光伏发电站在纺织企业的应用

　　摘要：探讨光伏发电站在纺织企业的应用效果。为了充分利用丰富的太阳能资源和纺织企业的屋面资源，建立了1.5MWp光伏发电站。介绍了企业所在地区太阳能资源情况，对光伏组件、逆变器、光伏发电站设备布置进行了选择，并计算了发电量。指出：该光伏发电站实现首年发电量1.6619×106kW·h。认为：纺织企业建立光伏发电站可减少外购电量，有利于节能减排，推动企业绿色发展。

　　关键词：纺织企业;光伏发电站;太阳能;光伏组件;逆变器;发电量;绿色环保;节能

　　江苏南通某集团有限公司在建设数字化纺纱车间过程中，充分利用屋顶资源，建设1.5MWp光伏发电站，该电站总装机容量为1.521MWp，年均发电量为1500MW·h。所发电量自发自用，余电上网。该项目于2015年10月18日正式并网发电,所发电量供给公司内部使用。

　　光伏论文范例：单相光伏并网发电系统仿真平台设计

　　该电站采用“自发自用、余电上网”方案，由22个光伏组件构成1个光伏组串，根据屋面结构布置，9串至16串不等接入智能防雷汇流箱，由直流汇流箱汇集至直流柜，经1台500kW集中式逆变器将直流电转换为交流电。本电站共设3个光伏发电单元，每两个光伏发电单元逆变器交流侧接入1台1000kVA双分裂箱式变压器低压侧，升压至35kV。

　　本电站共设两台1000kVA双分裂箱式变压器，其中1台双分裂变压器一侧低压绕组暂无负荷接入，留作备用。两台双分裂箱式变压器35kV高压侧采用并接汇流方式(第1台箱变高压侧电缆汇集到第2台箱变高压侧电缆)，接入新建35kV配电室，经并网柜接入厂区原35kV配电室。太阳能是一种资源丰富的清洁能源。利用光伏电池组件接收太阳光照发电是对可再生的绿色清洁能源的利用，GAI项目符合国家绿色节能政策，现以该1.5MWp光伏发电站建设实践进行介绍。

　　1南通地区太阳能资源介绍

　　由于未收集到南通气象站实测辐射数据，实际使用RETscreen软件对项目所在地太阳辐射进行计算，RETscreen软件所用到的数据来自美国航天局(NASA)数据库。通过RETscreen得到场区的水平面总辐射数据。

　　2光伏组件

　　目前市场上主流产品为250Wp～260Wp多晶硅光伏电池组件。本电站采用尚德260Wp多晶硅光伏电池组件。本期工程光伏方阵场区域布置光伏组件5852块。尚德260Wp多晶硅光伏电池组件性能参数如下:额定输出功率260W,额定功率偏差(0～+5%)W,组件效率16%,工作电压Vmpp30.9V,工作电流Impp8.42A,开路电压Voc37.7V,短路电流Isc8.89A,保险丝最大熔断值20A,最大系统电压(DC)1000V,短路电流温度系数0.060%/℃,开路电压温度系数-0.34%/℃,峰值功率温度系数-0.44%/℃,尺寸(长×宽×厚)1640mm×992mm×35mm,质量18.2kg，玻璃厚度3.2mm，标称工作温度(45±2)℃，使用环境温度范围-40℃～+85℃，最大风荷载/最大雪荷载2400Pa，10年功率衰降9.3%，25年功率衰降19.8%。

　　3逆变器选择

　　3.1逆变器运行条件

　　本光伏发电站海拔高度6m，极端最高气温38.6℃，最低气温-6.9℃。

　　3.2逆变器性能要求

　　在当地海拔高度下，单台逆变器的额定功率≥500kW;工作温度范围:-25℃～+50℃;并网逆变器的最大效率应不低于98.0%，欧洲效率不应低于97.0%;在110%的负载电流情况下，并网逆变器可以连续可靠工作;逆变器输出应满足电网公司有关光伏发电站电能质量的要求[1];逆变器应配有电网故障保护、防反放电保护、极性反接保护、电网过/欠压保护、相序保护和输入电流保护等保护功能、防孤岛保护。

　　3.3逆变器型号确定

　　初步设计暂按以下逆变器参数进行计算和布置。逆变器为不带隔离变类型，构成1MW单元所需变压器为双分裂类型，自带直流配电单元，不含功率单元模块化，额定功率(AC)500kW，最大输出功率550kW，最大输出电流(AC)916A，最大逆变器效率98.7%，欧洲效率98.4%，最大直流输入电压1000V，最大直流输入电流1200A，MPPT电压(DC)450V～850V，出口线电压(AC)315V，允许出口线电压波动范围(AC)±15%，额定电网频率50Hz，保护功能包括过压保护、短路保护、孤岛保护、过热保护、过载保护、直流接地保护、低电压穿越保护，功率因数0.9(超前)、0.9(滞后)，电流总谐波畸变率<3%(额定功率)，外壳防护等级IP20，允许环境温度-40℃～+55℃，尺寸(长×宽×高)2400mm×935mm×2200mm,质量2000kg。

　　4光伏发电单元接线

　　4.1组成组串的组件个数

　　光伏方阵中，同一光伏组件串中各光伏组件的电性能参数宜保持一致，根据GB50797—2012《光伏发电站设计规范》计算串联数[2]。N≤Vdcmax/{Voc×[1+(t-25)×Kv]｝(1)Vmpptmin/{Vpm×[1+(t’-25)×K’v]｝≤N≤Vmpptmax/{Vpm×[1+(t-25)×K’v]｝(2)式中：Kv为光伏组件的开路电压温度系数(%/℃)，K’v为光伏组件的工作电压温度系数(%/℃)，N为光伏组件的串联数(N取整数)，t为光伏组件工作条件下的极限低温(℃)，t’为光伏组件工作条件下的极限高温(℃)，Vdcmax为逆变器允许的最大直流输入电压(V)，Vmpptmax为逆变MPPT电压最大值(V)，Vmpptmin为逆变器MPPT电压最小值(V)，Voc为光伏组件的开路电压(V)，Vpm为光伏组件的工作电压(V)。本次仅收集到该地区历年最高气温和最低气温，未收集到光伏组件工作条件下的极限低温和极限高温，在此暂按历年极端气温-6.9℃和﹢38.6℃考虑。一般较少有厂家提供光伏组件的工作电压温度系数，在此按照规范以光伏组件的开路电压温度系数代替。

　　5发电量计算

　　5.1第一年发电量计算

　　通过RETscreen软件计算，该地区水平面辐射量。根据该辐射量，并考虑电池效率以及其他各项折减，最终计算得到第一年实际上网电量为166.21万kW·h，系统效率79%。

　　6结束语

　　该公司1.5MWp光伏发电站已投入正常运行，预计25年发电3350万kW·h,折标准煤0.43万吨，减排二氧化碳2.89×104t、二氧化硫234.5t、粉尘117t。该电站项目对保护环境,减少大气污染具有一定的作用，节能减排效果显著。该电站从投入运行至今已经累计发电700万kW·h，全部电量为公司内部使用，按电价0.83元/kW·h，政策收益0.42元/kW·h计，已产生875万元的经济收益。充分利用纺织企业屋面建设光伏发电站，符合国家能源发展政策，大力发展光伏发电站建设仍有很大的优势和潜力,建议推广应用。

　　参考文献：

　　[1]国家电网公司发展策划发展部.光伏发电站接入电网技术规定:Q/GDW617-2011[S].北京：中国标准出版社，2011.

　　[2]中国电力企业联合会.光伏发电站设计规范:GB5097—2012[S].北京：中国计划出版社,2012.

　　[3]中国电力企业联合会.35kV～110kV变电所设计规范:GB50059—2011[S].北京：中国计划出版社，2011.

　　作者：万锋