光伏发电系统设计与施工(沈洁)

《光伏发电系统设计与施工》详细讲解了光伏发电系统主要设备的基本原理、选型和安装方法，光伏系统设计施工中的主要步骤、执行方式，对光伏系统设计施工进行了实例讲解，理论与实训融为一体。《光伏发电系统设计与施工》可以作为职业院校光伏发电技术及应用专业的教学用书，也可作为从事光伏应用相关领域的技术人员、管理人员的技术指导用书。

第1章太阳能光伏发电系统简述1

1.1光伏发电技术发展概况1

1.1.1离网光伏发电系统1

1.1.2并网光伏发电系统2

1.1.3风光互补式发电系统2

1.1.4独立式光伏发电系统分类2

1.2光伏独立发电系统的构成3

1.3光伏独立发电系统结构设计4

1.3.1系统基本功能4

1.3.2系统基本调配策略5

1.4光伏发电场简介5

1.4.1光伏发电场的相关概念5

1.4.2光伏发电场的组成及原理6

1.4.3光伏发电场实例10

 

第2章太阳能电池组件12

2.1太阳能电原理12

2.2太阳能电池的生产工艺流程12

2.2.1太阳能电池的制造技术13

2.2.2太阳电池组装工艺简介13

2.3光伏电池组件电参数15

2.4影响因素条件下的测试原理16

2.5太阳能电池分类与现状16

2.6实训光伏电池方阵的安装18

 

第3章蓄电池21

3.1蓄电池的分类21

3.2光伏储能及其充放电模式22

3.2.1放电时率与放电倍率22

3.2.2蓄电池的主要参数指标23

3.2.3蓄电池的基本特性25

3.3蓄电池的选择与安装26

3.3.1独立电源系统用蓄电池的选择26

3.3.2蓄电池的安装27

3.3.3安装后检测28

3.4实训光伏储能系统设计28

 

第4章光伏发电逆变器系统30

4.1光伏发电系统对逆变器的要求30

4.1.1光伏逆变器的设计原则30

4.1.2对逆变器的要求31

4.2逆变器分类31

4.2.1逆变电路的分类31

4.2.2逆变器的基本电路32

4.2.3逆变器的主电路33

4.3光伏发电系统并网逆变器35

4.3.1并网逆变器的控制目标35

4.3.2并网逆变器的输出控制模式35

4.4逆变器的主要技术指标36

4.4.1光伏并网逆变器技术36

4.4.2并网运行的条件37

4.4.3逆变器并网控制方式37

4.5逆变器基本电路37

4.5.1半桥电路37

4.5.2全桥变换电路38

4.5.3电压源逆变器工作原理39

4.5.4电流源逆变电路工作原理40

4.5.5电流型逆变器40

4.6实训逆变器的测试41

 

第5章光伏监控系统的开发45

5.1建立离网发电系统监控界面的制作45

5.1.1打开软件45

5.1.2新建工程45

5.1.3新建I/O设备组态46

5.1.4建立数据库组态48

5.1.5新建窗口53

5.1.6力控中某些脚本的具体表达61

5.1.7运行项目62

5.2设备参数设置65

5.2.1变频器一般参数调节65

5.2.2智能仪表一般参数设置66

5.3监视力控与I/O设备的通信状态67

5.3.1对一个设备上的数据定义不同的采集周期67

5.3.2合理设置扫描周期，避免引起设备死机68

5.3.3通过拨号方式与I/O设备通信68

5.3.4通过以太网（TCP/IP、UDP/IP）方式与I/O设备通信69

5.3.5通过网桥（GPRS、CDMA）方式与I/O设备通信69

5.3.6通信状态监视、设备状态数据的读取69

5.3.7怎样用辅助工具调试I/O设备71

5.4控制策略pStrategy的使用73

5.4.1编辑控制策略时的基本准则74

5.4.2使用策略编辑器生成控制策略的基本步骤74

5.4.3控制功能模块的构成及相关程序74

5.5实训复杂系统的组态创建及监控77

 

第6章光伏发电系统设计79

6.1光伏电站运作总流程79

6.1.1项目立项79

6.1.2项目设计80

6.1.3项目建设80

6.1.4项目运营82

6.2计算安装角度82

6.3光伏方阵容量的计算83

6.4蓄电池组容量设计83

6.5支架设计83

6.6控制器的选型84

6.7逆变器的选型86

6.810MW太阳能电站方案88

6.8.1太阳能电池阵列设计88

6.8.2直流配电柜设计91

6.8.3太阳能光伏并网逆变器的选择91

6.8.4交流防雷配电柜设计93

6.8.5交流升压变压器93

6.8.6系统组成方案原理框图94

6.8.7系统接入电网设计94

 

第7章施工主要分部分项工程99

7.1施工测量99

7.2桩基施工100

7.2.1总体部署100

7.2.2施工方案100

7.2.3地锚桩施工102

7.2.4安全生产管理及保证措施104

7.2.5质量管理目标及保证措施106

7.2.6进度管理目标及保证措施108

7.3土方施工109

7.3.1土方开挖109

7.3.2土方回填109

7.3.3降排水施工110

7.3.4钢筋工程110

7.3.5模板工程112

7.4混凝土工程115

7.5砌体工程116

7.5.1结构工程116

7.5.2抹灰工程117

7.5.3涂料工程118

7.5.4门窗工程119

7.5.5室外道路修筑119

7.6安装工程施工120

7.6.1安装工程的准备工作120

7.6.2太阳能方阵支架的安装120

7.6.3太阳能电池组件的安装121

7.6.4电线管安装和导线敷设122

7.6.5电缆桥架/线槽安装和电缆敷设123

7.6.6逆变器、接线箱安装124

7.6.7施工的协调与配合124

7.7水电安装工程125

7.7.1室内给水工程125

7.7.2室内排水工程125

7.7.3防雷接地系统（含太阳能方阵）127

7.7.4照明配电箱的安装128

7.7.5管内穿线128

7.7.6钢结构工程128

7.8确保施工中的技术组织措施131

7.8.1工程质量保证措施131

7.8.2工程工期保证措施134

7.8.3工程安全保证措施134

7.8.4主要工种安全技术措施135

7.9文明施工及环境保护措施136

7.10施工配合措施137

7.11光伏系统施工138

7.11.1组件安装注意事项138

7.11.2蓄电池安装工艺139

7.11.3控制器安装工艺139

7.11.4汇流箱及直流配电柜安装140

7.11.5电缆敷设141

7.12防火工程142

 

第8章光伏系统施工及管理144

8.1项目施工组织机构与人员配置144

8.1.1项目管理组织形式144

8.1.2项目部现场主要管理人员职责144

8.2施工准备146

8.3保证施工进度的措施146

8.3.1确保工期的措施146

8.3.2进度控制与进度检测147

8.3.3施工组织与安排及保证措施149

8.4质量管理151

8.4.1总则151

8.4.2质量目标151

8.4.3主要人员质量职责152

8.4.4质量控制程序152

8.4.5技术质量控制153

8.4.6检验质量控制153

8.4.7施工质量控制153

8.5主要经济技术指标和资料的整理归档154

8.6职业健康安全与环境管理制度和程序154

8.7环境因素识别、环境因素评价、应急准备和相应措施157

8.7.1环境因素识别157

8.7.2重要环境因素评价158

8.7.3对污染源的评价158

8.7.4能源、资源消耗评价法159

8.7.5环境因素的管理160

8.7.6环境因素的更新160

8.7.7施工现场应急（触电）预案160

8.7.8高处坠落、机械伤害事故的现场应急预案161

8.8设备安装调试控制措施161

8.8.1运输要求161

8.8.2建筑要求162

8.8.3质量要求162

8.8.4敷设电线、电缆的注意事项163

8.8.5接地164

8.8.6二次接线工艺要求164

8.9实训制定20MWp光伏系统施工工作方案167

 

第9章光伏系统的调试、检查、维护、测量和测试168

9.1工程竣工时运行及检查168

9.2日常检查与定期维护检查169

9.3检查与试验方法170

9.3.1外观检查170

9.3.2运行状况的确认171

9.3.3太阳能电池阵列输出功率的检查171

9.3.4绝缘电阻的测量173

9.3.5电气绝缘强度测试174

9.3.6接地电阻的测量175

9.3.7控制器及并网保护装置的测量175

 

参考文献177

本书以介绍光伏发电系统组成的电池组件、蓄电池、光伏逆变器、光伏监控系统知识为基础，主要针对光伏发电系统设计，光伏系统施工及管理，光伏系统的调试、检查、维护、测量与测试等知识进行介绍。本书涉及光伏系统设计施工安装中的技术问题，一方面从光伏发电系统五大组成部分介绍光伏系统的设备及基本操作技术，另一方面从光伏系统的设计、施工、调试来阐述光伏系统安装调试中的技术问题。全书分为9章，第1章介绍光伏系统的分类及光伏电厂的设备组成；第2章介绍光伏组件的生产、原理及安装方法；第3章介绍蓄电池的分类及充放电模式，蓄电池的选择、容量设计等；第4章介绍光伏系统逆变器的原理、分类、技术指标和控制模式；第5章介绍光伏监控系统工程建立方式、设备数据组态、画面制作等；第6章介绍光伏电站需求分析、设备选型、设计案例以及光伏系统设计方法；第7章就光伏系统施工测量、桩基、土方、水电等进行分项施工介绍；第8章介绍光伏系统施工管理知识；第9章从光伏系统的调试、检查、维护、测量和测试等方面介绍光伏系统施工结束后的各类注意事项。本书以充分体现高职高专教育的特点、提高学生实际动手能力、提高分析解决实际问题的能力为原则，详细讲解了光伏发电系统主要设备的基本原理、选型和安装方法，光伏系统设计、施工中的主要步骤、执行方式，对光伏系统设计施工进行了实例讲解。本书可以作为职业院校新能源专业的教学用书，也可作为从事光伏应用相关领域的技术人员、管理人员的技术指导用书。本书由天津轻工职业技术学院沈洁、丁玮任并统稿，龚人欢、李娜任副，刘靖、武洪娟、李良君、刘砚、佟玲参加了编写工作。其中，第1、第3章由丁玮、刘砚编写，第2章由刘靖、龚人欢编写；第4章由武洪娟、佟玲编写，第5～8章由沈洁编写，第9章由李娜、李良君编写。王建明审阅了全稿并提出宝贵意见。谷永伟、濮东、孙志强参与了部分资料的整理工作，在此一并表示衷心的感谢。限于编者水平，书中难免会有疏漏之处，敬请广大读者和同行专家提出宝贵意见，以便使这本教材能日趋完善，编者不胜感谢。编者2016年11月