2025年光伏发电系统设计与优化考核练习题包附答案详解【典型题】.docxVIP

2025年光伏发电系统设计与优化考核练习题包附答案详解【典型题】

一、基础理论题（每题5分，共30分）

1.某2025年新建的分布式光伏项目采用N型TOPCon双面组件（开路电压Voc=48.5V，工作电压Vmp=40.2V），配套组串式逆变器（最大输入电压1500V，MPPT电压范围600-1200V）。若当地极端低温为-25℃（组件Voc温度系数-0.28%/℃，标准测试温度25℃），计算该组件串联数的合理范围，并说明冬季低温对串联数的限制逻辑。

2.光伏系统中“容配比”的定义是什么？2025年某地面电站设计容配比为1.25，说明其合理性及需重点关注的技术风险（至少3项）。

3.阴影遮挡对光伏组件的影响可通过“热斑效应”和“功率损失”两个维度评估。某项目方阵中1块组件被完全遮挡（该组件所在组串共20块同型号组件，单块组件Pmax=580W，填充因子FF=0.82），假设遮挡后该组件变为二极管特性（正向压降0.7V），计算该组串的总功率损失率（忽略其他损失）。

4.2025年新型光伏逆变器已普遍集成“智能IV曲线扫描”功能，简述该功能的技术原理及在运维中的3个实际应用场景。

5.储能系统在“光储融合”项目中的“能量时移”和“功率支撑”功能有何区别？某用户侧光储项目（光伏容量1MW，储能容量500kWh），当地峰谷电价差0.8元/kWh，若要求储能系统年收益覆盖初始投资的15%（储能系统初始投资2元/Wh），计算该系统年需参与峰谷套利的最小电量（假设充放电效率90%，不考虑其他收益）。

6.光伏系统效率（PR）的计算公式为：PR=实际发电量/（组件额定功率×总辐照量×8760h）。某项目实测PR=0.82，高于行业平均0.78，分析可能的4个优化措施。

二、系统设计计算题（每题10分，共40分）

题1：组件串联数与逆变器匹配设计

某工商业屋顶项目位于杭州（北纬30.2°，极端低温-8℃），采用182mm尺寸的HJT组件（参数：Voc=49.2V，Vmp=40.8V，Voc温度系数-0.25%/℃，Pmax=720W），配套组串式逆变器（参数：最大输入电压1500V，MPPT电压范围600-1200V，最大输入电流20A）。

（1）计算组件串联数的合理范围（考虑低温下Voc不超过逆变器最大输入电压）；

（2）若单串组件数取上限值，计算该组串的最大工作电流（假设组件工作电流Imp=17.6A），并判断是否满足逆变器输入电流限制。

题2：发电量精细化计算（含温度修正与系统损失）

某地面电站位于青海格尔木（年均辐照量1750kWh/m2，组件安装倾角35°，转换效率23.5%，组件面积2.5m2），系统效率损失包括：灰尘遮挡5%、线路损耗2%、逆变器效率98%、温度系数修正（年均组件工作温度45℃，温度系数-0.35%/℃，STC温度25℃）。

（1）计算组件额定功率（STC条件下）；

（2）计算该电站1MWp（交流侧）的年理论发电量（考虑所有损失，结果保留整数）。

题3：储能系统容量配置（光储联合供电场景）

某海岛微电网项目需光储联合供电，负载曲线为：白天（8:00-18:00）平均负载120kW，夜间（18:00-次日8:00）平均负载80kW；光伏系统白天可发电200kW（假设满发），夜间不发电。储能系统采用磷酸铁锂电池（放电深度80%，充放电效率92%），要求储能系统需满足夜间负载供电且剩余20%容量作为备用。

（1）计算夜间需储能系统提供的电量；

（2）计算储能系统的最小标称容量（单位：kWh）。

题4：电缆截面积选择（考虑电压降与载流量）

某分布式光伏项目组串至逆变器的直流电缆长度30m（单程），组串参数：Vmp=600V，Imp=18A，允许最大电压降2%。电缆采用铜芯电缆（电阻率ρ=1.72×10??Ω·m），需同时满足载流量（环境温度40℃，载流量修正系数0.85）和电压降要求。

（1）计算满足电压降的最小电缆截面积；

（2）若16mm2铜缆在40℃环境下载流量为100A，判断是否满足载流量要求（需计算实际载流量需求）。

三、综合设计与优化题（30分）

背景：某江苏苏州（年均辐照量1250kWh/m2，峰电价1.2元/kWh，谷电价0.3元/kWh，阶梯电价年用电量超4000kWh部分提价0.1元）的制造业企业，屋顶可用面积5000m2（朝南，倾角15°，无遮挡），计划建设“光伏+储能”系统，目标：①最大化自发自用比例；②降低年电费支出；③5年内收回初始投资（光伏系统成本3.5元/W，储能系统成本1.8元/Wh）。

已知条件：

-组件选型：580Wp单晶硅PERC组件（效率22%，尺寸2.2