XXXX50MWp农光互补项目
图6-5固定式安装
3 逆变器选型
3.1 逆变器的技术指标
作为光伏发电系统中将直流电转换为交流电的关键设备之一，其选型对于发电系统的转换效率和可靠性具有重要作用。结合其他相关规范的要求，在本工程中逆变器的选型主要考虑以下技术指标：
（1）单台容量大对于大中型并网光伏电站工程，一般选用大容量集中型并网逆变器。目前市场上的大容量集中型逆变器额定输出功率在100KW?1MW之间，通常单台逆变器容量越大，单位造价相对越低，转换效率也越高。本工程系统容量为50MWp，从初期投资、工程运行及维护考虑，若选用单台容量小的逆变器，则逆变器数量较多，初期投资相对较高，系统损耗大，并且后期的维护工作量也大；在大中型并网光伏电站中，应尽量选用单台容量大的并网逆变器，可在一定程度上降低投资，并提高系统可靠性；但单台逆变器容量过大，则故障时发电系统出力影响较大。因此，在实际选时应考虑实际情况。
（2）转换效率高逆变器转换效率越高，则光伏发电系统的转换效率越高，系统总发电量损失越小，系统经济性越高。因此在单台额定容量相同时，应选择效率高的逆变器。本工程要求大量逆变器在额定负载时转换效率不低于97%，在逆变器额定负载为10%的情况下，也要保证90%(大功率逆变器）以上的转换效率。逆变器转换效率包括最大效率和欧洲效率，欧洲效率是对不同功率点效率的加权，这一点效率更能反映逆变器的综合效率特性。而光伏发电系统的输出功率是随日照强度不断发生变化的，因此选型过程中应选择欧洲效率较高的逆变器。
（3）直流输入电压范围宽太阳电池组件的端电压随日照强度和环境稳定变化，逆变器的直流输入电压范围宽，可以将日出前和日落后太阳辐照度较小的时
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间段的发电量加以利用，从而延长发电时间，增加发电量。如在日落余晖下，辐照度小电池组件温度较高时电池组件工作电压较低，如果直流输入电压范围下限低，便可以增加这段时间的发电量。
（4）最大功率点跟踪太阳电池组件的输出功率随时变化，因此逆变器的输入终端电阻应能适应于光伏发电系统的实际运行特性，随时准确跟踪最大功率点，保证光伏发电系统的高效运行。
（5）输出电流谐波含量低，功率因数高光伏电站接入电网后并网点的谐波电压及总谐波电流分量应满足GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》的规定，光伏电站谐波主要来源是逆变器，因此逆变器必须采取滤波措施使输出电流能满足并网要求。要求谐波含量低于3%，逆变器功率因数接近于1。
（6）具有低电压耐受能力
《光伏发电站接入电力系统规定》（GB/T19964-2012)中要求大型和中型光伏电站应具备一定的耐受电压异常的能力，避免在电网电压异常时脱离，引起电网电源的损失。这就要求所选并网逆变器具有低电压耐受能力，具体要求如下：a)光伏发电站必须具有在并网点电压跌至0时能够维持并网运行0.15s;b)光伏发电站并网点电压跌至曲线1以下时，光伏电站可以从电网切出。详见下图：
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（7)系统频率异常响应《光伏发电站接入电力系统规定》中要求大型和中型光伏电站应具备一定的耐受系统频率异常能力，逆变器频率异常时的响应特性应与上述国标一致。
(8)可靠性和可恢复性
逆变器应具有一定的抗千扰能力、环境适应能力、瞬时过载能力，如在一定程度过电压情况下，光伏发电系统应正常运行；过负荷情况下，逆变器需自动向光伏电池特性曲线中的开路电压方向调整运行点，限定输入功率在给定范围内；故障情况下，逆变器必须自动从主网解列。系统发生扰动后，在电网电压和频率恢复正常范围之前逆变器不允许并网，且在系统电压频率恢复正常后，逆变器需要经过一个可调的延时时间后才能重新并网。
(9)具有保护功能
根据电网对光伏电站运行方式的要求，逆变器应具有交流过压、欠压保护，超频、欠频保护，防孤岛保护，短路保护，交流及直流的过流保护，过载保护，反极性保护，高温保护等保护功能。
(10)监控和数据采集逆变器应有多种通讯接口进行数据采集并发送到主控室，其控制器还应有模拟输入端口与外部传感器相连，测量日照和温度等数据，便于电站数据处理分析。
3.2 逆变器的选型
根据前述选型原则，结合场址区实际气候、海拔等特性，并考虑本工程所选的太阳电池组件与逆变器的匹配性，尽量降低投资的前提下，经对比分析，故本工程推荐选用国产某厂家的容量为630kW/台的逆变器。 4 光伏方阵的串、并联设计
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光伏方阵通过组件串、并联得到，太阳电池组件的串联必须满足并网逆变器的直流输入电压要求，太阳电池组件并联必须满足并网逆变器输入功率的要求。
4.1 光伏方阵的串联设计
本工程选用的并网逆变器功率为630kW，其最大阵列开路电压为1000VDC，MPPT电压范围420V?850V。假定每一个光伏方阵的串联组件数为S，最大串联数为Smax，最少串联数为Smin。
本工程选用265W型多晶硅组件，其组件开路电压为38.6V，工作电压为31.4V，则：（暂不考虑温度变化引起的开路电压变化）
Smax=UDCmax/Voc=850V/38.6V=22.02(块)，取22块； Smin=UDCmin/Voc=420V/38.6V=10.88(块)，取11块。
则多晶硅组件的串联数需满足11≤S≤22要求，才可满足并网逆变器MPPT范围。选取22块太阳电池组件串联，验算：
当太阳电池组件结温比标准状态（STC)降低50℃时（即组件温度为-25°C，考虑当地近年极端最低温度），开路电压<1000V(开路电压温度系数取一0.34%/℃);
因此，22块太阳电池组件串联满足并网逆变器直流输入电压要求。 考虑直流侧绝缘耐压及固定支架的优化设计，综合以上各种因素，本工程采选用22块265W多晶硅太阳电池太阳电池组件串联。
4.2 光伏方阵的并联设计
并网逆变器直流输入功率为630kW，晶体硅组件峰值功率为265W。假定可以并联的支路数为N:
(1)多晶硅太阳电池组件
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22块265W多晶硅组件串联功率为265W*22=5830W， 并联支路数N=630kW/5.83kW=108，
考虑并网逆变器的最大直流输入允许110°%过载，则本工程每台630kW并网逆变器最大并联支路数N=630kW*1.1/5.83kW=118，即组串并联数应在108-118之间。结合逆变器特点，本工程设计并联支路数为112路。
光伏方阵通过组件串、并联得到，太阳电池组件的串联必须满足并网逆变器的直流输入电压要求，太阳电池组件并联必须满足并网逆变器输入功率的要求。 5 光伏阵列布臵
5.1 固定方式最佳倾角与方位角设计
固定式安装的最佳倾角选择取决于诸多因素，如：地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角是系统全年发电量最大时的倾角。根据本项目所在地纬度和当地太阳辐射资料，采用目前光伏工艺常用的方法确定固定支架的最佳安装倾角。
利用PVsyst软件模拟分析。经过计算，当光伏方阵支架倾角为25°时，太阳电池组件阵列所接受的辐射量最大。
支架倾角程序模拟分析见图6-6:
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