山地光伏电站线路工程设计中改进无功补偿容量计算方式的研究

近年来,随着并网光伏电站数量及并网装机容量的迅速激增,光伏发电对电网的稳定和安全运行造成了较大影响,为了保证电网稳定性,无功补偿装置成为光伏电站必备设备之一。但在实际运行中发现,大多数光伏电站存在无功补偿容量配置过剩的问题,导致项目投资成本增加。针对典型复杂山地光伏电站的无功补偿容量配置问题,考虑到汇集线路及送出线路工程的特殊性,结合光伏电站建设的经济性,通过理论计算分析的方式,在线路工程设计环节对无功补偿容量的计算方式进行了改进,并进行了对比计算。研究结果表明:1)增加送出线路的电缆敷设长度、降低送出线路架空线路长度、汇集线路负载分段计算均可以降低光伏电站无功补偿容量配置;2)采用改进后的计算方式可使光伏电站前期投资额节约数十万元,提升了光伏电站的整体收益。

浅谈山地光伏发电项目升压站的选址设计优化

以接入山地光伏发电项目的云南省会泽县唐家丫口220 kV升压站为例,采用归纳方法,从升压站的建筑工程(包括土石方开挖回填、挡墙和进站道路)和线路工程(包括集电线路和送出线路)两个方面综合分析山地光伏发电项目升压站选址设计的相关要素;然后在统筹考虑光伏方阵所在地块、升压站和汇流站的相对空间位置,以及光伏发电“关门”电价和并网发电进度后,分析相应的降本增效情况,给出了升压站选址设计优化的主要原则,以达到线路路径最优、整体造价最低、现场施工最便捷的目标。研究结果表明:1)升压站选址应结合当地的用地政策,在设计初期应采用当地乡政府的推荐用地。在推荐用地范围内应首先考虑进站道路的规划,考虑主变压器运输条件,尽可能靠近既有乡道,并满足主变压器运输时的转弯半径和坡度;再考虑开挖回填的土石方平衡和挡墙量;最后考虑地上附着物。2)升压站选址应综合考虑其与光伏方阵所在地块和汇流站的相对空间位置,选择与光伏方阵所在地块相近的海拔高度,并尽可能建设在其所接入的所有光伏方阵的中心位置;越靠近汇流站的区域越好,接入条件越便利越好。研究结果可为相关山地光伏发电项目升压站的选址设计优化提供借鉴。

山地光伏电站固定式组件安装角度优化方法

目前山地光伏电站工程中,非正南向坡面上的固定式组件往往采取和正南向坡面统一的安装参数,这通常无法实现光伏资源的最佳利用。针对非正南向坡面光伏资源开发需要,建立山地坡面组件辐照度计算模型,并分析山体遮挡对组件接收辐照的影响,提出一种坡面安装组件的最佳朝向角和倾角的优化计算方法。最后结合工程案例论证所提方法的有效性。

湖北山地太阳能光伏电站设计与效益分析

基于湖北省太阳辐射资源分布情况,选择以罗田为例展开湖北湖北山地太阳能光伏电站设计与效益分析工作。文中分析了湖北山地光伏电站的特点及设计建设难点,对光伏组件串联数、阵列间距、设备布置进行优化计算,结合工程地质和环境条件,对组件和电气设备选择,为今后山地光伏电站的发展提供理论依据和参考。

太阳能山地光伏电站优化设计研究

对我国已建或在建的部分山地光伏电站进行实地调研,分析总结了山地光伏电站的特点及设计建设难点.本着提高山地光伏电站建设质量和系统效率、降低投资、保证系统运行安全性的原则,建立数学模型对组件串联数、阵列间距、设备布置进行优化计算,结合工程地质和环境条件,对组件和电气设备选择、阵列支架及基础设计提出更高的要求,为今后山地光伏电站的发展提供理论依据和参考.

随坡安装山地光伏电站阵列间距的计算

推导出了随坡安装山地光伏电站阵列间距的计算公式,给出了光伏阵列在水平面投影参数的计算公式,并开发出了光伏电站阵列布置设计软件。以青海共和项目点为例,对公式计算和PVsyst软件模拟结果进行了对比分析,结果表明两者吻合度较高,间接地验证了公式的准确性。该研究的成果可用于指导光伏电站阵列间距计算和阴影分析等方面的工作。

应用于高原山地光伏电站的平单轴光伏发电跟踪系统的优化

对应用于高原山地光伏电站的平单轴光伏发电跟踪系统进行了优化研究。高原山地光伏电站因采用平单轴光伏发电跟踪系统时,清晨和傍晚太阳高度角较低时前、后排光伏组串会相互产生阴影遮挡,由此现象入手,从反阴影遮挡跟踪策略、平单轴光伏发电跟踪系统对其基础的破坏、平单轴光伏发电跟踪系统可靠性等方面分析了目前采用的常规平单轴光伏发电跟踪系统由于跟踪角度产生的阴影遮挡弊端;然后对常规反阴影遮挡跟踪策略进行了优化,获得了前、后排光伏组串不产生阴影遮挡情况下平单轴光伏发电跟踪系统在的最佳跟踪角度;设计了坡地反阴影遮挡跟踪策略,加入了地形坡度角的校正,防止过度跟踪导致平单轴光伏发电跟踪系统过载及其基础被损坏;最后以我国西部地区某高原山地光伏电站为例,对优化后的平单轴光伏发电跟踪系统进行了验证,证实了本优化方法有助于提升平单轴光伏发电跟踪系统在后续长期运行过程中的可靠性,并为其再次优化提供了技术支撑。

山地光伏支架及其新型基础形式的应用分析

由于国家对能源的战略部署及其规划,山地光伏电站得到了迅速发展,为提高此类光伏电站的设计质量,增加其经济效益,以山地光伏电站的光伏支架(下文简称为“山地光伏支架”)结构及其基础形式为研究对象,对山地光伏支架设计采用固定式可调支架的必要性及其优势进行分析,并对设计、施工时的控制要点进行说明;对能与固定式可调光伏支架结合的微孔钢管灌注桩基础的受力性能及其优势进行介绍,并指出了其设计控制参数。以期可为固定式可调光伏支架及其微孔钢管灌注桩基础的设计应用及推广提供一个安全、经济的比选方案。

锚杆灌注桩基础在山地光伏电站光伏支架基础中的应用研究

云南省的太阳能资源丰富,是我国太阳能资源最丰富的省份之一,具有很高的能源开发利用价值。然而,云南省地形条件复杂,平地资源有限,可进行太阳能开发利用的地形多为复杂的山地地形。光伏支架基础是光伏发电工程项目中极其重要的组成部分,其形式多样、数量庞大,如何选择安全、经济且适用于复杂多变的山地地形的光伏支架基础,已成为山地光伏电站土建设计的重点。结合某山地光伏电站的工程实际情况,针对大型钻孔设备无法到达的区域,提出了一种新型的光伏支架基础形式——锚杆灌注桩基础。拉拔试验结果显示,该基础可满足设计要求。

光伏组件减反射薄膜在山地光伏电站中的应用研究

在光伏组件玻璃表面和空气之间存在界面,约4%的太阳光线会被界面反射从而导致其无法被光伏组件吸收,而减反射薄膜通过相消干涉效应可以减少太阳入射光的反射损耗,从而提升光伏组件的光电转换效率。因此,在光伏组件玻璃表面涂覆减反射薄膜对光伏电站的高质量运行具有重大现实意义。在户外实际运行过程中,光伏组件面临严苛的使用环境,因此需要减反射薄膜在复杂环境下可以保持性质稳定;再考虑到光伏组件成本问题,需要进一步验证在不同场景下减反射薄膜的应用是否具有经济性。通过实验室测试和不同场景的户外验证,对光伏组件减反射薄膜在山地光伏电站中应用带来的实际发电量提升情况进行了分析研究。研究结果表明:光伏组件减反射薄膜对光伏电站的发电量有显著提升效果,且镀膜的物理性质稳定。镀膜后,山地光伏电站发电量的平均提升率高于实验室光伏组件样品发电量和地面集中式光伏电站发电量的平均提升率,说明光伏组件减反射薄膜的应用对于山地光伏电站发电量的提升有显著效果。研究结果可为山地光伏电站的提质增效和光伏组件选型提供参考。

山地光伏电站用单立柱和双立柱光伏支架结构的受力对比分析

山地光伏电站多采用单立柱光伏支架和双立柱光伏支架,本文利用SAP2000软件模拟了这2种光伏支架结构在光伏组件自重、风荷载、雪荷载等不同荷载组合工况下的钢用量、桩基础受力及檩条挠度的情况,且建模过程中考虑了檩条的高厚比及光伏组件安装倾角。模拟结果表明:单立柱光伏支架的钢用量可比双立柱光伏支架的节省1.3%;单立柱光伏支架基础顶部所受最大上拔力约为双立柱光伏支架基础所受最大上拔力的2倍;双立柱光伏支架中檩条的挠度值比单立柱光伏支架中檩条的大,且两者出现挠度最大值的部位不同。

山地光伏发电站的特性及设计要点

针对山地光伏发电站所处场地地势复杂、地面坡度大、存在自然地面之间相互遮挡的问题,根据山地光伏发电站的地形地貌、光伏方阵的布置以及施工定位特性,以中广核乌海50MW光伏发电项目为例,提出从提高实测地形图格式及精度、可布置地面坡度范围、平面布置区块的划分等方面进行设计,可以有效降低用地成本,并提高发电量。

山地光伏电站的近场阴影模拟研究

结合复杂山地地形条件下光伏组件的布置方案,基于PVsyst软件和Helios 3D软件建立了山地光伏电站三维近场阴影仿真模型,以模拟计算近场阴影遮挡损失修正系数;另外根据项目建设区域内实际的光伏组件倾角和光伏方阵方位角,结合光伏电站朝向替代计算,得到近场阴影遮挡损失修正系数;最后对3种计算方案得到的近场阴影遮挡损失修正系数与该项目实际值进行对比。研究结果表明:由于山地光伏电站项目建设区域地形中的坡度、坡向变化对光伏组件倾角、光伏方阵方位角存在影响,导致山地场景下的近场阴影遮挡损失修正系数比平地场景下的更大。提出的Helios 3D模拟计算方案和公式计算方案同样适用于其他山地光伏电站,可以对特定地形条件下光伏发电系统的阴影情况进行模拟,以评估光伏组件倾角、光伏方阵方位角对近场阴影遮挡损失修正系数的影响,可为精细化评估山地光伏电站中光伏组件布置方案对近场阴影遮挡损失修正系数的影响程度提供合理的分析、研究方案。

山地光伏钢管桩基础固定支架立柱的下料方法

在山地光伏电站中,光伏组件支架基础采用钢管桩基础形式时,由于地势不平,存在坡度,若每根前后钢管立柱采用同一高度,会导致桩基础顶部高程有高有低;但通常设计要求组串中每个光伏组件安装完成后前沿的距地高度为一个固定值,因此每根前后钢管立柱的长度也就不一致,是随着地形的变化而变化的。通过工程实践,探索了一种利用简单工具进行下料的方法,该方法简单易行,能高效地完成下料作业,对同类工程的施工有一定的借鉴价值。