分布式光伏电站系列知识

1、光伏电站系列知识光伏组件横向竖向布置对发电的影响2气象数据和光伏电站线路电流计算8如何计算光伏电站污染物减排量11土地使用税及其计算方式12分布式光伏电站的手续办理全面总结16光伏电站高压并网为何大多先升至35KV而非10KV？18什么是“明显断开点”？22光伏电站并网点、接入点、公共连接点你能分清楚吗？25光伏电站平均发电量计算方法小结29电站防雷33组件电压温度系数对电站设计的影响42什么是接入系统46电缆直埋有哪些注意事项？51光伏电站电气主接线方案54三相交流电路的星、三角接法63光伏电站荷载设计64辐照度与标准日照时间转换66光伏支架74固定式光伏方阵最佳倾角的选择.pdf光伏组件横

2、向竖向布置对发电的影响在光伏电站的设计中，光伏组件的放置通常有两种设计方案：方案一：竖向布置，如下图。图1光伏组件竖向布置的光伏电站方案二：横向布置，如下图。图2光伏组件横向布置的光伏电站根据我的了解，目前竖向布置的电站会更多一些。主要原因是，竖向布置安装方便，横向布置时，最上面的一块安装比较费劲！这就影响了施工进度。经过与业内的多位专家探讨之后，发现一横、一竖，对发电量的影响太大了！逐步说明这个问题。1、前后遮挡造成电站电量损失在电站设计过程中，阵列间距是非常重要的一个参数。由于土地面积的限制，阵列间距一般只考虑冬至日6个小时不遮挡。然而，6小时之外，太阳能辐照度仍是足以发电的。从本人获得的

3、光伏电站的实测数据来看，大部分电站冬至日的发电时间在7小时以上，在西部甚至可以达到9个小时。（一个简单的判别方法，日照时数是辐射强度120W/m2的时间长度，而辐射强度50W/m2时，逆变器就可以向电网供电。因此，当12月份的日照时数在6h以上时，发电时间肯定大于6h。）结论1：我们为了减少占地面积，在早晚前后光伏方阵必然会有遮挡，造成发电量损失。2、光伏组件都有旁路二极管热斑效应：一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的

4、电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。因此，旁路二极管的作用就是：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。图3光伏组件的电路结构图结论2：光伏组件式需要旁路二极管的。3、二极管在纵向遮挡和横向遮挡时的作用图4纵向布置时被遮挡的图图5横向布置时被遮挡的图当组件纵向排布时，阴影会同时遮挡3个电池串，3个二极管若全部正向导通，则组件没有功率输出，3个二极管若没有全部正向导

5、通，则组件产生的功率会全部被遮挡电池消耗，组件也没有功率输出。当组件横向排布时，阴影只遮挡1个电池串，被遮挡电池串对应的旁路二极管会承受正压而导通，这时被遮挡电池串产生的功率全部被遮挡电池消耗，同时二极管正向导通，可以避免被遮挡电池消耗未被遮挡电池串产生的功率，另外2个电池串可以正常输出功率。结论3：纵向遮挡，3串都受影响，3串的输出功率都降低；横向遮挡，只有1串受影响，另外2串正常工作。标准测试条件（即温度25，光谱分布AM1.5，辐照强度是1000W/m2，）下，未遮挡、纵向遮挡、横向遮挡的输出功率图：图6 组件未被遮挡时的输出功率如下图图7纵向遮挡（图4遮挡方式）时组件的输出功率如下图图

6、8 横向遮挡（图5遮挡方式）时组件的输出功率如下图从图中可以看到，组件横向遮挡电池片时，组件的输出功率约为正常输出功率的2/3，说明二极管导通，起到保护作用，组件纵向遮挡电池片时，组件几乎没有功率输出，测试结果与理论一致。结论4：在光伏电站中组件采用横向排布，可以减少阴影遮挡造成的发电量损失。为了更好的说明这一问题，借用网友“李京大明”的一组实验实测的数据来说明。采用了下面7种不同的遮挡方式。这7种遮挡方式中，方案2和方案6、方案3和方案7的遮挡量基本相同。那他们的输出功率呢？看下表。方式1234567Voc34.6224.5534.063433.1134.4933.5Isc5.883.450

7、.470.330.285.85.2P2048516119200174可以看出，方案6的输出功率远大于方案2，方案7的输出功率远大于方案3。纵向安装阴影遮挡后，二极管全部导通，在这种情况下，组件的电流是很低，小于1A；横向安装阴影遮挡后，仅有一个二极管导通，其余两个是正常的，所以功率降低不大。总结论：在早晚遮挡是不可避免的，横向布置发电量会比竖向布置高很多！安装费毕竟是小头，发电量好效益才好！所以，尤其是山地电站，尽量采用横向布置吧！气象数据和光伏电站线路电流计算光伏电站采用逐级汇流就地升压的方式运作，在设计阶段需要仔细估算光伏电站最大峰值/短路电流，进而选择导线截面以及保护元件的整定值，以兼顾

8、系统安全和投资密度最优。直流侧最大电流就组件峰值/短路电流的有机叠加，而交流侧则是根据三相交流电的算法计算。一、气象数据和光伏电站线路电流的关系通常情况下，估算线路电流很少考虑当地气象数据（主要是辐照度及温度），但实际情况是，气象数据对光伏电站的线路电流是有一定影响的。首先，光伏电站的发电单元是太阳能组件，太阳能组件的输出电流会受温度和辐照度的影响。温度越高，相应的电流输出越高（相反，电压是下降的）；同样，辐照度越高，电流越大。其次，温度和辐照度是不稳定的，一定组合情况下，会导致电流出现较大波动。比如，某地每年八月份会出现全年最大辐照值，此时温度也相对较高，这时就会出现全年峰值/短路电流最大值

9、，对线路及保护元件是重要的考验。二、具体计算方法根据上述情况，保护元件整定值、线缆截面的选择必须根据全年中半小时最大负荷参数选择。2.1半小时最大负荷半小时最大负荷是电力系统负荷计算时用到的术语。电力用户有功日负荷曲线可以根据有功功率表每隔半小时的读书绘制而成，为便于计算，负荷曲线多绘制成阶梯形，横坐标一般按半小时分隔，其中功率最大的半小时区间，称为“半小时最大负荷”。2.2举例某地某光伏发电项目，容量1MW，采用255W组件，短路电流8.68A，20块组件串联成一个支路，16路汇一至汇流箱，两台500KW逆变器分别连接隔离变后，通过并网柜一回380V并网。下表是近十年该地区每月最大辐照度统计

10、表：年/月1234567891011121999751930973998110211941241136412531026781755200083084693510491107119611961210101298269162820017328329529371071105111871236115310027356992002786783984121212571220124212941124999830702200384474790212001186125613171298114097180069420049027891020107011181188115011371127991795788200

11、5794102610301024114112261268122411291084597761200672292094210101074114312851119126880178275720076298089619561149119111901258117999375772220087798579161021122811741242121310958968307302009876.9853.8961.5104811431184123212351148975760723.6从表看出，2009年8月某日的最大曝射量最大，为1364W/m。此时发电功率为：1000*1.364=1364KW。2.1.1

12、直流侧电流分别为：联支路最大峰值电流：1.364Imp=10.94A，选择4mm光伏组件专用电缆。最大短路电流：1.364Isc=1.364*8.68=11.84A。 汇流箱输出最大峰值电流：1610.94=175.04A汇流箱输出最大短路电流：1611.84A=189.44A汇流箱电流根据最大峰值电流和线路长度选择，开关及其他保护元件根据最大短路电流等选择。2.1.2交流侧最大线电流为：1364KW0.381.73290%（电网允许最低电压偏差率）=2302.72A但由于逆变器有最大功率输出限制功能，因此实际最大输出功率为1100KW，所以应为：1100KW0.381.73290%（电网允许

13、最低电压偏差率）=1869.98A常规算法为：1100KW0.381.732=1671.33A三、总结通过上述计算可知，计算线路电流时，如果不考虑气象数据，会造成计算数据偏小，对于电缆线径选择和开关设备整定值有较大影响，进而造成电缆发热及开关设备误动，造成不必要的损失。因此，设计阶段需要综合考虑，控制好冗余，既不能过多增加初始投资，也不要引起后期运维工作量增加。如何计算光伏电站污染物减排量太阳能作为清洁能源，其所发的电量原则上不需要消耗化石燃料，因此使用清洁能源，意味着减少化石燃料的燃烧（即节约标准煤使用量），减少二氧化碳及其他气体粉尘的排放量，对于从根本上治理空气污染具有重大的意义。我国是以

14、火力发电为主的国家，火力发电厂是利用燃烧燃料(煤、石油及其制品、天然气等)所得到的热能发电的。节能减排和使用可再生能源，是减少二氧化碳排放的两个关键。那么，如何计算二氧化碳减排量的多少呢？以发电厂为例，节约1度电或1公斤煤到底减排了多少“二氧化碳”？根据专家统计：每节约1度(千瓦时)电，就相应节约了0.328千克标准煤，同时减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳、0.03千克二氧化硫、0.015千克氮氧化物。每使用光伏电站所发的一度电是同样道理。以1MWp光伏电站为例。假设年发电量为1200000度。那么：节约标准煤量：1200000KWh0.328KG/KWh=393600

15、KG=393.6吨。减少碳粉尘排风量：1200000KWh0.272KG/KWh=326400KG=326.4吨。减少二氧化碳减排量：1200000KWh0.997KG/KWh=1196400KG=1196.4吨。减少二氧化硫排放量：1200000KWh0.03KG/KWh=36000KG=36吨。减少氮氧化物排放量：1200000KWh0.015KG/KWh=18000KG=18吨。需要说明的是，由于各火电厂容量和效率的不同，每发一度电所消耗的标准煤量是不同的，而且随着火电技术的提高，度电燃煤量一直在降低，上述提及的数据是一般意义上的平均值，仅供参考。土地使用税及其计算方式 在中国，使用土地

16、就需要纳税，特别是城镇土地。今天向大家介绍城镇土地使用税。城镇土地使用税是以开征范围的土地为征税对象，以实际占用的土地面积为计税标准，按规定税额对拥有土地使用权的单位和个人征收的一种行为税。(一) 纳税人城镇土地使用税的纳税人包括在中国境内的城市、县城、建制镇和工矿区范围内使用土地的企业、行政单位、事业单位、军事单位、社会团体、其他单位、个体工商户和其他个人。(二) 计税依据、税额标准和计税方法1.计税依据城镇土地使用税以纳税人实际占用的土地面积为计税依据，按照适用税额标准计算应纳税额。2.税额标准城镇土地使用税根据不同地区和各地经济发展状况实行等级幅度税额标准，税额标准表如下：城镇土地使用税

17、税额标准表地区税额标准一、大城市二、中等城市三、小城市四、县城、建制镇、工矿区每平方米每年1.5030.00元每平方米每年1.2024.00元每平方米每年0.9018.00元每平方米每年0.6012.00元3.计税方法应纳税额计算公式：应纳税额 = 纳税人实际占用的土地面积 适用税额标准(三) 免税和减税1.下列土地可以免征城镇土地使用税：(1).行政单位、军事单位和社会团体自用的土地。(2).由国家财政部门拨付事业经费的单位自用的土地。(3).企业办的学校、托儿所和幼儿园自用的土地。(4).非营利性医疗机构、疾病控制机构和妇幼保健机构等医疗、卫生机构自用的土地。(5).非营利性科研机构自用的

18、土地。(6).符合规定的科学研究机构转为企业和进入企业，可以从转制注册之日起，7年以内免征科研开发自用土地的城镇土地使用税。(7).宗教寺庙、公园和名胜古迹自用的土地(不包括其中附设的各类营业单位使用的土地，如在公园里设立的餐馆、茶社等)。(8).市政街道、广场和绿化地带等公共用地。(9).直接用于农业、林业、牧业和渔业的生产用地(不包括农副产品加工场地和生活、办公用地)，水利设施及其护管用地。(10).经批准开山填海整治的土地和改造的废弃土地，从使用的月份起，可以免征城镇土地使用税5 10年。(11).国家规定可以免征城镇土地使用税的能源、交通用地(主要涉及煤炭、石油、天然气、电力、铁路、民

19、航和港口等类企业)和其他用地。(12).行政单位、企业、事业单位、社会团体和个人投资兴办的福利性、非营利性老年服务机构自用的土地。(13).公益性未成年人校外活动场所自用的土地。(14).个人出租住房用地，廉租住房、经济适用住房建设用地，廉租住房经营管理单位按照政府规定的价格向规定的对象出租的廉租住房用地。2.下列土地可以暂免征收城镇土地使用税：(1).各类危险品仓库、厂房所需的防火、防爆和防毒等安全防范用地，经过省级地方税务局批准的;(2).企业范围内的荒山、林地和湖泊等占地，没有利用的;(3).企业搬迁以后，原有场地不使用的;(4).铁路运输企业经国务院批准进行股份制改革成立的企业，由铁道

20、部及其所属铁路运输企业与地方政府、企业和其他投资者共同出资成立的合资铁路运输企业自用的土地。3.在一个纳税年度内月平均实际安置残疾人就业人数占本单位在职职工总数的比例达到25%以上且安置残疾人10人以上的单位，可以减征或者免征该纳税年度的城镇土地使用税，具体减免税比例和管理办法由省级财税主管部门确定。4.核电站用地在基本建设期间可以减半征收城镇土地使用税。5.自2010年9月27日起3年以内，公共租赁住房(以下简称公租房)建设用地和公租房建成以后占地可以免征城镇土地使用税;在其他住房项目中配套建设公租房，根据政府部门出具的相关材料，可以按照公租房建筑面积占总建筑面积的比例免征建造、管理公租房涉

21、及的城镇土地使用税。分布式光伏电站的手续办理全面总结分布式光伏电站，因装机容量小，投资规模小，并网等级低等特点，具有较大的应用市场。不同于大型光伏电站，其手续相对简单。但分布式光伏电站也分为多种类型，其手续在办理过程中也不尽相同，本文通过实际经验对分布式光伏电站（不含地面分布式）的手续进行全面总结。一、定义及分类。根据国家电网营销2014174号国家电网公司关于印发分布式电源并网服务管理规则的通知中，对分布式电源的定义为：第一类：10千伏及以下电压等级接入，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的分布式电源。第二类：35千伏电压等级接入，年自发自用大于50%的分布式电源，或10千伏电压等级接入且单

22、个并网点总装机容量超过6兆瓦，年自发自用电量大于50%的分布式电源。2015年3月16日国家能源局发布关于下达2015年光伏发电建设实施方案的通知国能新能201573号，文件对光伏电站进行了较细致的区分，同时规定对屋顶分布式光伏发电项目及全部自发自用的地面分布式光伏发电项目不限制建设规模，各市发改部门随时受理项目备案，电网企业及时办理并网手续，项目建成后即纳入补贴范围。具体如下图。二、手续区别小型分布式光伏电站手续区别，主要体现在投资主体上，即自然人和法人。但总的手续大体相同，基本流程如下：序号内容备注1项目前期准备工作2提交分布式电源项目接入申请表供电公司营销部3确认供电公司出具的分布式电源

23、接入系统方案或同意接入电网的函4自然人组织设计施工法人配合其他材料到发改委备案后，组织设计施工5项目竣工后，提交并网验收及调试申请；6签订购售电合同，安装关口计量装置；调度中心、营销部7建立项目电费及补贴发放账户（立户）如上表所示，自然人投资项目和法人投资项目，手续区别在第4步，法人投资项目需要先立项备案，才能组织施工；而自然人投资项目并非不需要备案，只是由供电公司统一集中代办，所需材料较少（不需要进行承载说明、能评等）。上述流程为正常情况下的顺序，实际过程中，顺序可能存在变化，如同步进行、手续补办、流程简化等。2.1自然人投资对于自然人利用自有宅基地及其住宅区域内建设的380/220伏分布式

24、光伏发电项目，不需要单独办理立项手续，只需要准备好支持性资料，到当地（市级）供电公司营销部（或办事大厅）提交并网申请表，供电公司受理后，根据当地能源主管部门项目备案管理办法，按月集中代自然人项目业主向当地能源主管部门进行项目备案，并于项目竣工验收后，办理项目立户手续，负责补贴及电费发放。支持性文件主要有：经办人身份证原件及复印件、户口本、房产证（购房合同或屋顶租赁合同）、项目实施方案等项目合法性支持性文件，银行账户用于立户手续2.2法人投资法人投资的小型分布式光伏发电项目，与其他大型屋顶分布式及地面分布式项目手续基本相同，先备案，后施工。备案资料大体如以下：1、项目立项的请示、县区初审意见2、

25、董事会决议3、法人营业执照、组织机构代码证4、规划部门选址意见（规划局）5、土地证（非直接占地项目，为所依托建筑的土地证）6、资金证明7、节能审查意见（发改委）8、电力接入系统方案（供电公司营销部）9、合同能源管理协议或企业是否同意证明10、屋顶抗压、屋顶面积可行性证明（设计院复核证明）11、项目申请报告（或可研）12、登记备案申请表（注：安评不再作为环评前置条件，环评不再作为立项前置条件）项目竣工验收合格并签订发售电合同后，法人单位需要提交工商营业执照、组织机构代码、银行开户证明用于立户手续的办理。光伏电站高压并网为何大多先升至35KV而非10KV？ 大型光伏电站考虑到容量和电压损耗的原因，

26、并网电压一般都比较高，如110KV、220KV，如此高的送出电压，就需要实行二次升压方案才能实现。那么，根据我国电压等级划分，就地升压可以选择10KV或者35KV，然后再二次升压至送出电压。 那么，究竟是先升到10KV（方案一）还是35KV（方案二）呢？目前，大多数高压并网方案选择方案二。实际上，在成本方面，方案二却要比方案一高出10%以上。其实方案的最终确定，不仅仅考虑建设成本，还要综合考虑系统可靠性、损耗、线路布置、运营维护等方面。 首先，来看一下成本方面的对比。 以220KV并网为例（220KV并网时，一般电站容量要达到300兆瓦左右，所以本次以300兆瓦为例），电气一次主要设备如下：3

27、00兆瓦项目分为300个发电单元，每个单元配置500KW+500KW+1000KVA就地升压系统，主变压器选用三台100MVA的升压变。方案一：每5台箱变并入一台开关柜，需60台并网柜，综合出线、站用变、无功补偿开关柜等，共需约72台开关柜。方案二：每10台箱变并入一台开关柜，需30台并网柜，综合线、站用变、无功补偿开关柜等，共需约42台开关柜。那么两种方案分别配置多少设备呢？见下表序号设备方案一方案二1主变压器三台，10/220KV三台，35/220KV2开关柜72台，10KV，KYN42台，35KV，KYN3箱式变压器300台，10KV300台，35KV4无功补偿3套，10kV 20Mva

28、r3套，35kV 20Mvar5电线电缆YJV22-3x185YJV22-3x506站用变1台，10KV1台，35KV按照市场参考价格，上述设备的大体价格对比如下：序号设备方案一方案二1主变压器三台，10/220KV840万三台，35/220KV1050万2开关柜72台，10KV576万42台，35KV504万3箱式变压器300台，10KV5400万300台，35KV6900万4无功补偿3套，10kV 20Mvar450万3套，35kV 20Mvar600万5电线电缆YJV22-3x1851300万YJV22-3x50650万6站用变1台，10KV15万1台，35KV20万7总计8581万97

29、24万通过上表可知，10KV方案的投资要比35KV方案少1200万左右，主要体现在箱式变压器的价格方面。但分项中，10KV方案电缆及开关柜的成本要高于35KV方案，见下图。如果单从投资成本考虑，考虑方案一。 但采用10kV 电压等级集电线路进线为60 回，35kV 电压等级集电线路进线为30回，在线路布置施工、可靠性、运行维护方面，35kV更优。35kV 等级线路比10kV 等级在线路及开关柜方面初期投资要少一千万，在线路损耗方面，35kV 线路损耗要小得多。 因此，综合考虑，推荐采用35kV 方案。虽然前期投资成本要略高，但在后期运营维护、可靠性等方面，会在收入方面上显现优势，弥补初期投资较

30、高的不足。什么是“明显断开点”？在分布式电源接入电网技术规定中规定：分布式电源必须在并网点设置易于操作、可闭锁、具有明显断开点的并网断开装置，以确保电力设施检修维护人员的人身安全。那么什么是所谓的“明显断开点”呢？一、概念来源明显断开点的概念来自于电力行业安全管理规程，顾名思义，就是能用肉眼直接看见，进线与出线之间有足够安全距离。它的涵义是在设备检修维护之前，应设法使所有可能来电的各个电源侧形成明显的断开点，以确保工作人员的人身安全。在传统的高压电力设备中有这种“明显断开点”是非常重要的，因为有些开关设备，即使显示已经断开，但由于机械、电气等故障，导致设备实际仍然可能处于接通状态，这种情况下，

31、如果进行线路、设备检修，将会酿成人员伤亡事故，造成重大损失。所以，为了确保线路（电源）真正的断开，需要肉眼可辨识的断开点，即为明显断开点。二、哪些设备可以作为明显断开点明显断开点，是由可以进行开断的设备动作后形成，即开关设备，包括隔离开关、负荷开关、可抽出式断路器等。拉开的刀开关、取下的熔断器、拉开的负荷开关、拆出导线、抽出的断路器等，这些措施都使检修地点与电源之间有一个明显的断开点。2.1隔离开关文字符号QS，功能主要是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。隔离开关没有专门的灭弧装置，不允许带电操作，一般与断路器配合使用，先断开断路器，再拉开隔离开关。 2.2负荷开关文字符号QL，是

32、介于隔离开关和高压断路器之间的开关电器。在结构上与隔离开关相似，但具有简单的灭弧装置，能够断开相应的负荷电流，但不局部切断短路电流的能力，一般与熔断器配合使用，切断短路电流的任务由熔断器承担。 2.3断路器文字符号QF，是带有强力灭弧装置的开关设备，是变电所用以通断高压电路的重要设备。其灭弧能力很强，有足够的断流能力，能可靠的接通和切断有载电路和故障电路。正常供电时是利用它通断负荷电流，当供电系统发生故障时，利用继电保护和自动装置的配合能够快速切断很大的短路电流。按照安装方式分类，可分为插入式、固定式和抽屉式，其中抽屉式断路器在抽出时，会形成明显断开点。光伏电站并网点、接入点、公共连接点你能分

33、清楚吗？选择题： 下图中，A1、A2、B1、B2、C1、C2、D分别属于下列哪一项？ 1）接入点，2）并网点，3）公共连接点亲爱的朋友，作为光伏电站资深人士的您，可不要说答错了！正确答案是这样的：下面是国家电网公司专业的解释，温习一下吧！1. 并网点，对于有升压站的分布式电源，并网点为分布式电源升压站高压侧母线或节点;对于无升压站的分布式电源，并网点为分布式电源的输出汇总点。如图所示A1 、B1 点分别为分布式电源A 、B 的并网点。C1点为常规电源C的并网点。2. 接入点，是指电源接人电网的连接处，该电网既可能是公共电网，也可能是用户电网。如图所示， A2 、82点分别为分布式电源A 、B

34、的接人点C2为常规电源C 的接人点。3. 公共连接点，是指用户系统(发电或用电)接人公用电网的连接处。如图所示， C2 、D点均为公共连接点， A2 、82点不是公共连接点。4. 接人系统工程，如图所示， A1-A2 、B1-B2和C1-C2输变电工程以及相应电网改造工程分别为分布式电源A 、B和常规电源C接人系统工程其中A1-A2 、B1-B2输变电工程由用户投资。C1-C2输变电工程由电网企业投资。5. 专线接人，是指分布式电源接人点处设置分布式电源专用的开关设备(间隔) ，如分布式电源直接接人变电站、开闭站、配电室母线，或环网柜等方式。 6.T接，是指分布式电源接人点处未设置专用的开关设

35、备(间隔)，如分布式电源直接接人架空或电缆线路方式。光伏电站平均发电量计算方法小结光伏电站在做前期可行性研究的过程中，需要对拟建光伏电站的发电量做理论上的预测，以此来计算投资收益率，进而决定项目是否值得建设。一般而言，每个有经验的光伏人心里都有一个简便的估算方法，可以得出和计算值相差不多的数据，那么本次总结列举光伏电站的平均发电量计算/估算的方法，通过案例分析各方法的差异，方便读者选择最合适的计算方法。（光伏经验网：http:/www.pvsummary01.icoc.cc/，手机微信搜索“光伏经验网”，添加关注微信公众号，获取更多信息。）一、计算方法1）国家规范规定的计算方法。根据最新的光伏

36、发电站设计规范GB507972012第6.6条：发电量计算中规定：1、光伏发电站发电量预测应根据站址所在地的太阳能资源情况，并考虑光伏发电站系统设计、光伏方阵布置和环境条件等各种因素后计算确定。2、光伏发电站年平均发电量Ep计算如下：Ep=HAPAZK式中：HA为水平面太阳能年总辐照量（kWh/m2）；Ep为上网发电量（kWh）； PAZ系统安装容量（kW）；K为综合效率系数。综合效率系数K是考虑了各种因素影响后的修正系数，其中包括：1）光伏组件类型修正系数；2）光伏方阵的倾角、方位角修正系数；3）光伏发电系统可用率；4）光照利用率；5）逆变器效率；6）集电线路、升压变压器损耗；7）光伏组件表

37、面污染修正系数；8）光伏组件转换效率修正系数。这种计算方法是最全面一种，但是对于综合效率系数的把握，对非资深光伏从业人员来讲，是一个考验，总的来讲，K2的取值在75%-85%之间，视情况而定。2）组件面积辐射量计算方法光伏发电站上网电量Ep计算如下：Ep=HASK1K2式中：HA为倾斜面太阳能总辐照量（kWh/m2）；S为组件面积总和（m2）； K1组件转换效率；K2为系统综合效率。综合效率系数K2是考虑了各种因素影响后的修正系数，其中包括：1)厂用电、线损等能量折减交直流配电房和输电线路损失约占总发电量的3%，相应折减修正系数取为97%。2)逆变器折减逆变器效率为95%98%。3)工作温度损

38、耗折减光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。当它们的温度升高时，光伏组件发电效率会呈降低趋势。一般而言，工作温度损耗平均值为在2.5%左右。4)其他因素折减除上述各因素外，影响光伏电站发电量的还包括不可利用的太阳辐射损失和最大功率点跟踪精度影响折减、以及电网吸纳等其他不确定因素，相应的折减修正系数取为95%。这种计算方法是第一种方法的变化公式，适用于倾角安装的项目，只要得到倾斜面辐照度（或根据水平辐照度进行换算：倾斜面辐照度=水平面辐照度/cos），就可以计算出较准确的数据。（光伏经验网：http:/www.pvsummary01.icoc.cc/，手机微信搜索“光伏经验网”，添加关注

39、微信公众号，获取更多信息。）3）标准日照小时数安装容量计算方法光伏发电站上网电量Ep计算如下：Ep=HPK1式中：P为系统安装容量（kW）；H为当地标准日照小时数（h）； K1为系统综合效率（取值75%85%）。这种计算方法也是第一种方法的变化公式，简单方便，可以计算每日平均发电量，非常实用。4）经验系数法光伏发电站年均发电量Ep计算如下：Ep=PK1式中：P为系统安装容量（kW）；K1为经验系数（取值根据当地日照情况，一般取值0.91.8）。这种计算方法是根据当地光伏项目实际运营经验总结而来，是估算年均发电量最快捷的方法。二、案例分析以山东省某地的1MWp屋顶项目为例。项目使用250W组件4

40、000块，组件尺寸1640*992mm，采用10KV电压等级并网。当地水平太阳辐射量为5199 MJm-2，系统效率按80%计算。那么四种计算方法最终结果如下表：标准法组件面积法标准日照小时法经验系数法计算过程1000*5199*0.28*0.81.64*0.992*4000*5199*0.28*0.154*0.85199*0.28*1000*0.81000000*1.15计算结果1164576度1167089度1164576度1150000度备注组件效率=组件标称功率/组件面积*1000W/*100%注1：单位转换经验系数。通过上述计算可以发现，标准法和标准日照小时法的得数是相同的，因为标准

41、日照小时数的概念是这样定义的：辐照总量折算成在1000W/的辐照下折算出的小时数，在数值上等于单位转换后的辐照量值。一般情况下，现场估算都是采用经验系数法，组织书面材料时，采用其他三种方法都可以。电站防雷一、对雷电的了解1、雷电的概念a.定义：雷电是雷雨云之间或云地之间产生的放电现象。b.按照闪电空间位置分类：云内放电、云际放电和云地放电云地闪电大约占闪电总数的20%c.按闪电形状分类：线状、带状、片状、球状。d.按作用方式分为：直接雷、感应雷和雷电波侵入2、雷电活动和规律（1）、雷暴日：在一天内只要监测站听到雷声则为一个雷暴日，而不论雷暴次数和持续时间。雷暴日反映局部地区的雷电活动情况。（2

42、）、地区雷暴日等级划分（年平均雷暴日Td)少雷区：Td20天；多雷区：20Td40天；高雷区：40Td60天；强雷区：60天；我国西北地区一般在15天以下；长江以北大部分地区在1540天；长江以南地区在40天以上；北纬23以南地区超过80天。3、雷击选择性（新能源防雷的必要性）A、与土壤的电阻率有关a、土壤电阻率小的地方。河床、盐场等b、土壤电阻率有突变的地点。c、地下埋有金属矿和金属管线密集处。B、与地面上的设施有关有利于雷云与大地建立良好的放电通道者易受雷击。 C、地形和地物条件a、山中的平地较峡谷易受雷击。b、高耸建筑物、空旷地区孤立建筑物、树木。c、低洼潮湿地点、山口。d、铁路枢纽、高

43、压架空线。D、建筑物结构及其所附属构件条件a、结构材料所能积蓄电荷的多少影响接闪的频率。b、建筑物内金属设备多少。二、光伏防雷设计规范1、建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）2、建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-94（2004年）GB50343 3、低压配电设计规范GB50054-954、低压配电系统的电涌保护器（SPD）第一部分：性能要求和试验方法GB18802.1-20025、雷电电磁脉冲的防护第二部分建筑物的屏蔽、内部等电位连接及接地IEC61312-26、安全防范工程技术规范GB50348-20047、建筑物防雷IEC610248、中华人民共和国气象法9、

44、中国气象局第8号令防雷减灾管理办法三、防雷与接地设计在现有技术规范条件下，大型光伏电站防雷应该以保障电站人员和主要设备安全运行为基本出发点，综合考虑电站在电网中的重要性、影响程度、地理环境、投资成本等因素，力求使防雷设计重点突出、效果最大化、成本合理化。四、应用案例1.地面电站防雷方案光伏方阵不属于建筑物，其可能易受雷击的直接原因是占地面积较大，增加了其易受雷击的可能性。避雷针体积庞大，使得在偏远无电地区安装电站的施工难度增大；受机房与阵列间场地的限制，如果避雷针位置距离光伏方阵、机房较近，存在雷电反击的隐患。可采取的防雷措施包括：（）架设避雷针防止低空直击雷；为满足保护半径的要求，针体高度绝

45、大部分约在，并根据光伏电站面积大小，利用滚球法计算所需避雷针的数量。（）光伏方阵支架可靠接地。2.BIPV防雷方案3.汇流箱防雷设计汇流箱内，输入、输出处加装防雷器，正负极都具备双重防雷功能，可承受的直流电压值，各机壳均可靠接地。4.配电柜防雷设计逆变器、交直流配电柜是把汇流控制和并网输出的重要设备，一般在控制机房室内集中布置，同通讯设备等都属于核心、全局控制设备，其防雷不仅要注意防感应雷，还要注意雷电电磁脉冲。雷电电磁脉冲辐射对光伏电站电子系统的破坏力更大，概率更高。电站机房属于第一类防雷场所，根据规定，其防直击雷装置应能承受的首次雷击。可采取的防雷措施包括：（）机房属于区，需可靠接地，机房

46、内应敷设等电位带，机房内设备外壳和机架、直流地、防屏蔽线缆外层、防静电地、接地等均应以最短距离与之直接连接；在机房还应装设避雷器，阻止和隔离雷电感应电流在各发电方阵之间漫游，确保雷电的过电流过程就地下泻。（）控制机房进、出线处属于区，要做等电位连接，采取屏蔽措施，均增设防雷隔离箱，内装防雷保安器，防止感应雷。（）交直流配电柜内属于区。直流配电柜应加装有直流断路器、防反二极管、光伏专用防雷器；交流配电柜同样要加装光伏防雷器和断路器。要注意的是大型光伏电站，并网电压一般都在及以上，要根据具体并网电压等级来选择相应防护级别的光伏防雷器和断路器。（）大型逆变器属于区，在逆变器的每路直流输入端装设浪涌保

47、护装置（）。需注意根据逆变器是否有变压器和组件接入形式最终确定工作电压要求。如果交直流配电柜均有完备的防雷措施，从减少配合复杂度和减少投资角度，也可不再加装。（）通讯设备应加装单独防雷保护器，其天线处于区，要加装天馈线避雷器。一方面要防止通讯天线外置导引的直击雷等，另一方面还要防止感应和雷电电磁脉冲辐射，防雷保护器可加装在前端（大容量往往加装有），通流容量，要综合考虑通讯设备的工作速率、工作电流、动作电压和连接形式，具体可参考通信局（站）防雷与接地工程设计规范（）。五、结论及建议（）大型并网光伏电站的防雷目前虽然没有明确的国家标准，但从防雷击人身伤亡和设备损毁，进而影响电网运行安全的角度出发，

48、大面积防雷设计是必要的，决不能以国家规定不明确和降低工程造价为理由，降低防雷标准。（）大型并网光伏电站的防雷设计应综合参考建筑物防雷设计规范（）、光伏（）发电系统过电压保护导则（）和交流电气装置的接地（）等国家行业规定，在保障防雷安全的前提下，明确电站不同建筑、设备的防雷重点，按照最佳性价比确定防雷方案。（）光伏电站的光伏发电机有其特殊的电气特性，原本为交流电压系统开发的超高电压避雷器在用于光伏电站过电压保护时，存在对地电势具有正负极性等问题。因此，在为光伏电站选择气体避雷器时，应采用大型正规厂家的光伏专用避雷器。（）以上方案已在靖边部分光伏电站建设中得到一定应用，但由于电站运行时间较短，该方

49、案还有待在实践中检验完善。组件电压温度系数对电站设计的影响半导体电压随温度的变化而变化，这种变化的系数，称为电压温度系数，太阳能电池片发电原理是根据P-N结及空穴电子对原理（光生伏打效应）实现的，属于半导体，因此电池片/组件的电压也会随着温度的变化而变化。具体数值大约为-0.35/，意思是温度每降低（升高）1摄氏度，电压升高（降低）基准电压的0.35%。组件标准工作条件之一是温度25，此时的电压定为基准电压，那么低于25，电压就升高，反之降低。电压发生变化，相应的组件串电压就会发生变化，尤其是在冬夏温差大的地方。因此，在电站设计过程中，必须根据当地最低/最高温度，计算出电压变化范围，进而选择合

50、适的逆变器。举例说明根据*市恶劣天气影响，地表最低气温-13.8,最高气温37.2，方案设计中，电池组件的温度变化范围从-2065，组件标准工作条件下，开路电压37.5V，峰值电压31.4V，逆变器最大功率跟踪电压范围450V-820V，最高可承受电压900V。那么，20时（+表示上升，-表示降低）电池组件的开路电压变化幅度为：（20）25（-0.35/）37.5V =+5.9V（峰值电压基础上增加5.9V）最佳功率点电压变化幅度为：（20）25（-0.35/）31.4V+4.945V当65时，电池组件的开路电压变化幅度为：(6525)（-0.35/）37.5V-5.25V最佳功率点电压变化幅

51、度为：(6525)（-0.35/）31.4V-4.396V因此，恶劣条件下，组件最低电压27V，最高开路电压43.4V，因此考虑温度变化后的每串太阳电池组件数的选择范围为：Nvmt450V(31.4V4.396V)=16.6块Nvoct=820V(31.4V+4.945V)=22.56块Nmax=900V(37.5V+5.9V)=20.73块通过计算当组件最低电压输出时，只要有17块组件串联即能满足逆变器最大功率跟踪下限电压输入条件；组件最高电压输出时，21块组件就达到逆变器最高电压输入限制；组件最大峰值电压输出时，组件22块串联满足逆变器最大功率跟踪上限电压输入（请注意区分加黑字体的意思）。

52、根据上述计算，系统选择20块组件串联方式。什么是接入系统做光伏电站，没有不知道接入系统的。从最开始项目考察最关键的具有一票否决权的两个内容，其一就是接入系统。所谓接入系统，并不是专业名词，系统一般指电力系统。电力系统是由生产、输送、分配和消费电能的发电机、变压器、电力线路和电力用户组成的整体。简而言之，接入系统就是接入电力系统，也就是发电机并网。接入系统设计需要专业单位根据发电机容量、配电网络、区域负荷发展等综合考虑，以经济、安全为原则，提出合理的接入电压及接入系统方案，根据接入系统方案，进行相应的系统继电保护、调度自动化及系统通信的方案设计，并进行接入系统的投资估算。通过一道问答题来具体说明

53、：某地拟建设40MWp的光伏电站项目，附近有距离5公里220KV负荷站，低压绕组有110KV圈和35KV圈，请问：1. 此项目以多少电压等级接入为宜；2. 如果是50MWp的项目，电压等级为多少合适？3. 如果是100MWp的项目呢？首先,40MWp项目，不考虑上级变压器的负荷容量，单从成本考虑，以35KV等级接入最为划算。那么35KV电压等级可以允许多大容量接入呢？35KV配电间隔一般采用额定电流为1250A的断路器，那么35000V1250A1.732=75兆瓦。即40MWp项目以35KV单回接入是可以的。然后，50MWp已经超出单个配电间隔所允许的额定电流值，这时有两个方案，一个是提高电压等级，即以110KV接入；另一个方案是通过高压汇集站以两回35KV线路接入。具体选则哪一个方案，要根据成本测算来确定。方案1：110KV升压站大约需要2000万元，电压等级越高，相应配套的保护等设备就越昂贵。而且，110KV电压并网，需要二次升压，即就地升压后，再通过主变升压至110KV后送出。就经济性来说，一般就地升压至10KV，然后通过汇集站送至110KV升压站低压侧。方案2：2回35KV送出方案，可不需要二次升压，就地升压至35KV后，通过汇集站，2回送出，