隨著環保意識的提高,光伏發電作為一種清潔、可再生的能源,越來越受到關注。那么,如何合理配置光伏發電系統以滿足用電需求呢?本文將以14兆瓦光伏為例,探討需要配備多少臺2000kva箱變。
一、光伏發電系統簡介
光伏發電系統主要由光伏組件、逆變器、以及光伏升壓站設備,如光伏升壓箱式變壓器(包括箱變)以及預制艙和對應的其他設備組成。光伏組件將陽光能轉化為直流電,逆變器將直流電轉換為交流電,再通過變壓器升壓、降壓后,輸送到配電網。其其中升壓箱變與預制艙則是升壓站的核心部分。
特別是箱變,起到的了一個承上啟下的作用。它將低壓的電能進行一個定向的“升壓”,到10kv或者35kv,完成了一個的能力轉化的使命。
二、14兆瓦光伏功率計算
1. 光伏組件數量計算:總功率(W)= 光伏組件面積(平方米)× 轉換效率 × 太陽輻射強度(W/平方米)
假設每塊光伏組件的面積為100平方米,轉換效率為15%,太陽輻射強度為1000W/平方米,則總功率為:
14兆瓦 = 14 × 10^6 W = 14 × 10^6 × 100 m2 × 15% × 1000 W/m2 ≈ 2.13 × 10^9 W = 2.13 × 10^9 × 10^-3 kV·A
2. 逆變器容量計算:根據光伏發電系統的最大輸出電流和最大輸入電流計算
最大輸出電流(I_Mpp)= 總功率(W)/ 轉換效率 = 2.13 × 10^9 W / 15% = 1.432 × 10^8 A
最大輸入電流(I_Lmp):通常取額定電流的70% ~ 80%,即 I_Lmp = I_Mpp × 70% ~ 80% = (1.432 × 10^8 A) × 70% ~ 80% = 93.24 × 10^6 ~ 1.177 × 10^7 A
三、2000kva箱變選型計算
假設需要配備x臺2000kva箱變,那么總容量應滿足以下條件:
總容量(kW)= x × 單臺箱變容量(kW)= x × 2 × (I_Lmp + I_Cab)÷ (Ud×cosφ) + I_Cab
其中,I_Cab為并聯電流,一般取最大輸入電流的90%,即 I_Cab = 93.24 × 10^6 A × 90% = 82.9768 × 10^6 A;Ud為線電壓,一般取系統電壓的1.2倍,即 Ud = P/(S×cosφ)× kV = (14/(S×cosφ))× kV;S為并聯系數,對于光伏發電系統,一般取1.5 ~ 2.5;cosφ為功率因數,一般取接近于1。
由上式可得:總容量 = x * 2 × (I_Lmp + I_Cab)÷ (Ud×cosφ) + I_Cab = x * 2 × (93.24 × 10^6 A + 82.9768 × 10^6 A)÷ (Ud×cosφ) + I_Cab = x * [2 × (93.24 × 10^6 A + 82.9768 × 10^6 A)]÷ (Ud×cosφ) + 93.24 × 10^6 A
需要配備的箱變數量與具體參數有關。在實際工程中,還需要根據當地電網要求、政策法規等因素綜合考慮。建議在設計光伏發電系統時,咨詢專業工程師或公司進行詳細計算和方案選擇。