光伏发电系统设计与施工

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4

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9

第2章太阳能电池组件10

2.1太阳能电池原理10

2.2太阳能电池的生产工艺流程10

2.2.1太阳能电池的制造技术11

2.2.2太阳能电池组装工艺简介11

2.3光伏电池组件电参数12

2.4影响因素条件下的测试原理14

2.5太阳能电池分类与现状14

2.6实训光伏电池方阵的安装16

第3章蓄电池19

3.1蓄电池的分类19

3.2光伏储能及其充放电模式20

3.2.1放电时率与放电倍率20

3.2.2蓄电池的主要参数指标21

3.2.3蓄电池的基本特性23

3.3蓄电池的选择与安装24

3.3.1独立电源系统用蓄电池的选择24

3.3.2蓄电池的安装24

3.3.3安装后检测26

3.4实训光伏储能系统设计26

第4章光伏发电逆变器系统28

4.1光伏发电系统对逆变器的要求28

4.1.1光伏逆变器的设计原则28

4.1.2对逆变器的要求28

4.2逆变器分类29

4.2.1逆变电路的分类29

4.2.2逆变器的基本电路30

4.2.3逆变器的主电路30

4.3光伏发电系统并网逆变器32

4.3.1并网逆变器的控制目标32

4.3.2并网逆变器的输出控制模式33

4.4逆变器的主要技术指标33

4.4.1光伏并网逆变器技术33

4.4.2并网运行的条件34

4.4.3逆变器并网控制方式34

4.5逆变器基本电路35

4.5.1半桥电路35

4.5.2全桥变换电路35

4.5.3电压源型逆变器工作原理36

4.5.4电流源型逆变器工作原理37

4.5.5电流型逆变器37

4.6实训逆变器的测试38

第5章光伏监控系统的开发41

5.1离网发电系统监控界面的制作41

5.1.1打开软件41

5.1.2新建工程41

5.1.3新建I/O设备组态42

5.1.4建立数据库组态45

5.1.5新建窗口48

5.1.6力控中某些脚本的具体表达56

5.1.7运行项目57

5.2设备参数设置60

5.2.1变频器一般参数设置60

5.2.2智能仪表一般参数设置61

5.3监视力控与I/O设备的通信状态61

5.3.1对一个设备上的数据定义不同的采集周期62

5.3.2合理设置扫描周期62

5.3.3通过拨号方式与I/O设备通信63

5.3.4通过以太网（TCP/IP、UDP/IP）方式与I/O设备通信64

5.3.5通过网桥（GPRS、CDMA）方式与I/O设备通信64

5.3.6通信状态监视及设备状态数据的读取64

5.4实训复杂系统的组态创建及监控66

第6章光伏发电系统设计68

6.1光伏电站运作总流程68

6.1.1项目立项68

6.1.2项目设计69

6.1.3项目建设69

6.1.4项目运营71

6.2安装角度的计算71

6.3光伏方阵容量的计算72

6.4蓄电池组容量设计72

6.5支架设计72

6.6控制器的选型73

6.7逆变器的选型75

6.810MW太阳能电站方案76

6.8.1太阳能电池阵列设计77

6.8.2直流配电柜设计79

6.8.3太阳能光伏并网逆变器的选择80

6.8.4交流防雷配电柜设计82

6.8.5交流升压变压器的选择82

6.8.6系统组成方案原理框图83

6.8.7系统接入电网设计83

第7章施工主要分部分项工程88

7.1施工测量88

7.2桩基施工89

7.2.1总体部署89

7.2.2施工方案89

7.2.3地锚桩施工91

7.2.4安全生产管理及保证措施93

7.2.5质量管理目标及保证措施95

7.2.6进度管理目标及保证措施96

7.3土方施工97

7.3.1土方开挖97

7.3.2土方回填98

7.3.3降排水施工98

7.3.4钢筋工程98

7.3.5模板工程100

7.4混凝土工程103

7.5砌体工程104

7.5.1结构工程104

7.5.2抹灰工程105

7.5.3涂料工程106

7.5.4门窗工程107

7.5.5室外道路修筑107

7.6安装工程施工107

7.6.1安装工程的准备工作108

7.6.2太阳能方阵支架的安装108

7.6.3太阳能电池组件的安装109

7.6.4电线管安装和导线敷设109

7.6.5电缆桥架/线槽安装和电缆敷设110

7.6.6逆变器、接线箱安装111

7.6.7施工的协调与配合112

7.7水电安装工程112

7.7.1室内给水工程112

7.7.2室内排水工程112

7.7.3防雷接地系统（含太阳能方阵）113

7.7.4照明配电箱的安装114

7.7.5管内穿线115

7.7.6钢结构工程115

7.8确保施工中的技术组织措施118

7.8.1工程质量保证措施118

7.8.2工程工期保证措施120

7.8.3工程安全保证措施121

7.8.4主要工种安全技术措施121

7.9文明施工及环境保护措施122

7.10施工配合措施124

7.11光伏系统施工124

7.11.1组件安装注意事项124

7.11.2蓄电池安装工艺125

7.11.3控制器安装工艺125

7.11.4汇流箱及直流配电柜安装126

7.11.5电缆敷设127

7.12防火工程128

第8章光伏系统施工及管理130

8.1项目施工组织机构与人员配置130

8.1.1项目管理组织形式130

8.1.2项目部现场主要管理人员职责130

8.2施工准备132

8.3保证施工进度的措施132

8.3.1确保工期的措施132

8.3.2进度控制与进度检测133

8.3.3施工组织与安排及保证措施135

8.4质量管理136

8.4.1总则136

8.4.2质量目标137

8.4.3主要人员质量职责137

8.4.4质量控制程序137

8.4.5技术质量控制138

8.4.6检验质量控制138

8.4.7施工质量控制138

8.5主要经济技术指标和资料的整理归档139

8.6职业健康安全与环境管理制度和程序139

8.7环境因素识别、环境因素评价、应急准备和相应措施141

8.7.1环境因素识别142

8.7.2重要环境因素评价143

8.7.3对污染源的评价143

8.7.4能源、资源消耗评价法144

8.7.5环境因素的管理145

8.7.6环境因素的更新145

8.7.7施工现场应急（触电）预案145

8.7.8高处坠落、机械伤害事故的现场应急预案146

8.8设备安装调试控制措施146

8.8.1运输要求146

8.8.2建筑要求146

8.8.3质量要求147

8.8.4敷设电线、电缆的注意事项148

8.8.5接地148

8.8.6二次接线工艺要求148

8.9实训制定20MWp光伏系统施工工作方案151

第9章光伏系统的调试、检查、维护、测量和测试152

9.1工程竣工试运行及检查152

9.2日常检查与定期检查153

9.3检查与试验方法154

9.3.1外观检查154

9.3.2运行状况的确认155

9.3.3太阳能电池阵列输出功率的检查155

9.3.4绝缘电阻的测量156

9.3.5电气绝缘强度测试158

9.3.6接地电阻的测量158

9.3.7控制器及并网保护装置的测量159

第10章智能微电网160

10.1微电网的体系结构160

10.2微电网的运行模式及控制161

10.2.1微电网的并网运行模式161

10.2.2微电网的离网运行模式162

10.2.3微电网的并网控制163

10.2.4微电网的离网控制164

10.3微电网的监控与能量管理164

10.3.1微电网的监控系统架构165

10.3.2微电网监控系统设计165

10.3.3微电网能量管理167

10.4实训微电网运行控制、调度与管理168

10.4.1实训设备168

10.4.2微电网并网运行启停实验170

10.4.3微电网能量管理与控制174

第11章光伏电站智能运维实训系统179

11.1光伏电站智能运维实训系统概述179

11.2光伏电站智能运维实训平台的开关机182

11.2.1开机前检查182

11.2.2开机步骤183

11.2.3关机步骤183

11.3实训光伏组件连接与测试183

11.4实训汇流箱连接与测试188

11.5实训逆变器连接与测试190

参考文献194

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，理论与实训融为一体。此外，本书还融入了智能微电网的监控管理与控制调度知识，并基于光伏电站智能运维实训系统介绍了与配套的1 X证书取证相关的知识，以便达到课证融通的效果。

本书可以作为职业院校光伏发电技术及应用专业的教材，也可供从事光伏应用相关领域的技术人员、管理人员参考自学。