3kw光伏电站设计--毕业论文

'编号淮安信息职业技术学院毕业论文题目基于光伏的植物生长环境因子测控系统——3kw光伏电站设计学生姓名曹华宇学号16101008系部电子工程学院专业光电子技术班级161010指导教师吴大军讲师顾问教师聂开俊二〇一三年六月 摘要太阳能是唯一能够保证人类未来需求的能量来源,利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。以硅材料的应用开发形成的产业链条称之为“光伏产业”，包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。本次设计主要是针对基于光伏的温室大棚内植物生长环境因子的检测与控制，主要涉及单片机、传感器等元件的选取与应用，以及键盘输入、显示电路、报警电路等硬件方面的设计。此外还涉及到虚拟仪器方面的介绍，通过AT89C51实现单片机与PC机之间的串行通讯，但这个不作为重点来进行设计研究。考虑到温室大棚对温度要求的精度不是很高的因素，系统的执行机构也就是加热部分，选取两个电阻炉加热工作来实现。这样由单片机、传感器及外围设备组成一个完整的温室温度检测与控制系统。关键词：光伏，单片机，Proteus软件，Keil软件，AT89C51 AbstractSolarenergyistheonlyguaranteeofhumanfuturedemandforenergysources,thebestuseofsolarenergyisphotovoltaicconversion,istheuseofphotovoltaiceffect,makethesunlighttoproducedirectpowercurrentsiliconmaterial.Formedintheapplicationdevelopmentofsiliconmaterialsindustrychaincalled"photovoltaicindustry",includingthehighpuritypolysiliconrawmaterialproduction,theproductionofsolarcells,solarmoduleproduction,productionequipmentmanufacturing.Thisdesignismainlyaimedatthedetectionandcontrolofgrowthandenvironmentalfactorsinthegreenhousephotovoltaicplantsbasedonselectionandapplication,mainlyrelatedtoSCM,sensorsandothercomponents,aswellasthekeyboard,displaycircuit,alarmcircuitandotherhardware.Inadditiontotheintroductionofvirtualinstrument,usingAT89C51torealizeserialcommunicationbetweenSCMandPC,butthisisnotanemphasisondesignandresearch.Consideringthefactorsoftemperaturerequiredaccuracyisnotveryhighinthegreenhouse,theimplementationofthesystemisalsoheatingsection,selecttworesistancefurnaceheatingworktoachieve.Thisiscomposedofasinglechipcomputer,sensorandperipheraldeviceiscomposedofagreenhousetemperaturecompletedetectionandcontrolsystem.Keywords：photovoltaicSCMProteusSoftwareKeilSoftwareAT89C51 目录目录摘要IABSTRACTII目录III第一章绪论11.1研究的目的和意义11.2国内外研究现状及发展趋势11.3主要研究内容21.4本课题主要任务21.4.1光伏发电系统的要求21.4.2光伏系统软件设计31.4.3光伏系统硬件设计31.4.5工程施工5第二章基于光伏的植物生长环境因子测控系统方案72.1整体方案72.2光伏电池板与LED补光灯功率匹配问题82.3Vc++机软件介绍92.4传感器选择102.4.1控制参数分析——温度102.4.2温度传感器的选择10第三章3KW光伏电站总体方案设计113.1光伏系统硬件设计113.1.1光伏组件的设计113.1.2并网逆变器133.1.3控制器的选择143.1.4支架的选择173.2光伏系统的软件设计213.2.1Meteonorm213.2.2PVsyst223.2.3中国淮安的气象资料27第四章施工设计314.1施工设计总则3145 目录4.2施工基本规定314.3安装工程324.3.1支架安装324.3.2组件安装324.3.3逆变器安装334.3.4其它电气设备安装344.3.5防雷与接地354.4设备和系统调试354.4.1光伏组串调试354.4.2跟踪系统调试354.4.3逆变器调试354.4.4其它电气设备调试364.5环保与水土保持374.5.1施工环境保护374.5.2施工水土保持384.6现场安全文明施工总体规划384.7现场安全施工管理38总结与展望41致谢43参考文献44附录1硬件图4545 第一章绪论第一章绪论1.1研究的目的和意义随着农业科技的不断发展，温室大棚的应用也越来越广泛，为了克服现有的蔬菜大棚环境参数测量装置测量环境参数单一、无电源地区无法测量的缺点，采用非晶硅薄膜组件与传统农业大棚相结合的方式创造的“光伏农业大棚”，不仅解决了这一问题，而且为国家倡导的绿能农业、节能减排提供了一种良好的解决方案。“光伏农业大棚”能提供农业大棚内照明等所需电力，多余的电还能并网以供其它需要；另外可与LED系统相搭配，白天发电的同时，保证植物的生长；夜晚LED系统可利用白天发的电，给植物提供光照，延长日照时间，缩短植物生产周期。本文结合科研实际，应用硬件和软件结合的方法，设计了简易的太阳能光伏电源模拟系统。根据这个简易系统研究分析了太阳能光伏电源的影响因素，合理优化了系统的配置，以提高系统的性能，最终实现3KW光伏电站设计。1.2国内外研究现状及发展趋势设施园艺按技术类别一般分为玻璃/PC板连栋温室(塑料连栋温室)、日光温室、塑料大棚、小拱棚(遮阳棚)四类。资源高效利用型的荷兰人多地少、耕地资源短缺，是以提高土地单位面积产量和发展高附加值的温室园艺作物为主要特色，良甜椒品种并向全世界出口，计算机温室环境调控温室甜椒采取周年长季节栽培，采收期长达9-10个月，产量高达30公斤/米2，荷兰岩棉栽培技术，采取危害关键点分析过程控制(HACCP)产品质量，建立了栽培及病害防治技术社会化服务体系分级包装、冷链运输、商品率高；以色列大力发展节水型设施农业，取得的成就举世瞩目，其花卉出口额居世界第三位，蔬菜出口量也居世界前列；法国的现代化农业产量、产值均居欧洲之首，是世界上仅次于美国的第二大农产品出口国和世界第一大农产品加工品出口国；日本的设施农业发展很快，全国大多数地方果树工厂化栽培已基本普及，日本深液流栽培技术黄瓜，单株结瓜3300条。我国设施蔬菜发展迅速，并且空间大。据有关部门统计：2009年设施蔬菜人均年占有量是山东省人均114公斤，全国70公斤，全世界110公斤。根据这一组数字可以看出全国平均水平比较低，我国还有较大的发展空间。山东寿光采用抗病材料作砧木，栽培品种作接穗进行嫁接育苗避免土传病害。试验证明，嫁接栽培增产明显，例如嫁接黄瓜平均产量比自根苗增产达30%以上；无锡温室大棚推广稀植技术，通过合理调控设施环境以增加光合效率的技术措施；2010年5月北京创建了全国一流设施蔬菜基地，采用了防虫网覆盖栽培、节水滴灌、利用昆虫对光线、颜色、光波敏感等物理防治，高温灭菌消毒及数字监控，打造了数字农业。45 第一章绪论太阳能光伏发电具有独特的优点，近年来正在飞速发展。太阳能电池的产量年增长率在40%以上，已成为发展最迅速的高新技术产业之一，其应用规模和领域也在不断扩大，从原来只在偏远无电地区和特殊用电场合使用，发展到城市并网系统和大型光伏电站。尽管目前太阳能光伏发电在能源结构中所占比例还微不足道，但是随着社会的发展和技术的进步，其份额将会逐步增加，可以预期，到21世纪末，太阳能发电将成为世界能源供应的主体，一个光辉的太阳能时代将到来。我国的光伏产业发展极不平衡，2007年太阳能电池的产量已经超过日本和欧洲而居世界第一，然而光伏应用市场的发展却非常缓慢，光伏累计安装量大约只占世界的1%，应用技术水平与国外相比还有相当大的差距。光伏产品与一般机电产品不同，必须很据负载的要求和当地的气象、地理条件来决定系统的配置，由于目前光伏发电成本较高，所以应进行优化设计，以达到可靠性和经济性的最佳结合，最大限度的发挥光伏电源的作用。1.3主要研究内容1）基于CAN总线的环境控制。研究基于CAN总线的设施蔬菜大棚环境控制器，控制温度、湿度、气体等。从而提高蔬菜大棚的环境控制能力，提升机械化自动化程度，加快数字大棚的步伐。2）适合本地区的温室设计和制造。设计和制造适合盱眙县淮河镇蛤滩高效设施蔬菜的温室大棚，解决其关键环节中的关键技术，某些技术拥有自主知识产权。3）栽培技术模式选择。针对现有的优良品种选择嫁接育苗的栽培模式以适合蛤滩高效安全设施蔬菜生长。4）培训农业技术人员。针对专业设施农业技术人员缺乏，农户技术水平低，整体素质、服务水平与设施农业发展的要求不相适应的情况，充分利用电视、报纸、网络、电波等媒介和科技大篷车人村开展技术服务，培养了大批学技术、懂技术、用技术的新型农民。5）制定标准。制定适合本地区的高效设施蔬菜栽培技术标准研究，撰写标准文稿，以便于更高的进行技术推广，起到示范作用。6）3KW电站设计，LED补光灯的设计。利用大功率LED灯作为温室种植西红柿、黄瓜补光，增加光合作用，增加产量。解决了光伏电池板与LED补光灯功率匹配问题。光伏发电不稳，怎样使LED补光灯发光稳定、均匀，达到蔬菜生长用的光照强度。1.4本课题主要任务1.4.1光伏发电系统的要求因本系统仅是一个参考项目，所以这里就只设计一个2.88kWp的小型系统，平均每天发电5.5kWh,可供一个1kW的负载工作5.5小时。45 第一章绪论1.4.2光伏系统软件设计（1）Meteonorm软件是一款分析各地的气象资料软件，包括当地的经度，维度，海拔高度，以及太阳辐射度等重要资料，要想设计当地的光伏发电系统，当地的气象资料必须准确，且完整，Meteonorm软件比较好的提供了各地的气象资料。（2）PVsyst是一款如何设计光伏发电系统的软件1.4.3光伏系统硬件设计本项目采用独立型光伏系统方案。系统由电池组件PV阵列，充电控制器、逆变器、蓄电池等部件组成。原理图如图1-1所示：图1-1独立系统原理图本系统由太阳电池组件，跟踪控制系统，控制器，逆变器，蓄电池等部分组成。太阳电池组件在太阳光的照射下产生直流电流；而充电控制器则协调太阳能电池板、蓄电池和负载的工作,具有自动防止太阳能光伏系统的储能蓄电池过充电和过放电的功能。蓄电池在系统中的作用就是存储能量，还能对系统起着调节电量、稳定输出的作用。逆变器的作用是将蓄电池的直流电转变为适合负载使用的正弦波交流电，逆变器输出的交流电能进入配电柜；在配电柜内装有用于输出控制、过流保护、防雷保护等器件。（1）系统方框图本设计系统方框图如下图1-2所示：45 第一章绪论图1-2系统方框图（2）配置方案（见表1.1）表1.1配置方案太阳能组件功率160W（43.7V,5.1A）数量16片连接方式2串9并控制器充电电压48V最大电流50A数量1说明无逆变器规格48V，3KW，输出电压：220VAC，50HZ数量1蓄电池规格400AH，2V数量（节）24连接方式24串附注年供应电量预计3642kWh1）本系统共使用了16块电池组件，组件每2块为一串，在接线盒里8串并联后输出。占地面积约22m2。2）充电控制器选用48V50A45 第一章绪论的直流控制器，它是是具有自动防止太阳能光伏系统的储能蓄电池过充电和过放电的设备，由它协调太阳能电池板、蓄电池和负载的工作。在系统运行时，它能对蓄电池的荷电状况和环境温度自动、连续地进行监测，按照用户设置的参数对其充、放电过程进行控制，起到有效管理光伏系统能量、保护蓄电池及保证整个光伏系统正常工作的作用。3）逆变器选用的规格为48V，3KVA，输出电压：220VAC，它的作用是将蓄电池的直流电压转变为适合负载使用的正弦波交流电压。在本系统中采用的正弦波逆变器具有波形失真小、保护功能全、转换效率高、可靠性高的特点。4）蓄电池在系统中的作用就是存储能量。由于系统采用48V电压，蓄电池组由24节2V800Ah的蓄电池串联而成。太阳能电池将太阳辐射能转换为直流电能，通过蓄电池将直流电能转换为化学能储存起来。另外它还能对系统起着调节电量、稳定输出的作用。全部蓄电池置于两排双层电池架上。电池架上装有输出控制开关，可方便地进行投入和切除。1.4.5工程施工(1)工程费用概算：详细费用见表1.2表1.2工程费用概算(2)施工期间的注意事项1）施工基本规定。2）安装工程。3）设备和系统调试。4）环境与水土保持。5）现场安全施工管理。45 第一章绪论45 第二章基于光伏的植物生长环境因子测控系统方案第二章基于光伏的植物生长环境因子测控系统方案2.1整体方案(1)实验方法：本项目采用由整体到个体，由简单到复杂的实验方法进行研制。1）调研法。组织项目组成员做市场调研，调查山东寿光设施蔬菜大棚的结构，设计适合本地区的大棚；2）实验法。研制环境控制系统和显示系统，进行专家汇总，选出最优方案；(2)技术路线：1）采用CAN总线技术设计设施蔬菜大棚环境控制器。2）光伏发电技术与LED补光技术结合。制定适合本地区的高效设施蔬菜栽培技术标准研究，撰写标准文稿，以便于更高的进行技术推广，起到示范作用。本项目所采用的技术方案是：该信息化管理装置包括太阳能供电单元、数据采集单元、数据接收单元和执行单元：所述的太阳能供电单元由单晶硅电池板连接太阳能控制器和蓄电池组成，太阳能控制器控制蓄电池的充放电，蓄电池为数据接收单元和执行单元供电；所述的数据采集单元由土壤温度传感器、光照度传感器、CO2浓度传感器、大气压力传感器、湿度传感器、单片机、无线发射模块组成，在PCB板上顺序电连接各传感器、单片机、无线发射模块构成数据采集单元；所述的数据接收单元由无线接收模块、单片机、显示屏、按键、CAN总线、计算机组成，在PCB板上顺序电连接无线接收模块、单片机、显示屏、按键、CAN总线、计算机构成数据接收单元；所述的执行单元由驱动电路连接电机、LED补光灯组成，电机驱动风扇、卷帘、滴灌设备。下面结合附图对本项目进一步说明。如图2-1是本项目的结构框图45 第二章基于光伏的植物生长环境因子测控系统方案图2-1新型结构框图如图2-2是数据采集单元与数据接收单元结构框图图2-2数据采集单元与数据接收单元结构框图2.2光伏电池板与LED补光灯功率匹配问题光伏发电不稳，怎样使LED补光灯发光稳定、均匀，达到蔬菜生长用的光照强度。以项目为例，50WLED补光灯方案配置如下：①、LED灯，单路、50W，12V系统；②、当地日均有效光照以4h计算；③、每日放电时间4小时，满足补光要求；④、满足连续阴雨天5天（另加阴雨前一夜的用电，计6天）。电流＝50W÷12V=4.17计算蓄电池＝4.17A×4h×（5＋1）天　　＝100.08AH蓄电池充、放电预留20％容量；LED灯的实际电流在5A45 第二章基于光伏的植物生长环境因子测控系统方案以上（加20％损耗，包括恒流源、线损等）实际蓄电池需求＝100.08AH加20％预留容量、再加20％损耗100.08AH÷80%×120%×6＝150AH实际蓄电池为12V/150AH，需要1组12V蓄电池150AH计算电池板①、LED灯50W、电流：4.17②、计算出电池板的需求峰值（WP）=电池板平均每天接受有效光照时间为4.5小时（h）；最少放宽对电池板需求20％的预留额。WP÷17.4V＝（4.17A×4h×120％）÷4.5hWP÷17.4V＝4.38WP＝77（W）本项目采用20.45V所以WP=89.57*1.2=108w,购买的12V电池板是55W的2块(电池板预留最少20％)。2.3Vc++机软件介绍Vc++是微软公司开发的一个IDE(集成开发环境)，换句话说,就是使用c++的一个开发平台。有些软件就是这个编出来的。另外还有VB、VF，只是使用不同语言，但是Vc++是Windows平台上的C++编程环境，学习Vc要了解很多Windows平台的特性并且还要掌握MFC、ATL、COM等的知识，难度比较大。Windows下编程需要了解Windows的消息机制以及回调（callback）函数的原理；MFC是Win32API的包装类，需要理解文档视图类的结构，窗口类的结构，消息流向等等；COM是代码共享的二进制标准，需要掌握其基本原理等等。VC作为一个主流的开发平台一直深受编程爱好者的喜爱，但是很多人却对它的入门感到难于上青天，究其原因主要是大家对他错误的认识造成的，严格的来说VC++不是门语言，虽然它和C++之间有密切的关系,如果形象点比喻的话，可以把C++看作为一种“工业标准”，而VC++则是某种操作系统平台下的“厂商标准”,而“厂商标准”是在遵循“工业标准”的前提下扩展而来的。VC++应用程序的开发主要有两种模式，一种是WINAPI方式，另一种则是MFC方式，传统的WINAPI开发方式比较繁琐，而MFC则是对WINAPI再次封装，所以MFC相对于WINAPI开发更具备效率优势，但为了对WINDOWS开发有一个较为全面细致的认识，笔者在这里还是以讲解WINAPI的相关内容为主线。话说到这里可能更多人关心的是学习Vc++需要具备什么条件，为什么对于这扇门屡攻不破呢？要想学习好Vc必须具备良好的C/C++的基础，必要的英语阅读能力也是必不可少的，因为大量的技术文档多以英文形式发布。Vc基于C，C++语言，主要由是MFC组成，是与系统联系非常紧密的编程工具，它兼有高级，和低级语言的双重性，功能强大，灵活，执行效率高，几乎可说VC在45 第二章基于光伏的植物生长环境因子测控系统方案Windows平台无所不能。最大缺点是开发效率不高。Vc适用范围：1、Vc主要是针对Windows系统，适合一些系统级的开发，可以方便实现一些底层的调用。在VC里边嵌入汇编语言很简单。2、Vc主要用在驱动程序开发。3、Vc执行效率高,当对系统性能要求很高的时候，可用Vc开发。4、Vc主要适用于游戏开发。5、Vc多用于单片机，工业控制等软件开发，如直接对I/O地址操作，就要用C++。6、Vc适用开发高效，短小，轻量级的COM组件,DLL。比如WEB上的控件。7、VC可以开发优秀的基于通信的程序。8、Vc可以开发高效灵活的文件操作程序。9、Vc可以开发灵活高效的数据库操作程序。10、Vc是编CAD软件的唯一选择！！！包括AUTOCAD，UG的二次开发。11、Vc在多线程、网络通信、分布应用方面，Vc++有不可比拟的优势。2.4传感器选择植物的生长发育需要有一定的生长环境。这些环境条件主要包括温度、光照、温室CO2浓度、大气压力、湿度等环境参数等，植物生长发育的好坏，产量水平的高低、质量的高低，关键在于环境条件对于其植物类的适合程度。其中温度、光照的控制最为重要，这是因为这两项指标对植物生长的影响起到了主导作用。下面例举温度参数进行论述，进而选择传感器。2.4.1控制参数分析——温度环境的温度是植物生长诸因子中与植物关系最密切的物理因子之一。温度不但直接影响植物的生理活动，而且还影响其他环境条件，从而又间接地对植物发生作用，差不多所有的环境条件都受到温度的制约。一般来说，温度升高，植物代谢也加强，但过于高温，会抑制植物生长，甚至死亡。温度急剧下降，植物会陷入休眠。因此，在实施植物健康培育时，控制大棚的适温范围，具有重要意义。2.4.2温度传感器的选择本系统选用北京昆仑海岸传感器中心的产品JWB-H-P滑轨型温度变送器配Pt100温度传感器。其特点有：(1)高精度，宽量程，高可靠性和稳定性(2)体积小巧、轻便，安装方便，性能稳定可靠(3)采用专有线路，线性好，传输距离长，抗干扰能力强主要技术参数有：(1)供电电压：24VDC(12～36VDC)(2)准确度：±0.25％ES，±0.5％ES(3)负载能力：600Ω(电流输出)，3KΩ(电压输出)(4)输入线阻：≤50Q45 第三章3kw光伏电站总体方案设计第三章3kw光伏电站总体方案设计3.1光伏系统硬件设计光伏系统设计中要考虑如何选择合适的系统设备，即如何选择合乎系统需要的太阳电池组件、蓄电池、逆变器（带有交流负载的系统）、控制器、支架，对于大型太阳能光伏供电站，还包括输配电工程部件如变压器、避雷器、负荷开关、空气断路器、交直流配电柜，以及系统的基础建设、控制机房的建设、和输配电建设等问题。如图3-1所示独立光伏系统：图3-1独立光伏系统3.1.1光伏组件的设计A．光伏组件设计总则太阳电池组件设计的一个主要原则就是要满足平均天气条件下负载的每日用电需求；因为天气条件有低于和高于平均值的情况，所以要保证太阳电池组件和蓄电池在天气条件有别于平均值的情况下协调工作；蓄电池在数天的恶劣天气条件下，其荷电状态（SOC）将会降低很多。在太阳电池组件大小的设计中不要考虑尽可能快的给蓄电池充满电。如果这样，将会导致一个很大的太阳电池组件，使得系统成本过高；而在一年中的绝大部分时间里太阳电池组件的发电量会远远大于负载的使用量，从而造成太阳电池组件不必要的浪费；蓄电池的主要作用是在太阳辐射低于平均值的情况下给负载供电；在随后太阳辐射高于平均值的天气情况下，太阳电池组件就会给蓄电池充电。45 第三章3kw光伏电站总体方案设计设计太阳电池组件需要满足光照最差季节的需要。在进行太阳电池组件设计的时候，首先要考虑的问题就是设计的太阳电池组件输出要等于全年负载需求的平均值。在那种情况下，太阳电池组件将提供负载所需所有能量。但这也意味着每年都有将近一半的时间蓄电池处于亏电的状态。蓄电池长时间处于亏电状态将使得蓄电池的极板硫酸盐化。而在独立光伏系统中没有备用电源在天气较差的情况下给蓄电池进行再充电，这样蓄电池的使用寿命和性能将会受到很大影响，整个系统的运行费用也将大幅度增加。太阳电池组件设计中较好的办法是使太阳电池组件能够满足光照最恶劣季节里的负载需要，也就是要保证在光照情况最差的情况下蓄电池也能够被完全的充满电。这样蓄电池全年都能达到全满状态，可延长蓄电池的使用寿命，减少维护费用。如果在全年光照最差的季节，光照度大大低于平均值，在这种情况下仍然按照最差情况考虑设计太阳电池组件大小，那么所设计的太阳电池组件在一年中的其他时候就会远远超过实际所需，而成本高昂。这是就可以考虑使用带有备用系统，但对于很小的系统，安装混合系统的成本会很高；而在偏远地区，使用备用系统的操作和维护费用也相当高，所以设计独立光伏系统的关键就是选择成本效益最好的方案。B．.确立太阳能光伏电池组件（1）太阳能电池组件技术标准1）产品通过CE,TUV,VDB认证，并符合国家强制性标准要求。2）组件功率偏差正负3%。3）组件的电池上表面颜色均匀一致，无机械损伤，焊点无氧化斑。4）组件的每片电池与互连条排列整齐，组件的框架整洁无腐蚀斑点。5）太阳电池片的效率大于等于16.8%，组件效率大于等于15%。6）组件第一年内功率的衰减<5%，使用10年输出功率下降不超过使用前的10%；组件使用25年输出功率下降不超过使用前的20%。7）组件使用寿命不低于25年。8）太阳能电池组件强度通过IC61215光伏电池的测试标准。（2）光伏组件连接布线图为实现3KW光伏组件供电，组件连接布线方式如图3-2所示：45 第三章3kw光伏电站总体方案设计图3-2光伏组件连接布线图3.1.2并网逆变器A．并网逆变器基本要求⑴工作电压：为了使当地交流负载正常工作，光伏系统的电压应与电网相匹配。电网额定电压，三相为400V，单相为230V。⑵频率：光伏系统应与电网与电网同步运行。电网额定功率为50Hz,光伏系统的频率允许偏差应符合GB/T15945-1995的规定，既允许偏差±0.5Hz,频率工作范围在49.5～50.5Hz之间。⑶谐波：光伏系统在运行时不应造成电网电压波形过度的畸变，或导致注入电网过度的谐波电流。光伏系统在额定输出时，电流总谐波畸变率限值5%，各次谐波电流含有率限值4%。⑷功率因数：光伏系统平均功率因数不小于0.85。⑸电压不平衡度：太阳能系统（三相输出）的运行不应引起由GB/T15543-1995规定的电网三相电压允许不平衡度。电网公共连接点（PCC）处的三相电压不平衡度允许值为2%，短时不得超过4%。45 第三章3kw光伏电站总体方案设计⑹太阳能发电系统中并网逆变器输出电压应与电网相匹配。正常运行时，并网逆变器输出电压与电网接口处的电压允许偏差应符合《光伏系统并网技术要求》（GB/T19939-2005）有关规定：三相电压的允许偏差为额定电压的±7%。依据以上并网技术要求，我们选用SMA6000TL并网逆变器。相关重要参数优于上述要求。具体性能如下示：1)逆变效率高，最大可达98%。2)功率因数在额定功率时保持在1.0。3)具有输入最大功率跟踪功能，采用MPPT功率跟踪方式，保证转换效率始终工作在最佳状态。4)输出电能品质好，满足国家标准GB/T12325的电能质量规定。5)工作温度范围宽。6)运行操作简单，维护方便，基本实现无人值守的全自动运行。7)内置电网保护装置，具有防孤岛保护单元（MSD）。8)具有短路、过流、过、欠电压等保护功能和报警功能。9)过载能力在125%～150%范围内。当过载150％时，能持续30s；当过载125％时，应能持续1分钟及以上。10)数据接口齐全。具有通用的通讯接口，如：RS485等。也具备多种通讯和显示方案，如电力载波通讯、无线通讯、数据电缆（RS485，RS232）或LCD显示屏进行监测和通讯。11)能够通过远程登陆，轻松实现远程监控。12)可直观显示并网逆变器工作状态，按键可通过LCD显示并网逆变器的各种工作参数，了解工作状态。3.1.3控制器的选择光伏控制器是用于太阳能发电系统中，控制一路或多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给负载供电的自动控制设备。能有效控制光伏组件向蓄电池充电，最大限度地利用太阳能。同时控制蓄电池向负载放电，使蓄电池在安全工作电压内工作。它的控制性能直接影响蓄电池的使用寿命和系统效率。（1）保护功能1)在使用过程中，如果输出负载短路，熔丝会立即熔断以切断输出，保护设备。用户清除短路故障后，需要安装匹配的熔丝（此设备熔丝：RGS7150A），之后可重新对系统上电。2)欠压保护/欠压恢复功能：设备具有自动检测蓄电池电压功能。当蓄电池电压低于欠压保护关断点时，为了防止蓄电池馈电过放，系统自动关断输出；当检测到电压上升到恢复点时，系统自动恢复输出。（2）使用注意事项1)本控制器仅适用于与之配套的光伏电池组,错误使用导致后果不可预测。45 第三章3kw光伏电站总体方案设计2)安装环境应通风良好。3)电流噪声会随负载增加而略有增加，属正常现象。4)报废处理时，请勿焚烧，会发生爆炸危险；导线等可能产生有毒气体。5)充电电压点的设置：出厂时的设置符合大多数蓄电池的性能特点，非专业人士请勿随意修改，否则造成一切后果自行承担。6)使用温度探头时一定要把探头放置在能代表蓄电池温度的位置。可使用测温工具先确定蓄电池温度最高位置，然后把探头置于彼处。（3）安装安装场所的要求和管理1)安装现场不能有易燃，易爆等危险品或材料，否则有火灾危险。2)安装场所要很好的通风，同时应避免小动物<鼠蛇等>沿接线孔处进入机柜内部，否则会造成短路等意外事故，有损伤机器，发生火灾等危险可能。3)不能用易腐性熔剂擦洗机柜表面，否则会造成表面油漆喷塑脱落，造成漏电等情况。（4）接线及运行接线注意事项1)接线前，请确认蓄电池处于断开状态,即电源已给断开，错误操作有触电和火灾的危险。本系统蓄电池负禁止接地。2)请电气工程专业人员进行接线，错误操作有触电和火灾危险。3)接地端子一定要可靠接地，错误操作有触电和火灾的危险。4)接线时,请务必确保接线正确，错误操作有触电、火灾、设备损害危险。5)请勿直接触摸端子或电路板,勿短接端子，错误操作有触电、火灾、设备损害危险。6)接入前,请确认蓄电池电压是否与本机蓄电池电压一致，是否在能接入电压范围之内，错误操作有损害设备、不能正常工作的危险。7)请勿对本柜组做耐压测试,会损伤半导体元件。（5）开/关机操作说明1）开机：完成所有接线以后，开通蓄电池回路，设备进入待机状态，闭合光伏输入开关，打开直流输出开关，直流有输出，设备开始工作。2）关机：若需关机，首先断开直流输出开关，然后断开光伏输入开关，最后断开蓄电池回路，完成关机动作。（6）液晶显示说明按键介绍控制器共设置6个按键，分别为：设置键“SET”、上翻键1“UP1”、下翻键1“DOEN1”、上翻键2“UP2”、下翻键2“DOEN2”、保存键“SAVE”。如图3-3所示：45 第三章3kw光伏电站总体方案设计图3-3控制器1）系统如果在60秒内未检测到用户按键操作，系统自动返回到平时状态，当前修改参数无效。2）在充电电压显示界面长按“设置SET”键（约6秒），系统进入设置模式，可对参数进行修改，修改完毕后按“保存SAVE”键，系统退出设置模式并保存当前设置。3）上翻1（UP1）：页面的上翻查阅或当前对应设置参数递增。4）下翻1（DOWN1）：页面的下翻查阅或当前对应设置参数递减。5）上翻2（UP2）：当前对应设置参数递增。6）下翻2（DOWN2）：当前对应设置参数递减。（7）界面介绍初始化界面对本控制器初次上电会进入一个初始化界面，对系统各功能进行初始设置，延时两秒钟，进入主界面，如3-4所示：Hello!图3-4初始化界面进入主界面a）此界面的“Voltage”为当前蓄电池电压；“Temp”为蓄电池当前温度。b)按上翻页或下翻页，进入直流输出与输出显示界面此界面的“Load”为直流输出电流值；“OUT”为直流输出：ON(OK）表示直流输出工作正常；OFF(LOW/HIGH)表示蓄电池欠压/过压，设备无输出。c)按上翻页或下翻页，进入充电电压显示界面此界面上的“ChargeVoltage”为充电电压。默认为蓄电池温度为25℃时的设定的目标充电电压值。在此界面可以设定充电电压值，方法如下：1)长按“SET”按钮，待液晶屏左下角显示“SET”，此时可以对预设充电电压电压点进行修改。按动中间的“”键或“”键，卸载启动电压值会±0.8修改。2)设定好数值后，按“SAVE”即可保存并退回上一级界面。45 第三章3kw光伏电站总体方案设计3)在修改界面下，约连续16秒没有按键按下，机器会自动回到工作参数显示界面且设置的数值不会被保存。d)按上翻页或下翻页，进入输入电流输出电流显示界面此界面的“P_Current”为光伏充电电流；“W_Current”为系统扩展。（8）故障及排除您选购的控制器出厂前经过严格检验，一般情况下很少出现故障，若出现下列故障，您自已可排除。异常现象原因分析及故障现象解决方法负载无输出蓄电池电压过低关闭直流输出开关，充电一段时间使蓄电池电压恢复到欠限恢复门限以上负载功率过大切断输出，减少负载功率，打开开关，可恢复输出负载短路排除短路故障即可继续使用（9）危险警告1）除专业人员外，禁止进行开盖保养和维修检查。2）禁止用湿手操作开关，禁止用湿布擦拭带电面板，禁止水流入壳体内部。3）请用户遵照本使用说明书之规定使用，凡未按要求使用，将会缩短系统的使用寿命甚至造成系统损坏，由此给用户带来的不便或损失并非系统本身的品质问题。因此，为保证您正常使用本公司系统，特郑重提示：严格按照本使用说明书的各项规定进行操作和使用。3.1.4支架的选择A．支架设计选型（1）采用标准GB50009-2001《建筑结构载荷规范》GB2694-88《热浸镀锌体镀锌质量》GB77-88《碳素结构钢》GB50017-2003《钢结构设计规范》GB50205-95《钢结构施工及验收规范》根据采用标准选择如图3-5所示的支架结构：45 第三章3kw光伏电站总体方案设计图3-5支架结构（2）支架结构的特点：1）带有齿牙的内缘：更可靠承受剪力，为整个系统提供可靠牢固的连接。2）轴向加劲肋：加强截面刚度，确保运输、切割及安装时截面无变形。3）槽钢上预制刻度：安装施工时方便切割槽钢。4）锯齿状机械咬合连接:防止滑移、塑性破坏-有征兆性破坏。5）所有产品的零配件及型材在工厂内预制完成，根据现场尺寸装配，不需要现场焊接。6）成品双拼槽钢采用激光焊接，非普通点焊，以保证双拼槽钢整体的传力可靠。7）各个槽钢间的连接通过结构件，现场安装简单、紧凑、省时。8）螺栓、垫片、螺母、弹簧一体化，使用快捷，便于调整。9）外表美观。结构件如图3-6所示：45 第三章3kw光伏电站总体方案设计(a)可变角度连接件（b）90度连接件（c）双拼槽钢（d）连接件（e）压块I（f）压块II图3-6连接件和压块B．支架安装（1）支架安装前应作下列准备工作：45 第三章3kw光伏电站总体方案设计1）支架到场后检查外观及保护层是否完好无损；型号、规格及材质是否符合设计图纸要求，附件、备件是否齐全；3）产品的技术文件安装说明及安装图是否齐全。2）支架宜存放在能避雨、雪、风、沙的场所，存放处不得积水，应做好防潮防护措施。如存放在滩涂、盐碱等腐蚀性强的场所应做好防腐蚀工作。保管期间应定期检查，做好防护工作。3）支架安装前安装单位应按照方阵土建基础“中间交接验收签证单”的技术要求对水平偏差和定位轴线的偏差进行查验。（2）支架安装和紧固应符合下列要求：钢构件拼装前应检查清除飞边、毛刺、焊接飞溅物等，摩擦面应保持干燥、整洁，不宜在雨雪环境中作业。支架的紧固度应符合设计图纸要求及《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205中相关章节的要求。组合式支架宜采用先组合框架后组合支撑及连接件的方式进行安装。螺栓的连接和紧固应按照厂家说明和设计图纸上要求的数目和顺序穿放。不应强行敲打，不应气割扩孔。手动可调式支架调整动作应灵活，高度角范围应满足技术协议中定义的范围。（3）支架安装的垂直度和角度应符合下列规定：1）支架垂直度偏差每米不应大于±1度，支架角度偏差度不应大于±1度。2）对不能满足安装要求的支架，应责成厂家进行现场整改。3）固定及手动可调支架安装的允许偏差应符合表3.1中的规定表3.1固定及手动可调支架安装的允许偏差项目允许偏差（mm）中心线偏差≤2垂直度（每米）≤1水平偏差相邻横梁间≤1东西向全长（相同标高）≤10立柱面偏差相邻立柱间≤1东西向全长（相同轴线）≤5（4）跟踪式支架的安装应符合下列规定：1）跟踪式支架与基础之间应固定牢固、可靠。2）跟踪式支架安装的允许偏差应符合设计或技术协议文件的规定45 第三章3kw光伏电站总体方案设计3）施工中的关键工序应做好检查、签证记录。C．支架连接（1）支架的焊接工艺应满足设计要求，焊接部位应做防腐处理。（2）支架的接地应符合设计要求，且与地网连接可靠，导通良好。3.2光伏系统的软件设计3.2.1MeteonormMeteonorm软件是一款分析各地的气象资料软件，包括当地的经度，维度，海拔高度，以及太阳辐射度等重要资料，要想设计当地的光伏发电系统，当地的气象资料必须准确，且完整，Meteonorm软件比较好的提供了各地的气象资料。（1）打开Meteonorm，选择语言（界面如图3-7所示）图3-7Meteonorm软件界面（2）查询所在地气象数据，以淮安为例（界面如图3-8所示）45 第三章3kw光伏电站总体方案设计图3-8选择所在城市界面3.2.2PVsystPVsyst是一款如何设计光伏发电系统的软件，他的设计流程如下:（1）获取设计所需相关信息1）系统安装位置:查询经纬度2）应用类型：离网/并网3）荷载情况：荷载的功率和使用时间4）环境条件：持续阴天数/遮阳情况5）输出类型：交流/直流，电压，频率（2）打开PVsyst软件，导入淮安的气象数据（如图3-9所示）45 第三章3kw光伏电站总体方案设计图3-9导入数据界面（3）系统设计，选择独立系统（4）系统设计过程就是依次完成设计界面上面各项里面的参数的过程（5）导入淮安的气象数据（如图3-10）45 第三章3kw光伏电站总体方案设计图3-10导入淮安气象数据如果PVsyst中没有安装地的信息，可采用以下方式（也就是使用之前提到的meteonorm6.0软件）：1）利用Googleearth找到安装地点的经纬度2）利用meteonorm6.0软件计算该地点十年的气象参数，并保存为*.dat文件3）将该文件保存到PVsyst子目录的Meteo文件夹里面4）点击PVsyst主界面的TOOLS然后按图示步骤导入数据5）完成数据导入后，重新从步骤3开始进行设计（6）选择好安装点信息后，对其他数据进行设定（如图3-11所示）45 第三章3kw光伏电站总体方案设计图3-11太阳光漫反射值界面当地的太阳光漫反射数值一般选择0.2（7）选择orientation确定倾斜角一般采用固定倾斜角度安装（Fixedtiltedplane），倾斜角度可以根据设计要求选择或选择能量损失最小来确定倾斜角度。（8）需要考虑阴影时，选择nearshading来设定阴影情况点击Construction/Perspective进行阴影设置，对建立好的模型进行阴影分析如下图3-12，保存后，点击table得到阴影分析表图3-12阴影分析图（9）选择system进入荷载参数设置界面（如下图3-13）45 第三章3kw光伏电站总体方案设计图3-13荷载参数设置界面（10）选择simulation进行模拟计算进行模拟计算并通过点击report得到模拟计算报告如图3-14，保存报告45 第三章3kw光伏电站总体方案设计图3-14模拟计算界面（11）设计完成其他类型设计基本相同，在设计过程中注意软件界面中的提示。说明：软件不同版本的界面可能有所不同。3.2.3中国淮安的气象资料本设计采用Metenorm收集北京太阳辐射资料，采用PVsyst设计独立光伏发电系统的。设计的地点是中国北京，当地的维度是北纬39.930，经度是东经116.400，海拔高度是30m。地区名字=中国北京纬度（度）=39.930，经度（度）=116.400，海拔高度（m）=30，气候区域=7辐射模式=默认（每小时）；温度模式=默认（每小时）温度选择：老时间段=1961-1990辐射选择：新时间段=1981-2000只添加3个站的值最近的站：gh：北京(10km),ta:北京（10km）北京各月的气象资料见表3.1表3.1北京各月气象资料月G_GhG_DhTaFF[W/m2][W/m2][C][m/s]45 第三章3kw光伏电站总体方案设计110039-4.32.8213556-1.92.93177795.13.2421411013.63.4524712320.02.9624214424.22.5720912725.91.9819612124.61.691839219.61.9101426912.72.111102474.32.6128637-2.22.7年1698711.82.5说明Ta：空气温度Ff：风速G-gh：水平线上总的平均幅射度G-dh：水平线上发散的平均幅射度北京气象资料图见图3-15：45 第三章3kw光伏电站总体方案设计图3-15北京气象资料45 第四章施工设计45 第四章施工设计第四章施工设计4.1施工设计总则（1）随着全球能源的持续紧缺和气候变暖的日益加剧，可再生能源的开发利用已经变得越来越重要。太阳能光伏发电被誉为解决未来能源需求的重要途径。近年来，随着可再生能源法的实施，我国太阳能光伏产业发展迅速。为了规范光伏发电项目的施工，使其在未来太阳能光伏电站的建设中，做到技术先进、安全适用、经济合理、长期可靠、确保质量，并能够得到健康有序的发展，制定本规范。（2）本条规定了本规范的适用范围，其中适用于新建、改建和扩建的并网型光伏电站。而对于建筑一体化光伏发电工程，由于其施工工艺的特殊性，国家相关部门正在制定相应规范，故不适用于本规范。（3）为规范光伏电站施工全过程，光伏电站施工规范所包括的施工范围，涵盖整个电站建设中的施工过程。（4）现行的安全技术规程中，对有关专业性的施工安全要求不一定齐全。尤其光伏电站施工中的组件、逆变器等设备的安装、连线及调试等工作。为保护人身和设备安全，要求施工人员在施工前应熟悉本规范和现行有关安全技术标准及产品的技术文件，并必须经安全考试合格后方准上岗工作。（5）本规范与国家现行有关标准规范的关系。同时对引进设备的施工验收，应按合同规定的标准执行，这是常规做法。未免除施工验收中因为标准不同产生异议而作出规定。由于我国的现实情况，某些引进设备的标准不尽相同，标准不同的情况应在签订订货合同时解决，或在工程联络会（其会议纪要同样具有合同效果）时协商解决。为使合同签订人员对标准不同问题引起重视，本条要求签订设备进口合同时注意，施工和验收标准不得低于本标准的原则规定。4.2施工基本规定本条规定光伏电站开工前应具备的一些基本要求。（1）对于建设单位在开工前的必备手续应办理完毕，包括国土资源局的土地规划许可、建筑规划许可；环保局的环境影响评价报告、水土保持方案；安全部门的安全性评价、职业健康评价；消防部门的施工图报审；建设行政主管部门的施工许可证等。（2）规定施工单位报监理审查时，需提供主要的一些内容，可依据工程监理部门的具体要求实施。（3）通过图纸会审可以熟悉设计图纸、领会设计意图、掌握工程特点，找出需要解决的技术错误45 第四章施工设计并拟定解决方案，从而将因设计缺陷而存在的问题消灭在施工之前。因此，施工图纸会审是工程施工前的一项必不可少的重要工作。图纸会审的深度和全面性将在一定程度上影响工程施工的质量、进度、成本、安全和工程施工的难易程度。只有认真做好了此项工作，图纸中存在的问题一般都可以在图纸会审时被发现并尽早得到处理，从而可以提高施工质量、节约施工成本、缩短施工工期，提高效益。（4）为了合理有序进行施工前期准备工作要求，施工单位应根据施工总平面布置图，布置施工临建设施完毕。由于光伏电站建设本身的特点，建设用地较大，地址条件较差，位置又比较偏远。故本规范不对光伏电站建设初期的三通一平或五通一平做硬性规定，可根据建设方需求或现场实际情况进行。（5）强调工程定位测量是工程前期顺利开展的重要条件。依据施工图图纸准确的进行工程定位测量工作，是保障光伏电站土建工程和安装工程质量的重要一环。4.3安装工程4.3.1支架安装支架的安装在考虑安全和劳动效率的前提下不宜在雨雪天气下进行。支架安装验收的标准主要应分为紧固度和偏差度两方面考虑，对其紧固度的要求，直接影响到组件安装好后的抗风能力，故应严格控制。支架大多采用镀锌件，若破坏了镀锌层，将降低支架的使用寿命，在施工过程中不应对支架气焊扩孔。支架的倾斜角度直接影响到组件的安装角度，组件的安装角度又直接影响到组件的效率。对于固定式支架的角度，都是综合当地的经纬度和相关气象数据计算而来，根据计算组件角度的偏差在±1度时，对组件的效率影响不大，故对支架的安装角度提出此要求。对于支架安装过程中，由于施工工艺而达不到验收标准的应由施工单位负责调整。而对于产品本身有质量缺陷的，应责成厂家处理。对支架安装过程中的偏差值做出要求，主要为整体感官考虑。但支架的安装质量绝大部分取决于基础的安装质量。所以在前期土建施工过程中应严把质量关，为后续支架安装提供好便利条件。本条对跟踪式支架的安装提出一些特殊要求。跟踪式支架个体较大，在安装前一定要将其与基础之间固定牢固，不管是采用焊接方式还是螺接方式。跟踪式支架采用旋转或推动的方式进行动态跟踪，其传动、转动部分的灵活性至关重要。且电缆在经过转动部位时应充分考虑预留并固定牢固。对于聚光式跟踪系统，为尽量避免损坏聚光镜，宜安排好安装顺序。强调按设计要求进行焊接和防腐工作。组件通常都是经过支架进行接地连接的，另外跟踪式支架高度很高，极易遭受雷击过电压的冲击，故接地工作应严格按照设计进行施工。4.3.2组件安装45 第四章施工设计组件是光伏电站中重要的设备，由于其自身结构的特点，极易破损。在购买之前组件厂家都会提出针对自己产品的特殊要求。在组件的运输与保管的环节上应符合制造厂的专门规定。支架的安装质量决定组件的安装质量，其工作顺序也是互相依托的，在组件安装前支架应该通过质检和监理部门的验收，方可进行组件的安装工作。组件的安装属于光伏电站中一下重要的工作任务。安装量又大，又具有一定危险性。安装工人对其性能还很陌生，需要在安装前对工人进行安全和技术交底。在光伏电站的建设中，往往会选用不同规格和型号的光伏组件。而不同的光伏组件，其电性能不同，若偏差值较大，则是不允许在一个组串内安装的。安装前应按照设计图纸仔细核对组件规格和型号。不同的生产厂家生产的光伏组件各有不同，在安装过程中，生产厂家会针对自己的产品如何固定，固定螺栓的力矩值，提出不用要求，尤其是无边框的薄膜组件。在安装过程中紧固力矩过小，可能会在今后的运行过程中脱落，紧固力矩过大，会导致组件破裂。故在施工过程中，应严格遵守设计文件或生产厂家的要求。在组件安装过程中，最主要的是组件的安装角度。经过对几个光伏电站建设项目的调研，在施工过程中，往往会在组件连接线施工环节上，由于组串数量不对、插接件不牢等问题，而造成在组串电压过高或过低，甚至无电压。施工人员应认真按照设计图纸施工，并仔细检查回路的开路电压和短路电流，以便在投入运行前，发现并解决问题。插接件与外接电缆间搪锡处理，是为了避免接触电阻增大，增加损耗。组串完毕后，线缆两端直流电压很高，容易对人身造成伤害。所以应将两端用绝缘胶布包扎好。或合理安排工序，施工中可以断开头一组组件的连接线，避免组串带电。组件的连线工作，本身就是带电操作的一项工作。下雨时天气潮湿，极易造成人身触电事故。所以规定下雨天严禁进行此项工作。对于晶硅组件，边框上预留有接地专用孔，需要用接地导线与地网可靠连接。而对于薄膜组件，制造厂家会根据逆变器的运行方式，采取不同的接地方式，或不接地。4.3.3逆变器安装A．逆变器安装前应具备以下基本条件和准备工作：（1）为了避免现场施工混乱，实行文明施工，提出了逆变器安装前，建筑工程应具备的一些具体要求，以便给安装工程创造一定的施工条件。这对保证安装质量和设备安全是必要的。如为了防止设备受潮，提出逆变器安装前，屋面、楼板不得有渗漏现象，沟道无积水等要求。（2）光伏电站内可能会在不同区域安装不同规格、型号的逆变器，要求在逆变器就位前按照设计图纸进行复核，以免安装位置出现错误，造成不必要的返工。45 第四章施工设计（3）按照逆变器的重量、外形尺寸及现场实际条件等因素，选择相应的机具进行运输和吊装。严禁超负荷使用机具。（4）随着逆变器功率的不断增大，逆变器的体积和重量也越来越大。500KW和1MW的大型逆变器已被广泛应用到光伏电站的建设中，所以要求在大型逆变器就位时要考虑道路和场地的因素。以便于施工。B．以下对逆变器的安装与调整做出具体要求：（1）参考同类规范中对盘柜基础的要求。非手车式开关基础，其基础型钢顶部一般都高出抹平地面10mm。基础型钢与接地干线应可靠焊接。（2）逆变器的安装方向按设计图纸来施工，同时应考虑方便运行人员的操作和检修。（3）可按设计要求采取防震措施。因为设计部门掌握盘、柜安装地点的震动情况，据此提出不同的防震措施。（4）逆变器可用螺栓或焊接的方式固定在基础型钢上。（5）逆变器内部设置有浪涌保护器、电感和电容元件，在逆变器工作时和停止工作后都需要可靠的接地，用以保障人身和设备的安全。在本规范中强调100kW及以上的逆变器应保证两点接地；同时若逆变器门上的电器绝缘损坏时，将使盘门上带有危险的电位，会危机到人身安全。应使用裸铜导线将逆变器盘门进行可靠接地。这里强调订货单位应在订货时应提出该项要求。（6）为便于阅读和使用本规范，将逆变器交直流侧电缆接引列入到本章中。逆变器的直流侧通过电缆和汇流箱连接，往往在接引此部分电缆时，部分光伏组件已组串完毕，并接引至汇流箱中。此时在汇流箱的正负极两端将会产生很高的直流开路电压，为保障人身安全，需要在逆变器直流侧电缆接线前，必须确认汇流箱侧有明显断开点，并做好安全防护措施。电缆的极性和绝缘同样非常重要，需要施工人员仔细测试，并做好施工记录。（7）逆变器交流侧电缆接引至升压变压器的低压侧或直接接入电网中，对于大型逆变器来说，逆变器交流侧都是由几根电缆组成，在接入变压器低压侧以后，又不便于电缆绝缘和相序的校验，故要求在此部分电缆接引前仔细检查电缆绝缘，校对电缆相序，并做好施工记录。（8）为了防止设备受潮和小动物进入逆变器，在电缆接引完毕后，应及时进行封堵工作。4.3.4其它电气设备安装A．光伏电站中有光伏组件、逆变器等新型设备，针对此部分设备尚无施工和验收标准。但也有很多电气设备的施工及验收，国家已经有现行的规范、标准，故在此部分设备的施工过程中应参照执行。B．强调按照设计文件及厂家的特殊要求施工的基本原则。C．强调环境监测仪的安装应符合产品的技术要求。45 第四章施工设计4.3.5防雷与接地强调光伏电站防雷与接地系统在施工中应符合现行国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169的相关要求和设计文件的特殊要求。4.4设备和系统调试4.4.1光伏组串调试（1）光伏组件在组串过程中，往往由于施工人员不细心，将插接头反装，而导致组串的极性不对。在测试过程中应严格进行此项工作检测。（2）相同规格和型号的组件组串完毕后，其电压偏差不应太大。若超过5V时，应对组串内组件进行检查，必要时可进行更换调整。（3）组串电缆温度过高，应检查回路是否有短路现象的发生。（4）测试组串的短路电流是为了检查，组串是否存在虚接现象。目前有一种组串的火化实验，将组串两端用短接线短接，短接几次后观察是否还有火花产生，以证明回路没有虚接，但实际操作起来也有一定危险性。使用万用表直流电流档直接测试短路电流，也存在危险性。故要求测试人员也具备专业知识并配备防护用品。（5）在并网状态下，使用钳形电流表直接测试组串的电流，直观且安全。但在组串回路前的测试工作同样重要。（6）逆变器投入运行前，最好将逆变单元内所有汇流箱均测试完成并投入。但有些电站在建设中，往往由于组件到货时间晚，不能满足此要求。（7）组串的测试工作一定要做好相应的测试记录，并作为竣工资料的一部分内容。4.4.2跟踪系统调试（1）光伏电站内的跟踪系统一般体积大、高度高。要求有一定的抗风强度，在调试前应检查跟踪系统是否固定的牢固可靠。同时为防止雷击过电压或电缆线路绝缘受损，而使支架带有电位，对人身和设备造成伤害，跟踪系统一定要可靠接地。（2）跟踪系统上的电缆在经过转动部位时，为防止被卷入或挣断，要固定牢固并充分考虑转动距离，做好预留。（3）在跟踪系统调试前，检查转动范围内是否有临时设施阻碍跟踪系统转动，以防止出现设备损坏事故。4.4.3逆变器调试（1）45 第四章施工设计逆变器的控制电源有的取自直流侧，有的取自交流侧，还有单独供给的，各个生产厂家都有不同。其次，是逆变器直流侧和交流侧的电缆接引完毕，并正确无误，绝缘良好。最后，方阵的接线工作部分或全部完成并通过检测工作，能够给逆变器提供安全的直流电源。这里没有提到逆变器的交流侧电源，是因为逆变器在静态调试初期，满足以上几点要求时，可以进行一些常规的参数和设置的检查。若是逆变器交流侧，具备满足逆变器要求的交流电时，逆变器也就具备了并网发电的条件。（2）逆变器经过长途运输、现场保管和安装等环节后，调试前还应对本体进行仔细检查，以确保设备安全。逆变器良好、可靠的接地，是保证调试人员人身安全的前提条件，需检查确认；逆变器内部的电路板、插接件及端子等部件，应仔细检查，是否在运输过程中造成松动或损坏。（3）逆变器作为光伏电站中的重要设备，在逆变器的调试时，最好由生产厂家和施工方一起配合进行。本规范并没有强制要求，是因为有一些总承包单位经过逆变器厂家的授权，可以在现场进行此部分工作。相关要求可以在采购方和供货方的技术协议中明确。（4）逆变器在控制回路带电时应对逆变器的参数进行检验和设置，同时检查逆变器自带的散热通风装置工作是否正常，以保证逆变器能够稳定的投入运行。（5）在逆变器直流侧带电而交流侧不带电时可以通过逆变器的显示器查看直流侧的电压值，并和实际测量值进行比较，检测逆变器数据采集的准确性。同时可以查看到逆变器直流侧对地阻抗值是否满足要求，如果显示值偏低，应进一步查明原因。（6）逆变器能够并网发电需要具备三个基本条件，即控制电源带电、直流侧带电且满足逆变器要求和交流侧带电且满足逆变器要求。通过编写组对几个光伏电站的调研，前两个条件都可以提前实现，但逆变器交流侧带电，通常都是在电站即将并网启动时才具备条件。这也是和常规火力发电厂不同之处。因为只有电站整体安装、调试工作结束，并通过一系列审批和质检合格以后，才具备倒送电条件，也就意味着光伏电站可以并网运行。所以本规范按照这样的顺序进行编写。在逆变器交流侧也带电时，可以对交流侧的相关参数进行检查，确认是否满足逆变器并网条件，另外对于一些具有门限位闭锁功能的逆变器，也需要确认其闭锁功能。（7）逆变器的保护功能直接涉及到光伏电站、接入电网的稳定运行，甚至会对人身生命安全造成威胁，所以其保护功能尤为重要。虽然逆变器生产单位在出厂前都经过此方面的测试，但按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150中的相关规定，应该在施工现场进行复测。因逆变器的保护功能只能在并网状态下进行，故需要逆变器厂家、施工方和建设方充分沟通并达成共识。具体操作可以通过更改逆变器参数的方法来进行测试。4.4.4其它电气设备调试（1）常规的电气设备如：电缆、变压器、真空断路器等，在《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150中都有明确的实验项目和标准。在光伏电站的建设中，此部分电气设备应遵照执行。45 第四章施工设计（2）作为光伏电站电量考核的一项标准，环境监测仪能够监测到环境温度、辐照度等参数。在国家电网公司正在制定的《光伏电站接入电网技术规定》中，也要求将此部分数据上传。所以应按照厂家技术文件的要求和后台通信厂家密切配合，将环境监测仪的各项参数实时、准确的反应到监控画面上，并应能生成报表。4.5环保与水土保持4.5.1施工环境保护A.噪音污染对周边环境影响很大，在施工中应该严格控制。不同施工阶段作业噪声限值列于下表4.1：表4.1噪声限值施工阶段主要噪声源噪声限制Leq[dB(A)]昼间夜间土石方推土机、挖掘机、装载机等7555打桩各种打桩机等85禁止施工结构混凝土、振捣棒、电锯等7055装修吊车、升降机等62(1)光伏电站施工中的打桩机、运输车辆、现场搅拌站、木材加工场等都有可能出现较大噪音，需要对此进行噪音的监测和控制，将噪音污染对环境的影响降到限值以下。(2)超过噪音限值的机械需要进行进行保养和维护，将噪音污染降低到限值以内。施工机械经过维护和保养之后仍然存在噪音超标的情况，则该施工机械不宜使用。(3)周边是居民区施工场地，为了防止夜间扰民，对于噪音较大的施工机械应停止作业。B.影响环境的施工废液主要包括泥浆、废油以及生活污水，这些废液直接排放在周围环境中可能对环境产生较大的危害，需要经过相应的处理。(1)施工泥浆直接排放进入正式排水设施和河流、湖泊以及池塘，容易引起淤塞并且造成水质污染，需要经过沉淀等相应的处理才能排放。(2)废油及废油污染物焚烧都是严重影响环境，必须回收并统一处理。(3)施工机械检修时，容易漏油而污染环境，需要对检修产生的废油进行收集然后排放至废油桶中集中处理。(4)粪便直接排入污水管道后容易引起堵塞，需要经过化粪池处理后才能排放。C.施工粉尘污染影响施工人员的身体健康，同时也对周边环境造成很大的影响，需要进行处理。(1)45 第四章施工设计施工期间的道路灰尘很多，过往车辆容易造成尘土飞扬，需要进行洒水清扫。清扫的次数根据现场实际情况确定，保证道路上没有飞扬的尘土即可。(2)施工现场的水泥、粉煤灰及珍珠岩颗粒等细颗粒建筑材料露天堆放随风飘散容易影响环境，存放细颗粒建筑材料的仓库或场地需要覆盖或密闭。(3)混凝土搅拌站在上料时容易出现大量的粉尘，需要采取相应的措施减小对环境的影响。D.施工固体废弃物对周边环境影响很大，需要适当处理才能减小对周边环境的影响。(1)固体废弃物应分类存放，便于收集和回收利用。不能将固体废弃物直接焚烧，否则可能产生大量的有毒有害气体，严重影响环境以及人体健康。(2)垃圾及时清运是为了保证施工环境的清洁，减少对人体身心健康的危害。(3)有毒有害废弃物填埋或焚烧都将对人体健康以及周围环境能够造成巨大的影响，必须送至县级以上地方人民政府设置的危险废物集中处置场所集中处置。4.5.2施工水土保持(1)光伏电站随地势而建，这样就尽量避免大面积破坏自然生态。在施工中也应当注意避免大面积的破坏地表植被。(2)选择小面积硬化块作为路面、停车场等铺设物是为了便于自然雨水的渗透，避免大量雨水流淌、淤积而引起自然植被的破坏。(3)光伏电站场地及道路采用自然排水可以避免大量的雨水汇集流淌而造成自然植被的破坏。4.6现场安全文明施工总体规划(1)根据《建筑施工安全检查标准》中的规定：施工现场必须设有“五牌一图”，即工程概况牌、管理人员名单及监督电话牌、消防保卫(防火责任)牌、安全生产牌、文明施工牌和施工现场平面图。危险区域悬挂安全警示牌，可以起到一定的警示作用，避免出现安全事故。(2)强调区域隔离、模块化管理的重要性，便于文明施工及安全管理。(3)强调道路的畅通在施工过程中的重要性，光伏电站的建设特点：场区大、设备多、工期短且地质条件差。施工过程中，一定要加强此方面的管理。4.7现场安全施工管理(1)本条规定为便于对施工单位进行管理。(2)在吊装区域、设备耐压区域和送电调试区域等危险作业区域，非作业人员不了解施工内容及其危险性，极易出现人身伤害事故。故施工中应对危险区域设专人监护，并严禁非作业人员进入危险作业区域内。(3)在屋顶光伏电站的施工中，将不可避免的面对高空作业。若不采取挂安全防护网、拉安全绳等安全防护措施，在施工过程中，容易出现高空坠落等人身伤害事故。故提出高空作业必须正确配置安全防护设施。45 第四章施工设计(4)交叉作业，存在安全隐患。在施工中应尽量避免45 总结与展望45 总结与展望总结与展望本文通过软硬件结合的方式完成太阳能光伏发电系统设计。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件就形成了光伏发电装置。太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，由于它集开发利用绿色可再生能源、改善生态环境、改善人民生活条件于一体，被认为是当今世界上最有发展前景的新能源技术，因而越来越受到人们的青睐。在论文设计过程中让我更加深刻的认识到发展利用可再生能源是当今世界必须要走的能源之路。只有这样才能最大限度的降低环境污染，从而保卫我们生存的地球。且应用在植物生长中的独立光伏电站能够克服现有的蔬菜大棚环境参数测量装置测量环境参数单一、无电源地区无法测量的缺点，太阳能光伏发电具有独特的优点，近年来正在飞速发展。太阳能电池的产量年增长率在40%以上，已成为发展最迅速的高新技术产业之一，其应用规模和领域也在不断扩大，从原来只在偏远无电地区和特殊用电场合使用，发展到城市并网系统和大型光伏电站。尽管目前太阳能光伏发电在能源结构中所占比例还微不足道，但是随着社会的发展和技术的进步，其份额将会逐步增加，可以预期，到21世纪末，太阳能发电将成为世界能源供应的主体，一个光辉的太阳能时代将到来。同时，在研究这个论题时，也让我更加深刻的理解事物的发展是存在两面性的。在太阳能开发利用的同时，还存在许多的技术难关，还有环境是否也会遭到破坏！这些问题是每个人都要想的。在此同时，也希望开发利用太阳能的技术越来越完善。希望尽快的实现太阳能时代的目标。45 总结与展望45 致谢致谢在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的指导老师吴大军老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意！在论文工作中，理论计算性问题一直困扰着我，在吴大军老师的亲切关怀和悉心指导下，我顺利完成了本篇论文。吴大军老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和幽默风趣的课堂教学给我留下了深刻的印象，我将终生难忘。在学校的生活即将结束，回顾两年多来的学习经历，面对现在的收获，我感到很欣慰。三年的锻炼与成长经历在我今后的人生道路中将会起到至关重要的作用，即将离校踏入社会，展望未来，我信心满满！很庆幸在淮信的两年多时间里遇到了一群良师益友，无论在学习上，生活上都一直给予我鼓励与照顾。在这里也要感谢我们的淮信院，是学院给了我们这么宽广的一个交流平台，能够在获得知识的同时，也能得到同样珍贵的友谊。因而在今后新的征程中，无论面临多大的困难，我也将怀着感激，怀着情谊，怀着责任，怀着期望和梦想，坚定、自信地走下去。在我即将完成学业之际，我深深地感谢我的家人给予我的全力支持！最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授!45 附录参考文献[1]赵争鸣,刘建政,孙晓英,袁立强.太阳能光伏发电及其应用.淮安:科学出版社,2006[2]王斯成.我国光伏发电有关问题研究.中国能源,2007,(2):7-11[3]王长贵、崔容强、周篂：《新能源发电技术》，淮安，中国电力出版社，2003。[4]冯垛生.太阳能发电原理与应用.淮安:人民邮电出版社,2007[5]崔容强、赵春江、吴达成并网型太阳能光伏发电系统——太阳能实用技术丛书化学工业出版社2007-7第1版[6]黄汉云太阳能光伏发电应用原理化学工业出版社2009年3月1日[7]罗玉峰等著21世纪高校规划教材（光伏专业）太阳能光伏发电技术电力建设网2009[8]李钟实太阳能光伏发电系统设计施工与维护人民邮电出版[9]赵富鑫、魏彦章：《太阳电池及其应用》，淮安，国防工业出版社，1985。[10]王长贵、周篂：《光伏发电技术资料选编》，淮安：国家计委交通能源局，1998。[11]中国太阳能利用协会.新编太阳能产品设计与太阳能利用新技术新工艺实务全书,中国科技文化出版社.2007[12]罗玉峰、陈裕先、李玲：《太阳能光伏发电技术》，江西高校出版社，2009年2月第1版。[13]王长贵、王斯成：《太阳能光伏发电实用技术》，化学工业出版社，2010年10月淮安第2版。[14]杨贵恒、强生泽、张颖超、邓勇：《太阳能光伏发电系统及其应用》，化学工业出版社，2011年5月淮安第1版。45 附录附录1硬件图图2-1新型结构框图图2-2数据采集单元与数据接收单元结构框图45 附录图3-2光伏组件连接布线图45'