据不同纬度、阵列间距设计，1MW光伏电住房和城乡建设部与国家质量监督检验检疫总局联站占地面积为2．0～2．6hm，几十兆瓦的光伏电站合发布了GB50797-2012(光伏发电站设计规范》，土地费用不可忽略。当土地面积一定且组件倾角不同年中国电力投资集团公司印发了《光伏发电工程同时，组件表面辐射量、阵列间距、安装容量也不相典型设计》，其中的案例太阳山光伏并网电站一期同，组件

5、倾角变化、辐射量变小、总发电量增加等多工程设计具有典型设计的代表性。尽管光伏电站设个因素之间存在一个平衡点，可通过技术经济分析计有了规范，但各地气候条件、地理位置、核心设备来确定经济最优倾角，组件倾角从经济角度进行优配置等均有差异，因此，有很多文献研究针对某化，有助于提高综合经济效益。一案例或某一方面设计，提出了优化设计方法。基根据光伏电站的建设经验，以工程经济财务内于上述思路，本文对我国西部大型光伏电站的建设部收益率、投资回收期等指标进行动态分析，光伏组经验进行了总结，在组串设计、组件倾角、阵列间距件具

6、有经济最优倾角。分析了新疆洛浦某20MW等方面提出了改进与优化方法。光伏电站案例，在面积为46．9hm的场地上以不同的倾角以及组件间距安装不同容量的光伏组件，技2光伏方阵设计术经济人员对发电量、征地费用、电价、贷款、土建及在通常情况下，大型光伏电站可根据场地统一电气设备等建筑安装成本进行了相应的经济分析，模块化设计子方阵，子方阵容量为1MW左右，布置分析结果见表1。通过表1可以看出，各方案财务形状为长宽相差不大的长方形，逆变器室位于方阵指标均存在差异，在工程经济的几个重要指标分析中间，配置2台500kW逆

7、变器和1台1000kV·A中，倾角28。最具优势。由于倾角以5。为一个梯度，的升压变压器。在子方阵中，组件以最佳倾角安装，分析跨度较大，在不同角度时进行曲线分析，可以确定最优经济倾角在28。～30。之间，比辐射量收稿日期：2014—01—10；修回日期：2014—07—24最佳倾角低3。～5。，与参考文献[5]结论基本一第9期周长友，等：大型光伏电站方阵优化设计研究·69·表1新疆洛浦某项目不同倾角经济性分析一致。需要明确的是，经济最优倾角的确定与光伏nkTr=1nf电站容量、场地成本、纬度等多种因素相关

8、，应根据Io+1)，(3)具体项目具体分析。，p={，sc+K[一]}。(4)2．2组串设计在光伏方阵中，光伏组件串联后再并联，通过汇式中：为光生电流；，s为参考温度光照下的短路流箱输入逆变器作为一个发电单元。组串中各光伏电流；为二极管反向饱和电流；K为短路电流温度系数；Tj为光伏电池结温温度；Tr为参考热力学温组件的电性能宜保持一致，光伏组件的串联数应按下列公式计算度；G(t)为光照强度，W／m；n为光伏电池的理想因I，．子