伊朗离网光伏电站系统设计方案.doc

伊朗离网系统设计一、 工程概述1、工程名称 伊朗离网系统2、地理位置伊朗位于亚洲西南部，北邻亚美尼亚、阿塞拜疆、土库曼斯坦，西与土耳其和伊拉克接壤，东面与巴基斯坦和阿富汗相连，南面濒临海湾和阿曼湾。国土绝大部分在伊朗高原上，是高原国家，海拔一般在9001500米之间。西南部为厄尔布尔士山与科彼特山，东部为加恩-比尔兼德高地，北部有厄尔布兹山脉，德马万德峰海拔5670米，为伊朗最高峰。西部和西南部是宽阔的扎格罗斯山山系，约占国土面积一半。中部为干燥的盆地，形成许多沙漠，有卡维尔荒漠与卢特荒漠，平均海拔1,000余米。仅西南部波斯湾沿岸与北部里海沿岸有小面积的冲击平原。西南部扎格罗斯山麓至波斯湾头的平原称胡齐斯坦。主要河流有卡流伦河与塞菲德。里海是世界最大的咸水湖，南岸属伊朗。伊朗东部和内地属大陆性的亚热带草原和沙漠气候，干燥少雨，寒暑变化大。西部山区多属地中海式气候。年降水量除西北部山区与里海沿岸超过1,000毫米外，一般在50-500毫米之间。中央高原年平均降水量在100毫米以下。3、气象资料 气象资料以伊朗首都NASA数据库中德黑兰气象数据为参考，德黑兰位于伊朗北部。项目月份空气温度相对湿度每日太阳辐射风速地面温度%KWh/m2/Daym/s一月0.676.40%2.733.81二月1.772.10%3.624.22.5三月5.666.10%4.54.77.3四月12.752.70%5.514.715.7五月17.644.50%6.394.821.9六月21.841.70%7.355.326.9七月23.944.00%7.045.829.1八月23.843.70%6.565.628.1九月19.745.80%5.644.623.1十月13.854.30%4.05416十一月7.864.40%2.943.68.7十二月2.674.00%2.383.72.9年平均12.656.6%4.894.615.3二、方案设计（一）用户负载信息用电器额定功率(W)数量用电时数(h)用电量(KWh)Saving Lamp20360.36Saving Lamp20430.24Saving Lamp11110.011TV 21”65140.26Satellite30140.12Refrigerator12011.5Personal Computer350120.7合计3.191 冰箱的耗能根据冰箱的使用模式和开关冰箱门的频率有关，目前普通冰箱的日耗电大约1度左右，这里选取耗电为1.5度。（二）系统方案设计根据用户要求，本方案为光伏离网系统本系统是一个离网系统，其原理如下图所示：1、蓄电池组的设计 在系统中储能主要靠铅酸蓄电池，蓄电池的容量利用下下面公式计算：其中：C：蓄电池容量kWh D：最长无日照间用电时h F：蓄电池放电效率的修正系数（通常取1.05） Po：平均负荷容量kW L：蓄电池的维修保养率（通常取0.8) U：蓄电池的放电深度（通常取0.5) Ka：包括逆变器等交流回路的损失率（通常取0.7，如逆变器效率高 可取0.8）所以此处的蓄电池的容量应该为：C=3.19131.05/（0.70.50.8）=35.9KWh由于系统设计的参考连续阴雨天数为2天，所以蓄电池放点深度选择为0.5。根据伊朗的电力情况，户用电压为220V，蓄电池电压选择为24V，蓄电池组由12V的蓄电池串并而成，所以每串需要2块蓄电池串起来达到24V。选用10块单体为12V150Ah的蓄电池，总共5串进行并联，蓄电池总容量为1500Ah，即36KWh。电池型号选择双登的6-GFM-150。2、太阳能电池板方阵的设计2.1 电池板倾角的计算为了保证系统有足够高的效率，电池板必须按一定的倾角安装。因此有必要先计算不同倾角对效率的影响，这个影响可以用在太阳能电池板面上的日平均辐照强度来量化，辐照强度越大则电池板的效率越高。下表是在不同倾角时斜面上的辐照强度的逐月变化对照表：逐月辐照强度随倾角变化规律角度月份平均日辐照强度（KWh/m2/Day）28 30 32 35 37 38 40一月3.513.563.613.683.723.743.78二月4.324.364.404.444.474.484.50三月4.644.654.664.664.654.654.64四月5.615.595.565.515.475.455.40五月6.156.096.035.935.855.815.73六月7.036.946.856.706.596.546.42七月7.026.946.866.726.626.576.46八月6.976.936.886.796.736.696.61九月6.466.476.476.466.446.436.41十月5.445.495.535.585.615.625.64十一月4.194.254.314.394.444.464.50十二月3.373.423.483.553.603.623.66年平均5.405.405.395.375.355.345.32 本系统设计为离网系统，为了保证用户的用电，必须保证用户的基本用电，特别是在12月份和1月份的时候，平均日辐照强度很低，所以应特别注意保证在这两个月的发电量满足用户的用电需求。通过上表比较，最终支架最佳倾角设计为37。2.2 电池板方阵容量的计算总共需要的电池板方阵功率计算公式为：P=W1*F/(Tm*2*3*L*Ka)W1:负载的消耗功率F：蓄电池放电效率的修正系数（通常取1.05）Tm：峰值日照时数，其值与辐照强度的值基本相同，这里取3.6h2：方阵表面由于尘污遮蔽或老化引起的修正系数，通常可取0.90.95 3：方阵组合损失和对最大功率点偏离以及控制器效率的修正系数，通常可取0.90.95 Ka：包括逆变器等交流回路的损失率（通常取0.7，如逆变器效率高 可取0.8）所以电池板方阵功率为：P=3.1911.05/(3.60.950.950.80.8)=1.611KW考虑连续阴雨天后系统能在较短时间内让蓄电池再次充满，可以适当考虑放大方阵容量，但是在上面的计算中我们是以辐照最低月为准，在其他月份的发电量都有很大余量，所以针对方阵容量进行略微放大即可。2.3 电池板的选型本方案选用230W的单晶硅电池板，则总共需要8块，总功率为1.84KW。所选电池板的基本技术参数如下所示:太阳电池种类单晶硅太阳电池生产厂家 兆阳光伏太阳电池组件生产厂家兆阳光伏太阳电池组件型号SR-M660230指标单位数 据峰值功率Wp230开路电压（Voc）V37.23短路电流（Isc）A8.18工作电压（Vmppt）V30.48工作电流（Imppt）A7.55尺寸mm1630992482.4 电池板阵列的布置系统的额定电压为24V，所以电池板阵列输出电压不能太大，根据电压的限制，这里电池板直接并联接入控制器。电池板采用支架结构是电池板成37倾角，电池板采取竖立放置，18块电池板按两排进行布置。前后排之间间隔为2.5m。3控制器的设计控制器选择南京冠亚的GS- 80PCD6-V，其主要参数如下：型号GS- 80PCD6-V额定电压（VDC）(V)24负载最大电流（A）80充电最大电流（A）80充电路数6最大开路电压（VDC）50过充（VDC）保护28.8(可设定)恢复26.4(可设定)过放（VDC）断开21.6(可设定)恢复26.4(可设定)负载过压断开35.0(可设定)恢复33.0(可设定)空载电流（mA）300显示方式数码显示电压降落太阳能电池与蓄电池之间( V )0.7蓄电池与负载之间( V )0.03机械尺寸深宽高( mm )380450650使用环境()-20+50海拔高度5500控制器的输入只有6路，使用三通连接器使两块组件并联后接入控制器。5逆变器的设计 由于伊朗当地的用电电压为220V，所以选择输出电压为220V的离网逆变器，经过用户用电器统计可知，用户的最大功率约为716W，考虑到用户负载中有感性负载，在启动过程时有较大的冲击电流，同时考虑系统的临时增加负载的情况，所以逆变器功率应相对选择较大的。选取24V1.5KW的逆变器，逆变器选择南京冠亚的GN-1.5KCSP-R，其具体技术参数见下表：型 号GN-1.5KCSP-R额定容量（KVA）1.5直流输入额定输入电压（VDC）24V欠压点(VDC）21.6欠压恢复点(VDC)25.2过压点（VDC）35市电输入电压允许范围（VAC）22015%输入频率（Hz）50切换方式（可选项）00、11、12、21交流输出额定电压（VAC）220额定频率（Hz）50输出波形正弦波过载能力120%1分钟电压稳定精度(AC)2203%频率稳定精度500.04波形失真率（THD）3%（线性负载）动态响应（0100%）5%功率因数（PF）0.8逆变效率85%峰值系数（CF）3:01环境绝缘强度1200VAC 1分钟噪音（dB、1米）50dB使用环境温度()-10+50储存环境温度()-20+70使用海拔（m）5000显示方式表头或指示灯连续运行时间可