疆哈密东南山口50mwp光伏电站设计_毕业设计开题报告

'毕业设计（论文）开题报告题目新疆哈密东南山口50Mwp光伏电站设计专业电力班级学生指导教师2015年9 一、毕业设计(论文)课题来源、类型课题来源：由于本人家乡新疆哈密地区光照条件十分优越，故拟在哈密东南山口地区建一个容量为50Mwp的并网光伏电站，经在网上查阅相应的资料后，已搜到相关设计标准和设计流程，可以作为一个研究课题。类型：理论研究二、选题的目的及意义2.1太阳能的优势 太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，与其他新能源相比利用最大，是最理想的可再生能源。因为它具有以下的特点：(1)数量巨大：每年到达地球表面能供人类利用的太阳辐射相当于一颗原子弹爆炸时所发出的能量；(2)时间长久：用之不竭，太阳按目前功率辐射能量其时间约可持续100亿年； (3)普照大地：取之不尽，不需要开采和运输； (4)清洁无污染：无任何物质的排放，既不会留下污染物，也不会向大气中排放废气。 2.2光伏发电的优势 太阳能的开发利用主要有光热利用、光伏利用、光化学利用等三种形式。目前，以太阳能电池技术为核心的太阳能光伏利用成为太阳能开发利用中最重要的应用领域，因为光伏发电具有以下明显优点： 9   (1)结构简单，体积小且轻。能独立供电的太阳能电池组件和方阵结构都比较简单，输出50W的晶体硅太阳能电池组件，体积约为450mm×985mm×45mm，质量为7kg。  (2)容易安装运输，建设周期短。只要将太阳能电池支撑并面向太阳即可发电，宜于制成小功率移动电源； (3)维护简单，使用方便。如遇风雨天，只需检查太阳电池表面是否被粘污、接线是否可靠、蓄电池电压是否正常即可。大型光伏电站使用计算机控制运行，运行费用很低。 (4)清洁、安全、无噪声。光伏发电本身不向外界排放废物，没有机械噪声，是一种理想的能源。 (5)可靠性高，寿命长，并且应用范围广。晶体硅太阳能电池的寿命可以长达20至35年，在光伏系统中，只要设计合理、选型适当，蓄电池的寿命可以达到10多年；太阳能几乎无处不在，太阳能电池在中国大部分范围内都能作为独立的电源。2.3阳能开发潜力9 在中国，太阳能资源较好的地区占国土面积2/3以上，主要集中在西部地区，尤其是西北和青藏高原，年平均日照在2200小时以上，中国陆地每年接收的太阳辐射量约合24000亿吨标准煤。太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散的进行，所以它适于各家各户分别进行发电，而且可以连接到供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可以从电力公司买入。分布式光伏发电并网系统将可能是今后住宅和办公用电的主要模式。太阳能发电有更加激动人心的计划。一是利用地面上的沙漠和海洋面积进行发电，并通过超导电缆将全球太阳能发电站连成统一电网以便向全球供电。测算，到2050年和2100年，即使全用太阳能发电供给全球用电，占地也不过为186.79万平方公里和829.19万平方公里。829.19万平方公里才占全部海洋面积的2.3%或全部沙漠的51.2%，甚至才是撒哈拉沙漠的91.5%。另一方案是天上发电。早在1980年美国宇航员和能源部就提出在空间建设太阳能发电站设想，准备在同步轨道上放一个长10公里、宽5公里的大平板，上面布满光伏电池，这样便可提供5×610KW电力。但这一方案需解决向地面无线输电问题。现已提出用微波束、激光束传输等方案。2.4中国的能源现状以及环境问题随着人类社会的不断发展，人们的经济及文化活动需要大量的能源。目前，人类利用的电能主要有三种，即火电、水电和核电。但是由于化石燃料的有限性和分布的不均匀性，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济、社会发展的需要，并且由于蕴藏量有限，矿物能源正面临着枯竭的危险。由于燃烧煤、石油等化工燃料，每年有数十万吨硫等有害物质排向天空，使大气环境遭到严重污染。近几年，北京、天津、南京和上海等地的雾霾已经严重地威胁到了当地人们的身心健康，也给他们的出行带来了很大的不便。9 同时由于大量排放二氧化碳等温室气体而使地球产生明显的温室效应，引起全球气候变化；水力发电受到水力资源的限制和季节的影响，并且有时会破坏当地的生态平衡；核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样十分严重，并且核废料的处理直至今天仍然是一个全球性待解决的问题。综上所述：我认为将设计一个容量为50Mwp的并网光伏电站作为一个研究课题很有实际意义。三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势3.1国内外光伏发电的现状3.1.1国内光伏产业发展目前，中国的光伏产业在国内很少，绝大多数的产业都在国外。从可持续发展的角度看，我国单一的依靠不可再生的化石能源，而不大力发展新能源-----太阳能是个很不乐观的事。我国有108万平方公里的沙漠，主要集中在西北地区，一平方公里就可以安装100兆瓦的光伏列阵，可发1.2亿度电，我们仅仅只要开发2%，发电量就能超过2004年的总消耗量。在沿海，北方等日照充足的地方，日照每年都能达到2000小时，在海南更是上了2400小时。所以我国日照充足，发展光伏产业非常有前景。近来，为发展新型能源，国家出台了《关于实施金太阳示范工程的通知》这个政策对于我国光伏产业的发展有着极大的促进作用。重点支持用户侧并网光伏发电、大型并网光伏发电、独立光伏发电等示范项目建设，以及硅材料提纯、并网运行等光伏发电关键技术产业化和相关基础能力建设，并根据技术先进程度、市场、光伏产业发展状况等确定各类示范项目的单位投资补助上限。9 这一政策的出台，给了光伏产业机遇，也给了同行竞争压力。企业必须努力的研究技术、注重产品质量、打通国内国际市场，把产业做大做强。才能保持企业在市场中不被淘汰。光伏发电产业链从上游到下游，包括多晶体、硅片电池片以及电池组件。在产业链中，从多晶硅到电池组件中，生产的技术要求越来越低，但是，这样的小公司分布的也很广。因此，整个光伏产业链的利润主要集中在上游的多晶硅生产环节，上游产业的盈利能力明显优于下游。在我国，多晶硅的生产盈利是光伏电池组各产业中最高的，约占总额的52%。而目前，多晶硅的价格下跌的比较厉。2010年5月，由22个国家骨干企业，企业协会和研究协会组成的中国光伏同盟成立了。中国光伏产业联盟以引导行业联合创新、推动应用、规范发展为核心研究鼓励光伏产业发展的各项政策，加大对企业技术改造和产业升级的支持力度。中国光伏产业联盟将致力于整合产业资源、推进结构调整、转变发展方式，增强行业凝聚力，扩大国际影响力与竞争力。3.1.2外光伏产业的发展最早发展光伏产业的是欧美国家和日本。1969年，第一座太阳能核电站在法国建立了。光伏发电在欧美得到了快速的发展，并在总发电量中光伏所占比例越来越高。2008年，欧盟的光伏发电量占了世界总光伏发电量的80%，其中又主要以德国和西班牙为主。几乎占了整个欧盟光伏发电量的85%。预计到2020年，欧盟光伏发电量将达到世界总发电量的12%。美国在这方面起步比较早，但是因为以前的政府不重视，所以技术方面和发电产量都比不上欧盟和日本。奥巴马政府9 出台了一系列促进发展新能源的政策。促进了光伏产业的发展，逐渐变为后来者居上。近几年美国大多数州都出台了《可再生能源配额准则》。以加州为例，凡在住屋、商业建筑屋顶上安装太阳能设备的家庭或企业，都可以获得州政府的多项补助，包括享受30%的减税优惠，减少30%的安装成本。日本的光副产业也很先进，而且走进了千家万户。政府鼓励民众使用一些光伏供电的电器产品，多余的电还可以卖给政府。既环保，清洁，节能，还能有补贴，一举多得。这让日本的光伏发电产量增加了很多。因此，随着社会的进步和经济的发展，以及人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源己经是当前人类面临的迫切课题。太阳能以其清洁、无污染，并且取之不尽、用之不竭等优点越来越得到人们的关注。全球能源专家一致认定:太阳能将成为21世纪最重要的能源之一。据欧洲JRC预测，到未来的2100年时，太阳能在整个能源结构中将占68%的份额。随着太阳电池研究的快速进程和转换效率的不断提高，发电成本已经呈现快速下降趋势，可以预料，太阳能光伏发电在人类社会的未来发展中必将占据越来越重要的地位。四、本课题主要研究内容（1）掌握光伏发电的原理，了解光伏电站的设计标准和流程；对光伏电站的构成，进行可行性分析并进行合理布局（2）根据太阳能资源分布及光照辐射量进行选址（3）根据拟设光伏电站的发电量、所选太阳能电池的单板发电量算出所需太阳能板的数量。（4）计算出电池组件之间最优的间距和倾斜角度。9 （5）对哈密地区冬季时刻太阳能发电效率进行深刻分析（6）进行光伏电池板、支架、汇流箱、逆变器、电气设备等的选材、选型，设计组件的排布。（7）计算系统的发电量和成本，进行经济分析（8）掌握光伏电站并入电网的标准（9）进行对主变压器保护，母线、线路保护设计四、完成论文的条件和拟采用的研究手段（途径）（1）查阅文献，理解设计题目要求以及内容六、本课题进度安排、各阶段预期达到的目标：第1-2周：查阅相关文献完成外文文献翻译第3-4周：搜集相关资料，完成开题报告第5周：对原始资料进行分析和处理第6周：太阳能光伏组件选型、太阳能光伏并网逆变器的选择第7周：逆变器与升压变压器的组合方式、集电线路回路数、升压方案确定第8周：拟定本光伏电站的电气主接线方案，经过投资概算和初步技术经济比较，确定推荐方案。第9周：无功补偿方案配置设计，确定补偿容量和补偿方式第10周：进行短路电流的计算第11周：对推荐方案进行电气主设备选择第12周：绘制电气主接线图，编写初步设计说明书9 第13周：站用电系统设计，给出站用电系统图第14周：各级电压配电装置布置设计，给出开关站平面布置图和必要的剖面图第15周：主变压器保护，母线、线路保护设计第16-17周：整理回顾设计内容，制作答辩ppt，准备答辩七、参考文献1.王革华.新能源概论[M]，北京：化学工业出版社，2006，1-83. 2.冯垛生.太阳能发电原理与应用[M]，北京：人民邮电出版社，2007，37-92. 3.刘荣主.自然能供电技术[M]，北京：科学出版社，2000，9，53-66. 4.林安中，王斯成.国内外太阳电池和光伏发电的进展与前景[J]，太阳能学报，1999（特刊），68-74. 5.王长贵，王斯成.太阳能光伏发电实用技术[M]，北京：化学工业出版社，2005，8-195. 6.崔容强，赵春江，吴达成.并网型太阳能光伏发电系统[M]，北京：化学工业出版社，2007，26-75. 7.刘宏，吴达成，杨志刚，翟永辉.家用太阳能光伏电源系统[M]，北京：化学工业出版社，2007，15-90. 8.王兆安，黄俊.电力电子技术[M]，北京：机械工业出版社，2005，132-169. 9.陈道炼.DC-AC逆变技术及其应用[M]，北京：机械工业出版社，2003，269-284.  10.张荣.光伏并网逆变器的研究[D]，重庆大学，2006.11.刘凤君.现代逆变技术及应用,电子工业出版社，2006. 9 12.周志敏、周纪海等.逆变电源实用技术，中国电力出版社，2005 13.黄瑶.基于TMS320F2812的光伏并网发电系统的设计[D],广西大学硕士学位论文，2008. 14.赵为.太阳能光伏并网发电的研究[D]，合肥，合肥工业大学，2003.八、指导教师意见对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师：九、所在专业审查意见负责人：9'