【案例】500kw离网太阳能发电系统设计方案

500kw离网太阳能发电系统设计方案

一．蓄电池容量设计

1.1 总负荷计算：100×5=500kw

说明：已知100户，每户负荷为5kw，则总负荷为二者之积为500kw。

1.2 日耗电量计算：500kw×5h=2500kw·h

说明：由1.1所得计算结果可得负载功率为500kw，设平均每户每日用电时间为5h则每天村落消耗的电量为2500kw·h即每天耗电2500度。

1.3 逆变器的选型：100kw离网逆变器3个

说明：本系统是离网发电系统，而且由1.1知负荷功率达到500kw而离网逆变器的功率一般较小，市场上最大的有100kw，再大的功率的逆变器就少见了，由于同时率为60%所以功率不可能同时达到500kw，只需考虑300kw即可，所以选用3个100kw逆变器比较合适。

1.4 系统直流电压：500V

说明：由1.3知100kw的逆变器的直流输入在470V～720V之间，所以可以将电压初步定在500V，视情况做出调整。

1.5 蓄电池串联数：500÷2=250串

说明：由1.4知蓄电池输出电压为500V，若选用2V蓄电池则需要250串。

1.6 蓄电池容量初步确定：(2500kw·h/d×3d)÷0.8=9375kw·h

说明：因为每天耗电2500kw·h，考虑到连续三天阴雨天需三倍容量，且又由于电池的放电深度80%左右，所以容量更要增加。这里环境的低温度引起的蓄电池容量下降，与放电率的变化所引起的容量变化并没有考虑进去，这里暂且不考虑。

1.7 电池组的并联数：9375kw·h÷（2V×1200Ah/块）=3900块

3900块÷250块/串=15.6≈16串数即并16组

说明：由1.6可知道蓄电池容量为9375kw·h，而每个单体蓄电池的容量为2V×1200Ah/块=2400w·h，易知共需15.6组并取16组并，这时共需蓄电池数为250×16=4000块 即补了100块。

二．光伏阵列容量设计

2.1 电池组件的选择：Pmax250W，Vmpp32.6V，Impp7.67，Voc37.5，Isc8.57

说明 ：选用的电池组件是苏州华领太阳能电力有限公司的电池板其电池效率17.93%，最大输出功率的最大误差值 ±3%。

2.2 冲放电控制器初步选择：20个QYKI500V300A 6路

说明： 首先因为蓄电池容量为4000块×2400w·h=9600kw·h，而选择一天将蓄电池充满也即光伏阵列一天发的电可以将电池充满；这样9600 kw·h÷500V=19.2 kA·h即蓄电池要在一天内充电19.2 kA·h，但是实际上一天光伏光照时间有限，设村落地处北京城郊某地，通过该地的经纬度查找数据库可得全年峰值日照时数为 1520 h [1250kw·h/平方米·年]，平均峰值日照时数为：1520÷365=4.16h/d。即充电电电流为19.2 kA·h÷4.16h/d÷0.8=5769.25≈5770AQYKI500V300A 的参数为：额定电压 500V（400V-650V）额定电流为300A。所以需要19.2≈20个控制器。

2.3 光伏电池组件初步并联数：5770÷7.67A=752.2≈753

说明： 由2.2知5770A需要由光伏组件来提供，每块组件可以提供7.67所以需要753组电池组件并联。

2.4 光伏汇流箱的选择：126个6路的

说明： 选用16路或者12路的会带来个问题即光伏控制器每路的输入电流最大值为50A，如果是12路的1出的汇流箱则每根线电流为12×7.67=92.04A已远大于50A这样选用6路的合适，6×7.67=46.02A<50A。126×6=756这样为了充分利用汇流箱对光伏组件并联数适当修改为756组并联。这样控制器数量也需要调整6路的话共120<126 所以加一个控制器变为21个。

2.5 光伏组件的串联数：500×1.25=625V 625÷32.6=19.2≈20

说明： 考虑到电池板串联电压要等于合适的浮充电压及其他因素引起的压降。系统选用的蓄电池是JGFM一1200 通过该型号的单体蓄电池的浮充电压参数得2.3V即1.15倍以及其他因素引起的压降取1.25倍所以组件电压取500×1.25=625V 。由每块组件工作电压32.6V，所以为19.2块，取20块。调整后的控制器为 21 个。光伏组件串联数为20，并联数为756.

三．交流配电柜的选型：由前面所述逆变器，汇流箱，控制器，已经选好。还有配电柜，选用D-GGD 型交流低压配电柜。参数为：短路关合电流 15KA 额定电流 600A额定工作频率50HZ。额定工作电压380V。本系统采用的是低压三相 380V而且负载功率因素为0.8则系统通过的电流为I=300kw÷（3×380V×0.8）=569A。

四．总结

根据设计要求负荷要求500kw，同时率为60%，这样同时输出最大功率为300kw。所以逆变器的选型与交流配电柜的选型只需参照300kw选择即可。即选择了3台100kw逆变器，D-GGD型交流配电柜。

但是并不影响控制器与汇流箱的选择，因为它们是根据蓄电池的容量选定的。考虑到阴雨天等因素，蓄电池容量选择9600kw·h。蓄电池容量与逆变器容量确定了系统直流电压。这样可以确定了蓄电池的组串连接方式，即250串16并。通过设计一天充满蓄电池，且每天冲电时间为4.16h，可以确定充电电流大小。可以初步确定控制器参数。系统直流电压确定后可以确定光伏组件串联数。再根据系统充电电流确定并联数。确定汇流箱个数，为取整，再对光伏阵列并联数，控制器，数目进行适当调整。