浅谈光伏电站总体布置

近年来，国家对于以光伏、风电为代表的新能源发电大力支持，光伏电站装机规模在政策及市场驱动的背景下，呈现蓬勃发展之势。在光伏电站项目设计中，总体布置设计是电站整体设计的第一步，确定了光伏系统的总体技术方案。

因此，合理的进行光伏电站总体布置设计，可以提高土地利用率、减少电缆用量、减小线损，同时还可以减少光伏电站中的施工和安装相关的工程量，从源头优化设计，提升系统效率，降低系统损耗，从而增加光伏系统的发电量。今天我们就来谈一谈光伏电站的总体布置。

光伏电站总体布置的原则及内容

●光伏电站总体布置原则

1、发电量最优的组件布置原则

2、贯彻节约用地的平面布置原则

3、满足生产生活需求的基本原则

●光伏电站主要包含内容

1、光伏方阵

2、升压站或开关站及辅助设施区

3、站内10kV及以上交流集电线路

4、就地逆变升压单元

5、站内道路及通道

6、安全防护设施

光伏电站总体布置的主要内容及步骤

●调研光伏项目外部条件

在进行光伏项目设计前，设计人员应该对项目的一些外部条件进行搜集了解，包括项目的所在位置、周边交通情况、附近的电力接入系统情况等。通过对这些基本情况的了解，能够使后续的设计更加合理。

●分析光伏场区地形图和整体地势

在对光伏场区进行设计时，设计人员应对场区的地形地貌情况进行了解分析，初步制定光伏区的整体设计方案，结合用地的自然地形和环境，以及使用性质、功能、工艺要求，合理布局，路网结构清晰，办公和设备流线合理有序。所选场址的自然坡度、朝向对光伏电站均有影响。结合目前光伏电站施工技术水平，一般来说，光伏电站场地自然坡度在35°以内，均可进行施工安装，如果坡度再大，就会增加大量的施工成本。

光伏场地坡度朝向正南方，最有利于光伏电站布置。朝南而且还可以缩小组件支架南北向坡度。所以在光伏电站选址时，要选择合理的坡度及朝向，才能够满足光伏电站建设要求。

地形坡度分析

采用软件对场址局部地形坡度进行分析，按0～3°(坡度0～5.234%)、3～20°(坡度5.234～34.2%)、>20°(坡度>34.2%)对地形图进行分析，某项目分析成果如下图：

场址坡度分析图

地形朝向分析

采用软件对场址局部地形朝向进行分析，具体如下图：

地形朝向分析示意图

●根据地形分析成果计算前后排间距

以固定式光伏阵列为例，光伏组件南北间距示意如下图所示：

间距计算示意图

D——遮挡物与阵列的间距;

H——遮挡物与可能被遮挡组件底边的高度差;

φ ——当地纬度;

A——太阳方位角;

d——太阳赤纬角;

h——时角。

光伏阵列必须考虑前、后排的阴影遮挡问题，并通过计算确定阵列间的距离或光伏阵列与建筑物的距离。

针对不同项目场址的复杂地形的特点，可通过三维设计软件进行组件排布，可以根据地形随坡就势，因地制宜，进行灵活、科学、高效的布置，如变间距，东西向高度差，不利地形的精准避让。

采用三维软件设计时，可在软件中导入等高线地形图，进行坡度坡向分析，计算出任意日期和时段，由地形起伏引起的各个位置组件产生的阴影影响区域，以及各种建(构)筑物产生的阴影影响区域。还可以进行光伏组件的自动排布，根据组件阴影长度确定不同的间距，在短时间内实现精确排布，并具备批量调整的功能，可对支架间距和阴影遮挡进行量化呈现。

三维软件布置功能示意图

●确定项目用地红线，绘制可布置区域

用地红线是光伏场区的设计边界，是进行光伏电站总平面设计的重要输入条件，在进行设计时，设计人员应结合地形图以及现场实际情况对红线范围内需避让的建构筑物，根据相关规程规范进行合理避让，绘制可布置范围。

●计算相关数据，做好设计准备工作

在进行光伏电站总体设计时，设计人员应按电站整体情况计算出：光伏支架倾角、间距、单个方阵直流和交流侧容量、单个方阵逆变器数量、光伏电站的总容量等数据。

●根据计算数据，绘制标准方阵

光伏方阵应根据站区地形、设备特点和施工条件等因素合理布置。大、中型地面光伏电站的光伏方阵宜采用标准单元模块化的布置。标准方阵宜布置方正并考虑预留箱变、高低压电缆和道路位置。

三维软件布置效果图

●布置标准方阵，规划场区内外道路

光伏电站的主要进站道路应与场区周边路网相连接，应该做到连接短捷且方便行车。光伏电站的主要道路可采用泥结碎石路面、混凝土路面或沥青路面。道路转弯半径不小于7m，最大纵坡不能大于16%。

200MW光伏项目总平面布置图

●考虑周围路网情况，布置围栏及大门

大、中型地面光伏发电站站区可设置一到两个出入口，其位置应使站内外联系方便。

结语

随着新能源项目的基地化发展，光伏电站的建设逐步向着规模化和集中化的方向发展，总图设计作为设计环节中的第一步，合理的的总体布置不仅能对项目前期的工作进行合理优化，加快建设进度，减少基建费用，更能使得项目在后期的检修运维中更加方便高效。