光伏电站在不同电力系统内的规定(光伏电站的基本构成)

发布时间：2022-11-06 12:00来源：www.51edu.com作者:畅畅

光伏电站的基本构成

光伏发电系统由光伏方阵（光伏方阵由光伏组件串并联而成）、控制器、蓄电池组、逆变器等部分组成。

光伏发电系统的核心部件是光伏组件，而光伏组件又是由光伏电池串并联并封装而成，它将太阳的光能直接转换为电能。光伏组件产生的电为直流电，我们可以利用，也可以用逆变器将其转换成为交流电，加以利用。从另一个角度来看，对于光伏系统产生的电能可以即发即用，也可以用蓄电池等储能装置将电能存放起来，根据需要随时释放出来使用。

光伏电站的定义

光伏产业就是光伏发电

光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统，特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行，受到各国企业组织的青睐，具有广阔的发展前景。

光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以,光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。

光伏电站的设计包含哪几部分

1、太阳能电池片

晶硅组件：由高纯度石英砂制成冶金硅，冶金硅经氯析冶炼制成晶硅，通常晶硅组件效率可达14-16%。分为单晶硅组件和多晶硅组件。

薄膜组件：薄膜电池的主要材料有非晶硅，铜铟镓硒等。非晶硅电池组件效率为6%-8%左右，CIGS电池组件效率8-12%。效率虽然较晶硅低，但具有成本低，弱光性好等优点。太阳能电池片是光电转换的最小单元，常用尺寸一般125mm*125mm或156mm*156mm。太阳能电池片的工作电压约为0.5V左右，一般不能单独使用。将太阳能电池串并联封装后，就成为光伏组件。

2、电池片数目

一块光伏组件通常由60片（6×10）或72片（6×12）电池片组成。

3、组件尺寸

常见面积为1.638m2（0.992m×1.652m）和1.94m2（0.992m×1.956m），组件的尺寸是安装方面考虑的重要因素。

4、组件重量

目前市场上常见的多晶硅组件每平米的重量在12公斤左右（60片单块组件约19公斤）。

5、背板

对晶硅电池组件背板的性能要求通常包括：

具有良好的耐气候性能

层压温度下不起任何变化

与粘稠材料结合牢固

必须具有很低的热阻，并且能阻止水或水蒸气的进入

所以大家就该知道为什么背板通常选用白色吗？白色有利于电池片之间空隙处的光反射到前表面，有部分光会再反射到太阳能电池，增加了太阳能电池对光能的利用，有利于光电转换效率的提高，目前市场还出现双玻光伏板就是利用背板接受漫反射光线从而更好利用到背面接受提高效率。

6、框架

平板组件必须有框架，以保护组件、方便组件的连接和固定。框架的主要材料有不锈钢、铝合金、橡胶及增强塑料等。常规光伏框架一般是铝材料制作的。框架结构应该是没有突出部位的，以避免水、灰尘或者其他物体的积存。其表面氧化层厚度大于10μm，可以保证在室外环境使用30年以上不被腐蚀，牢固耐用。

7、接线盒

组件的正负极在接线盒内与设计好的电缆相连接，与外部线路连接。具有如下几个主要特性：

外壳具有强烈的抗老化、耐紫外线能力

符合室外恶劣环境条件下的使用要求

优秀的散热模式，有效降低内部温度，满足电气要求良好的防水、防尘 IP是国际用来认定防护等级的代号 IP（Ingress Protection）等级由两个数字所组成，第一个数字表示防尘；第二个数字表示防水，数字越大表示其防护等级越佳：

IP67的防护等级非常高了，可以做到完全防止粉尘进入，可以短时间浸入水中。

三、温度额定值参数

这组参数主要体现了温度对组件的一些参数的影响。

1、额定电池温度

额定电池温度是指当太阳能组件或电池处于开路状态，并在以下具有代表性情况时所达到的温度。

电池表面光强： 800 W /㎡

环境温度： 20℃

风速： 1 m /s

电负荷：无（开路）

倾角：与水平面成45°

支架结构：后背面无建筑物（自然通风）

此值一般为45±2℃（组件工作温度），由于光伏组件的功率温度系数为负值，故此额定电池温度值越低越好。

2、功率温度系数

功率随温度的变化，单位%/℃，为负值

3、电压温度系数

电压随温度的变化，单位%/℃，为负值

4、电流温度系数

电流随温度的变化，单位%/℃，为正值

通常组件温度降低时时，电池片的输出电流会随之降低，而电压随之升高，因而，设计光伏系统组串匹配逆变器，需考虑当地极端低温，防止组串电压超过逆变器的标称范围。

四、极限参数

以下参数体现了组件工作的极限条件：

1、工作温度

组件的工作温度，通常指组件可以工作的外部环境温度范围。

一般光伏组件的工作温度是可以满足环境温度的。但是有一天你的需求变成在南极、北极甚至外太空建立电站，那么请不要忘记这个参数。

2、最大系统电压

系统电压是指若干太阳能板组成一个太阳能发电系统，这个发电系统的最大直流电压；最大可以是1000V.（假设光伏组件开路电压Voc的电压温度系数为-0.32%，STC下的Voc=44.7V，在极端工作低温-40℃下的Voc=44.7*(1+0.32%*(25+40))=54V，一般要求每个组串中设计串联组件数≤1000/54=18）。目前流行太阳能板的标准系统电压是600V（美国标准）和1000V（欧洲标准）。

3、最大保险丝额定电流

该值会大于最大工作点工作电流，用来保护组件及线缆。以典型的集中式电站为例，在当前的集中式电站中，并联的组串数量高达100串，当有一串发生短路故障，所有组串的电流均会反灌故障组串，反灌电流可能超过800A，远远超出了线缆和组件的安全要求，易引发火灾事故，所以必须使用熔丝来切断故障电流，保护线缆和组件。

五、相关认证

光伏认证就是国家认可的认证机构，如TUV(技术检验协会)、IEC (国际电工委员会)、中国质量认证中心(CQC)对光伏企业产品符合是否符合其相关标准的认证。光伏产品的认证可以分为两大类别：安全认证和性能认证。根据光伏产品出口的国家或地区不同，主要包括：欧盟CE认证、TUV/VDE认证、MCS认证、加拿大CSA认证、美国ETL认证、UL认证、澳洲SAA认证、CEC列名要求、日本JET认证等等。

光伏电站基本组成

光伏发电系统通常由光伏方阵、蓄电池组（可选）、蓄电池控制器（可选）、逆变器、交流配电柜和太阳跟踪控制系统等设备组成：高倍聚光光伏系统（HCPV）还包括聚光部分（通常为聚光透镜或者反射镜）。

光伏方阵光伏方阵（PV Array）称光伏阵列，是由若干个光伏组件或光伏板按一定方式组装在一起并且具有同定的支撑结构而构成的直流发电单元。蓄电池组的作用是贮存太阳电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。逆变器是将直流电转换成交流电的设备。

简述光伏发电站的组成及原理

光伏支架是光伏电站重要的组成部分，承载着光伏电站的发电主体。因此，支架的选择直接影响着光伏组件的运行安全、破损率及建设投资收益情况。

在选择光伏支架时，需要根据不同应用条件来选择不同材料的支架。根据光伏支架主要受力杆件所采用材料的不同，可将其分为铝合金支架、钢支架以及非金属支架（柔性支架），其中非金属支架（柔性支架）使用较少，而铝合金支架和钢支架各有特点。

非金属支架（柔性支架）是利用钢索预应力结构，解决污水处理厂、地形复杂的山地、承重较低的屋顶、林光互补、水光互补、驾校、高速公路服务区等跨度和高度所限造成传统支架结构无法安装的技术难题，有效地解决现有山谷、丘陵地带光伏电站存在的施工难度大，阳光遮挡严重，发电量低（与平整地带光伏电站对比约低过10％－35％）电站支架质量差、结构复杂等缺点。

总的来说，非金属支架（柔性支架）具有广泛的适应性、使用的灵活性、有效的安全性和土地完美二次利用经济性，是光伏支架革命性的创造。

合理的光伏支架形式能够提升系统抗风抗雪载的能力，合理运用光伏支架系统在承载方面的特性，可以进一步对其尺寸参数做优化，节约材料，进一步降低光伏系统成本。

光伏组件支架基础上作用的荷载主要有：支架及光伏组件自重（恒荷载）、风荷载、雪荷载、温度荷载及地震荷载。其中起控制作用的主要是风荷载，因此基础设计应保证风荷载作用下基础的稳定，在风荷载作用下，基础有可能出现拔起、断裂等破坏现象，基础设计应能保证在此作用力下不出现破坏。

那么，地面光伏支架基础与平面屋顶光伏支架基础的类型都有哪些？它们都有什么特征？

地面光伏支架基础

钻孔灌注桩基础：成孔较为方便，可以根据地形调整基础顶面标高，顶标高易控制，混凝土钢筋用量小，开挖量小，施工快，对原有植被破坏小。但存在混凝土现场成孔、浇筑，适用于一般填土、粘性土、粉土、砂土等。

钢螺旋基础：成孔方便，可以根据地形调整顶面标高，不受地下水影响，在冬季气候条件下照常施工，施工快，标高调整灵活，对自然环境破坏很小，不存在填挖方工程，对原有植被破坏小，不需要场平。适用于沙漠、草原、滩涂、隔壁、冻土等。但用钢材较大，且不适用于强腐蚀性地基及岩石基础。

独立基础：抗水荷载能力最强，抗洪抗风。所需钢筋混凝土量最大，人工多，土方开挖及回填量大，施工周期长，对环境破坏力大。光伏项目中已很少使用。

钢筋混凝土条形基础：此类基础形式多应用于地基承载力较差，适用于场地较为平坦，地下水位较低地区，对不均匀沉降要求较高的平单轴跟踪光伏支架中。

预制桩基础：直径约为300mm的预应力混凝土管桩或截面尺寸约为200＊200的方桩打入土中，顶部预留钢板或螺栓与上部支架前后立柱连接，深度一般小于3米，施工较为简单、快捷。

钻孔灌注桩基础：造价较低，但对土层要求较高，适用于有一定密实度的粉土或可塑、硬塑的粉质粘土中，不适用于松散的沙性土层中，土质较硬的鹅卵石或碎石则可能存在不易成孔的问题。

钢螺旋桩基础：采用专用机械将其旋入土体中，施工速度快，无需场地平整，无土方无混凝土，最大限度保护场内植被，可随地势调节支架高度，螺旋桩可二次利用。

平面屋顶光伏支架基础

水泥配重法：在水泥屋顶浇筑水泥墩，这是常见的安装方法，优点稳固，不破坏屋顶防水。

预制水泥配重：相对制作水泥墩较省时，节约水泥地埋件。

光伏电站的基本构成要素

光伏电站升压系统构成：

（一）升压站：一个使通过的电荷电压变换的整体系统。为了便于用户或用电单位的使用，把大电压变小电压，或小电压变大电压的变电设备。主要是升压，目的是减小线路电流借以减小电能的损失。

（二）基本组成。主要一次设备有变压器、断路器、隔离开关、接地刀闸、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线等。升压站按升高电压的等级分有220kv升压站、330kv升压站、500kv升压站、750KV升压站。等级越高需要设备的耐压性就越强，设计要求就越高、制造设备费用也越大。

（三）升压站一次设备：按电能量流动方向描述为：电能从发电机机端侧到主变压器，通过主变压器升压到电网上之前的这段就属于升压站的范围。电能量依次通过发电机、变压器、隔离开关、断路器、电流互感器最后上电网送至其他受电处。

（四）升压站二次回路：保护控制回路、同期回路、直流监视回路、测量和继电保护回路。

继电保护一般有线路保护、断路器保护、母线保护、测控同期装置。

此外升压站还和DCS，NCS连接用以数据通讯和一次设备控制。

光伏电站包括哪些部分

1、独立光伏发电

独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。

2、分布式光伏发电

分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。

分布式光伏电站通常是指利用分散式资源，装机规模较小的、布置在用户附近的光伏发电系统，它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。分布式光伏电站包括屋顶电站、光伏建筑一体化、农光互补、渔光互补等。和我们普通居民相关的主要是家庭分布式光伏电站，其特点是安装容量小、流程简单、收益稳定，也是国家补贴相对高的一种分布式光伏发电系统。居民光伏系统一般根据屋顶面积设计光伏发电系统，装机容量3-10kW，投资大概需要3-10万元。

3、并网光伏发电

并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。

带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑；不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。

并网光伏发电有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还没有太大发展。而分散式小型并网光伏，特别是光伏建筑一体化光伏发电，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。

光伏电站的基本构成包括

装机容量，全称“发电厂装机容量”，亦称“电站容量”。指火电厂或水电站中所装有的全部汽轮或水力发电机组额定功率的总和。是表征一座火电厂或水电站建设规模和电力生产能力的主要指标之一。单位为“kW”。

装机容量一般应根据当时当地的客观条件和电力工业建设发展计划的需要，由电力设计院或其他有关技术部门针对各种不同方案进行全面考虑，并经政治、技术、经济等多方面的综合分析比较才能确定。此外，还把整个电力系统内所有火电厂、水电站和其他类型发电厂的装机容量的总和，称为该电力系统的“装机容量”

光伏电站的基本构成有哪些

光伏组件系统由太阳能电池板、控制器、蓄电池、逆变器、稳压保护装置和ATS等构成，结构图如下：

　　随着技术的发展和成熟，为了更好的为野外工程施工提供快捷可靠的电源，很多兄弟单位的工程已经开始使用移动电源和移动电站相关产品：考虑到水利厅的工程项目较多，各种施工现场复杂，本次供电设备升级改造建议采用第二种方案。这样对于已有配电所或是必须建设固定配电所的工程，移动电源还可以使用，对于临时性供电的现场，完全可以发挥第二种方案的优势，一次投资长期使用，而且移动式变电站的技术已经成熟，可以做到远程监测，免维护，设备使用率高。