光伏发电系统论文和设计-朱庆芳

全文摘要

本实用新型涉及一种光伏发电系统，包括：组件支架、太阳能电池方阵、汇流箱、逆变器、箱式变压器、配电室、动态无功补偿室、动态无功连接变压器和控制器，控制器控制太阳能电池方阵将太阳能转化为直流电，汇流箱将直流电进行整合得到完整直流电，逆变器将完整直流电转化为交流电，配电室将交流电存储至目标蓄电池，和\/或，配电室将交流电通过动态无功补偿室进行无功补偿得到无损交流电，动态无功连接变压器将无损交流电并入目标电网，以供用户使用。通过太阳能电池方阵实现太阳能发电的规模化，能够满足大规模用户的用电需求。

主设计要求

1.一种光伏发电系统，其特征在于，包括：组件支架、太阳能电池方阵、汇流箱、逆变器、箱式变压器、配电室、动态无功补偿室、动态无功连接变压器和控制器；所述太阳能电池方阵、所述汇流箱、所述逆变器、所述箱式变压器、所述配电室、所述动态无功补偿室和所述动态无功连接变压器均与所述控制器相连；所述太阳能电池方阵与所述汇流箱的输入端相连；所述汇流箱的输出端与所述逆变器的输入端相连；所述逆变器的输出端与所述箱式变压器的输入端相连；所述箱式变压器的输出端与所述配电室相连；所述配电室还与所述动态无功补偿室相连；所述动态无功补偿室还与所述动态无功连接变压器相连；所述组件支架用于固定所述太阳能电池方阵；所述控制器控制所述太阳能电池方阵将太阳能转化为直流电，所述汇流箱将所述直流电进行整合得到完整直流电，所述逆变器将所述完整直流电转化为交流电；所述配电室将所述交流电存储至目标蓄电池，和\/或，所述配电室将所述交流电通过所述动态无功补偿室进行无功补偿得到无损交流电，所述动态无功连接变压器将所述无损交流电并入目标电网，以供用户使用。

设计方案

1.一种光伏发电系统，其特征在于，包括：组件支架、太阳能电池方阵、汇流箱、逆变器、箱式变压器、配电室、动态无功补偿室、动态无功连接变压器和控制器；

所述太阳能电池方阵、所述汇流箱、所述逆变器、所述箱式变压器、所述配电室、所述动态无功补偿室和所述动态无功连接变压器均与所述控制器相连；

所述太阳能电池方阵与所述汇流箱的输入端相连；

所述汇流箱的输出端与所述逆变器的输入端相连；

所述逆变器的输出端与所述箱式变压器的输入端相连；

所述箱式变压器的输出端与所述配电室相连；

所述配电室还与所述动态无功补偿室相连；

所述动态无功补偿室还与所述动态无功连接变压器相连；

所述组件支架用于固定所述太阳能电池方阵；

所述控制器控制所述太阳能电池方阵将太阳能转化为直流电，所述汇流箱将所述直流电进行整合得到完整直流电，所述逆变器将所述完整直流电转化为交流电；

所述配电室将所述交流电存储至目标蓄电池，和\/或，所述配电室将所述交流电通过所述动态无功补偿室进行无功补偿得到无损交流电，所述动态无功连接变压器将所述无损交流电并入目标电网，以供用户使用。

2.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述太阳能电池方阵由46个多晶硅子方阵组成；

每个所述多晶硅子方阵均与所述汇流箱相连。

3.根据权利要求2所述的光伏发电系统，其特征在于，每个所述多晶硅子方阵均由192路太阳能电池组串并联而成。

4.根据权利要求3所述的光伏发电系统，其特征在于，每路所述太阳能电池组串由18块太阳能电池组件串联而成。

5.根据权利要求4所述的光伏发电系统，其特征在于，每块所述太阳能电池组件上均设置有高压水管和高压气管；

所述高压水管设置于所述太阳能电池组件的首端；

所述高压气管设置于所述太阳能电池组件的末端；

所述高压气管从所述太阳能电池组件的末端吹向所述太阳能电池组件的首端，所述高压水管从所述太阳能电池组件的首端吹向所述太阳能电池组件的末端，以使清洗所述太阳能电池组件。

6.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述汇流箱还设置有电路监测器；

所述电路监测器分别与所述太阳能电池方阵和所述控制器相连；

所述电路监测器监测所述太阳能电池方阵的工作状态信息。

7.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，还包括生产调度通信设备和生产管理通信设备；

所述生产调度通信设备和生产管理通信设备均与所述目标电网的通信设备相连，以实现信息的交互。

8.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，还包括环境监测仪；

所述环境监测仪与所述控制器相连，所述环境监测仪用于监测光照强度、风速、风向、温度和湿度中的至少一项。

9.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，还包括安全保护设备；

所述安全保护设备与所述控制器相连，所述安全保护设备用于保证所述光伏发电系统的安全。

10.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述组件支架与水平面的夹角为35度。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电技术领域，具体涉及一种光伏发电系统。

背景技术

发电是指利用动力发电装置将水能、石化燃料(煤、油、天然气)的热能、核能等等的原始能源转换为电能的生产过程，用以供应国民经济各部门与人民生活之需，现在发电依然使用化石燃料为主要的发电形式，为了寻找化石能源的替代品，太阳能发电逐渐地占据了新能源的主导地位。

但是，现有的太阳能发电，多为将所发电量直接供用电设备使用，且多为用电量较小的设备，无法满足大规模用户对用电的需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光伏发电系统，以解决大规模用户的用电需求。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种光伏发电系统，包括：组件支架、太阳能电池方阵、汇流箱、逆变器、箱式变压器、配电室、动态无功补偿室、动态无功连接变压器和控制器；

所述太阳能电池方阵与所述汇流箱的输入端相连；

所述汇流箱的输出端与所述逆变器的输入端相连；

所述逆变器的输出端与所述箱式变压器的输入端相连；

所述箱式变压器的输出端与所述配电室相连；

所述配电室还与所述动态无功补偿室相连；

所述动态无功补偿室还与所述动态无功连接变压器相连；

所述组件支架用于固定所述太阳能电池方阵；

可选的，上述所述太阳能电池方阵由46个多晶硅子方阵组成；

每个所述多晶硅子方阵均与所述汇流箱相连。

可选的，上述每个所述多晶硅子方阵均由192路太阳能电池组串并联而成。

可选的，上述每路所述太阳能电池组串由18块太阳能电池组件串联而成。

可选的，上述每块所述太阳能电池组件上均设置有高压水管和高压气管；

所述高压水管设置于所述太阳能电池组件的首端；

所述高压气管设置于所述太阳能电池组件的末端；

可选的，上述所述汇流箱还设置有电路监测器；

所述电路监测器分别与所述太阳能电池方阵和所述控制器相连；

所述电路监测器监测所述太阳能电池方阵的工作状态信息。

可选的，上述所述光伏发电系统，还包括生产调度通信设备和生产管理通信设备；

所述生产调度通信设备和生产管理通信设备均与所述目标电网的通信设备相连，以实现信息的交互。

可选的，上述所述的光伏发电系统，还包括环境监测仪；

所述环境监测仪与所述控制器相连，所述环境监测仪用于监测光照强度、风速、风向、温度和湿度中的至少一项。

可选的，上述所述的光伏发电系统，还包括安全保护设备；

所述安全保护设备与所述控制器相连，所述安全保护设备用于保证所述光伏发电系统的安全。

可选的，上述所述组件支架与水平面的夹角为35度。

本实用新型采用的一种光伏发电系统，包括：组件支架、太阳能电池方阵、汇流箱、逆变器、箱式变压器、配电室、动态无功补偿室、动态无功连接变压器和控制器；其中，太阳能电池方阵、汇流箱、逆变器、箱式变压器、配电室、动态无功补偿室和动态无功连接变压器均与控制器相连，太阳能电池方阵与汇流箱的输入端相连，汇流箱的输出端与逆变器的输入端相连，逆变器的输出端与箱式变压器的输入端相连，箱式变压器的输出端与配电室相连，配电室还与动态无功补偿室相连，动态无功补偿室还与动态无功连接变压器相连，组件支架用于固定太阳能电池方阵，控制器控制太阳能电池方阵将太阳能转化为直流电，汇流箱将所述直流电进行整合得到完整直流电，逆变器将完整直流电转化为交流电，配电室将交流电存储至目标蓄电池，和\/或，配电室将交流电通过动态无功补偿室进行无功补偿得到无损交流电，动态无功连接变压器将无损交流电并入目标电网，以供用户使用。通过太阳能电池方阵实现将太阳能转化为电能，通过太阳能电池方阵大规模的将太阳能转化为电能，通过汇流箱、配电室的整合使得能够满足大规模用户的用电需求，促进太阳能发电的规模性发展。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的光伏系统的一种结构示意图。

图2为图1中的太阳能电池方阵中的单个太阳能电池组件的结构示意图。

图3为图1中的太阳能电池方阵中的多晶硅子方阵布置位置的结构示意图。

图4为35kv母线短路电流的计算电路原理图。

图5为110kv母线短路电流的计算电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

图1是本实用新型实施例提供的光伏系统的一种结构示意图。

如图1所示，本实施例的一种光伏发电系统，包括：组件支架、太阳能电池方阵10、汇流箱11、逆变器12、箱式变压器13、配电室14、动态无功补偿室15、动态无功连接变压器16和控制器17，其中，太阳能电池方阵10、汇流箱11、逆变器12、箱式变压器13、配电室14、动态无功补偿室15和动态无功连接变压器16均与控制器17相连，太阳能电池方阵10与汇流箱11的输入端相连，汇流箱11的输出端与逆变器12的输入端相连，逆变器12的输出端与箱式变压器13的输入端相连，箱式变压器13的输出端与配电室14相连，配电室14还与动态无功补偿室15相连，动态无功补偿室15还与动态无功连接变压器 16相连，组件支架用于固定太阳能电池方阵10，控制器17控制太阳能电池方阵10将太阳能转化为直流电，汇流箱11将直流电进行整合得到完整直流电，逆变器12将完整直流电转化为交流电，配电室14将交流电存储至目标蓄电池 B，和\/或，配电室14将交流电通过动态无功补偿室15进行无功补偿得到无损交流电，动态无功连接变压器16将无损交流电并入目标电网A，以供用户使用。太阳能电池方阵10是整个发电系统的核心部分，而为了保证更好的发电效率，将太阳能电池方阵10设计由46个多晶硅子方阵组成，每个多晶硅子方阵均与汇流箱11相连，实现分块发电，更具体的，每个多晶硅子方阵均由192路太阳能电池组串并联而成，而为了使得发电配备更加合理，每路太阳能电池组串均由18块太阳能电池组件串联而成。通常可以通过组件支架使得太阳能电池方阵 10与水平面的的夹角为35度。

太阳电池组件串联的数量由逆变器12的最高输入电压和最低工作电压、以及太阳电池组件允许的最大系统电压所确定。太阳能电池组串的并联数量由逆变器12的额定容量确定。

电池组件串联数量计算如公式3-1所示，对应参数详见本工程所选315Wp 组件和1000kW预装式逆变器12规格参数表。

计算公式：

其中：

V_{oc<\/sub>------太阳能电池组件的开路电压(V)}

T------太阳能电池组件工作条件下的极限低温(℃)

K_{V<\/sub>------太阳能电池组件的开路电压温度系数}

S------太阳能电池组件的串联数(S向下取整)

V_{dcmax<\/sub>------逆变器12运行的最大直流输入电压(V)}

经过计算：

向下取整，S＝18。

根据场址区的气候环境结合电池组件温度修正参数以及逆变器12最佳输入电压等，经修正计算后太阳电池组件的串联数为18(块)。

串联数18个时：

Vmax＝18×{46.2+46.2×(-0.0031)×[(-30)-25]}＝576.19V

Vmin＝18×{46.2+46.2×(-0.0031)×[70-25]}＝783.77V

满足最高输出电压及最低输出电压要求。

直流串联工作电压为：18×37.2V＝669.6V(满足1000kW预装式逆变器12 最大功率点MPPT跟踪范围)。

图2为图1中的太阳能电池方阵中的多晶硅子方阵布置位置的结构示意图。

图3为图1中的太阳能电池方阵中的单个太阳能电池组件的结构示意图。

如图3所示，仅仅是以举例的形式进行地说明，使得更加清楚太阳能电池组件31的排列情况，一个太阳电池组串中太阳电池组件的排列方式有多种，但是为了接线简单，线缆用量少，施工复杂程度低，在工程计算的基础上，对315Wp 多晶硅子方阵21进行排列，推荐最佳排列方案，如图2所示，仅为多晶硅子方阵相互之间排列距离的其中一种优选实现方案，最佳倾斜角度以及组件支架的长度值和宽度值分别如图2所示。由于多晶硅子方阵21必须考虑前、后排的阴影遮挡问题，并通过计算确定阵列间的距离或多晶硅子方阵21与建筑物的距离。一般的确定原则是：冬至日当天早晨9:00至下午15:00(当地真太阳时) 的时间段内，太阳能电池组件31不应被遮挡，按照公式3-2进行计算，两排多晶硅子方阵21之间距离应不小D：

其中：

L------阵列倾斜长度(m)

D------两排方阵之间距离(m)

β------阵列倾角设计图

光伏发电系统论文和设计

光伏发电系统论文和设计-朱庆芳

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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