光伏并網(wǎng)逆變電源選型指南(定稿）

1、南京冠亞電源設(shè)備有限公司 光伏并網(wǎng)逆變電源選型指南光伏并網(wǎng)逆變電源選型指南在中、大型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，經(jīng)常遇到設(shè)備選型難的問題，應(yīng)該如何選用設(shè)備匹配整個(gè)系統(tǒng)，使得系統(tǒng)達(dá)到最佳狀態(tài)？我公司經(jīng)過理論分析和實(shí)際應(yīng)用，針對(duì)目前國內(nèi)市場(chǎng)的遇到的幾種情況進(jìn)行了系統(tǒng)分析和研究，提供以下幾種選型原則和方法以供參考。一、系統(tǒng)選型指南對(duì)于中大型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，選擇多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的方式，建議使用同種規(guī)格型號(hào)的電源（方便于系統(tǒng)的群控和數(shù)據(jù)的采集）。具體選型建議為：1、1MW以上光伏發(fā)電的系統(tǒng)：建議選擇多臺(tái)GSG250KC的電源進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行；2、500KW至1MW的系統(tǒng)：建議選擇多臺(tái)GSG100KC的電源進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行

2、；3、200KW至500KW的光伏發(fā)電系統(tǒng)：建議選擇多臺(tái)GSG50KC的并聯(lián)運(yùn)行;4、200KW以下的光伏發(fā)電系統(tǒng)： 建議采用多臺(tái)GSG20KC或GSG50KC的電源進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行。二、選擇并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)采用多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行具有諸多優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)把其中部分舉例如下：并聯(lián)優(yōu)勢(shì) 單臺(tái)運(yùn)行多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行提高系統(tǒng)的可靠性維修時(shí)需關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。維修時(shí)只需把要檢修的某臺(tái)（某部分）退出，不影響整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。另系統(tǒng)功率是按峰值功率設(shè)計(jì)的，單臺(tái)設(shè)備退出時(shí)不會(huì)影響系統(tǒng)發(fā)電量。提高系統(tǒng)運(yùn)行效率空載損耗較大。另在日照不強(qiáng)的情況下，整臺(tái)設(shè)備都處于運(yùn)行的狀態(tài)。此時(shí)電源負(fù)載率極低，系統(tǒng)效率極低?？蛰d損耗較小。根據(jù)光照強(qiáng)弱，群控器自動(dòng)

3、逐臺(tái)投切，控制投入運(yùn)行電源的數(shù)量，使每臺(tái)電源在較高的負(fù)載率下運(yùn)行，有效提高系統(tǒng)的效率。提高系統(tǒng)的壽命整機(jī)常年處于運(yùn)行工作狀態(tài)，老化較快?？筛鶕?jù)光照情況，合理選擇某臺(tái)（某部分）投入運(yùn)行，系統(tǒng)的單臺(tái)可進(jìn)行輪休(循環(huán)工作)、輪檢。方便系統(tǒng)擴(kuò)容可根據(jù)系統(tǒng)的需要靈活進(jìn)行擴(kuò)容，靈活增加設(shè)備。三、設(shè)計(jì)過程 采用多臺(tái)并網(wǎng)光伏逆變器并聯(lián)使用以滿足系統(tǒng)總?cè)萘啃枨螅焊邏弘娋W(wǎng)直流母線高壓合閘及防雷GSG型并網(wǎng)逆變器GSG型并網(wǎng)逆變器高壓電網(wǎng)升壓變壓器0.4kV低壓配電箱直流母線防雷匯流箱防雷匯流箱光伏陣列光伏陣列防雷匯流箱GSG型并網(wǎng)逆變器光伏陣列.n.n.n.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)原理框圖以10MW為例，10MWp光伏電

4、站采用模塊化設(shè)計(jì)方案，采用40臺(tái)250kW大功率并網(wǎng)逆變器，輸出電壓0.4kV，可直接并入低壓電網(wǎng)，或共用一套升壓系統(tǒng)，采用10kV或22kV或35kV等并網(wǎng)接入方案：高壓電網(wǎng)直流母線高壓合閘及防雷GSG250kc型并網(wǎng)逆變器GSG250kc型并網(wǎng)逆變器高壓電網(wǎng)升壓變壓器0.4kV低壓配電箱直流母線防雷匯流箱防雷匯流箱250kWP光伏陣列250kWP光伏陣列防雷匯流箱GSG250kc型并網(wǎng)逆變器250kWP光伏陣列.n=40.n=40.n=40.10MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)原理框圖1、系統(tǒng)構(gòu)成大型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由下述各部分組成: 1) 光伏方陣: 包括太陽電池組件、支承結(jié)構(gòu)(支架及基礎(chǔ)等)

5、、接線箱、電纜電線等; 2) 直流-交流逆變?cè)O(shè)備: 包括直流屏、配電柜、并網(wǎng)逆變器等; 3) 升壓并網(wǎng)設(shè)施: 包括升壓變壓器、戶外真空斷路器、高壓避雷器等; 4) 控制檢測(cè)系統(tǒng): 包括系統(tǒng)控制裝置、數(shù)據(jù)檢測(cè)及處理與顯示系統(tǒng)、遠(yuǎn)程信息交換設(shè)備等; 5) 附屬設(shè)施: 防雷及接地保護(hù)裝置、光伏組件清潔設(shè)備、廠房及辦公室、防護(hù)圍欄、通道及道路等。2、光伏組件: 選用性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠的光伏組件。光伏組件的串聯(lián)后開路電壓必須小于光伏并網(wǎng)逆變器的開路電壓，光伏組件的串聯(lián)后額定電壓必須與光伏并網(wǎng)逆變器的額定電壓相符。3、 支承結(jié)構(gòu)太陽能方陣支架采用熱浸鍍鋅鋼結(jié)構(gòu)，能抵御8級(jí)以上大風(fēng)，具有足夠的抗腐蝕能力，足

6、夠使用25年。4、并網(wǎng)逆變器4.1性能特點(diǎn)簡(jiǎn)介光伏并網(wǎng)逆變器是采用美國TI公司DSP芯片作為控制部件的數(shù)字信號(hào)處理。此產(chǎn)品具有以下優(yōu)異的特性：1.逆變部分采用開關(guān)速度快、功耗小的智能IGBT(IPM)作為功率器件。逆變變壓器又是采用高效完全隔離型的，所以逆變器具有了輸出波形失真?。粍?dòng)態(tài)特性好；逆變效率高的特性。2.控制部分是采用高速度的微處理器為核心的控制部件，所以具有了輸出過載，輸出高、低電壓保護(hù)動(dòng)作快，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)壓精度高等特性。3.輸出短路保護(hù)，采用輸出回路檢測(cè)保護(hù)和模塊飽和壓降檢測(cè)等雙重保護(hù)，從而大大提高短路保護(hù)的可靠性。4.逆變器輸出部分裝有射頻濾波器，使逆變器所帶的負(fù)載（電網(wǎng)）

7、免受高頻諧波的干擾。5.友好的人機(jī)接口界面，通過顯示面板就能很清楚的了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。比如：直流側(cè)電壓、電流、網(wǎng)側(cè)電壓、電流、頻率等參數(shù)都能顯示。6.有各種報(bào)警功能，比如有電網(wǎng)異常報(bào)警，光伏組件輸出欠過壓報(bào)警等等。7具有直流輸入手動(dòng)分?jǐn)嚅_關(guān)，交流電網(wǎng)手動(dòng)分?jǐn)嚅_關(guān)，開關(guān)機(jī)操作按鈕等。8. 適應(yīng)嚴(yán)酷的電網(wǎng)環(huán)境9. MPPT自尋優(yōu)技術(shù),最大限度提高系統(tǒng)的發(fā)電量4.2.液晶顯示及菜單簡(jiǎn)介冠亞品牌光伏并網(wǎng)逆變電源智能化程度高，每天自動(dòng)啟停工作，無需人為控制。在逆變電源的最上端有2個(gè)主要狀態(tài)顯示LED燈，LCD面膜上有5個(gè)按鍵（如下圖所示），通過這些指示燈和按鍵可知道逆變電源的工作狀態(tài)并對(duì)逆變器進(jìn)行控制

8、。4.1.1LED指示燈說明LED 燈含義并網(wǎng)并網(wǎng)工作(并網(wǎng)發(fā)電，燈亮)離網(wǎng)停止并網(wǎng)(離網(wǎng)，燈亮)4.1.2按鍵說明1)監(jiān)控系統(tǒng)單元共設(shè)有五個(gè)按鍵，功能名稱按順序分別為：返回鍵(ESC)、上翻鍵( ),下翻鍵( ) 、確認(rèn)鍵（read）、復(fù)位鍵（Reset）。2)液晶顯示菜單中的一級(jí)菜單包括：系統(tǒng)設(shè)置、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障記錄。 a、系統(tǒng)設(shè)置 ：語言設(shè)置時(shí)間調(diào)整設(shè)置參數(shù)設(shè)置發(fā)電量校準(zhǔn)設(shè)置電網(wǎng)電壓設(shè)置保護(hù)參數(shù)設(shè)置恢復(fù)出廠值b、實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以查看當(dāng)前系統(tǒng)的年、月、日、星期、小時(shí)、分鐘、秒。 c、實(shí)時(shí)監(jiān)控中監(jiān)控顯示的數(shù)據(jù)包括：日發(fā)電量累計(jì)發(fā)電量直流電壓直流電流網(wǎng)側(cè)電壓網(wǎng)側(cè)電流電網(wǎng)頻率輸出功率當(dāng)前環(huán)

9、境溫度總運(yùn)行時(shí)數(shù)d、 故障記錄： 直流過壓 直流欠壓 直流過流 輸出過壓 輸出欠壓 輸出過流 溫度異常 頻率異常3)按鍵功能如下描述：按下“返回鍵”返回到上一級(jí)菜單；通過“上翻鍵”和“下翻鍵”可以選擇需要查看的菜單以及同一級(jí)菜單中的不同頁，選中的菜單以反白形式顯示；按下“確認(rèn)鍵”將進(jìn)入被選中菜單的下一級(jí)菜單；在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置時(shí)，選中選項(xiàng)，然后按一下“確認(rèn)鍵”進(jìn)行確認(rèn)，如果修改成功即會(huì)提示“修改成功！”字樣，此時(shí)表示完成修改；首先選種要設(shè)置的選項(xiàng)并按一下“確認(rèn)鍵”，然后通過“上翻鍵”（即加1）和“下翻鍵”（即減1）進(jìn)行加1和減1操作；最后按一下“確認(rèn)鍵”進(jìn)行參數(shù)確認(rèn)，完成修改。4)密碼只對(duì)“系統(tǒng)設(shè)

10、置”起作用，如果系統(tǒng)設(shè)有密碼，必須輸入8位的密碼方可進(jìn)入以上兩個(gè)菜單?？梢酝ㄟ^“系統(tǒng)設(shè)置”取消密碼和修改密碼，出廠時(shí)不設(shè)密碼。修改密碼的操作如下：進(jìn)入“系統(tǒng)設(shè)置密碼設(shè)置修改密碼”，然后通過“上翻鍵”（此時(shí)代表1）和“下翻鍵”（此時(shí)代表0）進(jìn)行密碼設(shè)置，由此可見，密碼是由1和0組成的8位數(shù)字，在密碼修改過程中可以通過“返回鍵”刪除剛剛輸入的數(shù)字（0或1），當(dāng)密碼輸滿8位后會(huì)自動(dòng)提示下一步，不需要按“確認(rèn)鍵”。密碼的修改需要輸入密碼兩次，兩次輸入的密碼不一致系統(tǒng)會(huì)提示“密碼不一致”，否則會(huì)提示“修改成功”，此時(shí)按“返回鍵”即可退出密碼修改狀態(tài)。5)密碼一旦丟失，請(qǐng)告知我公司，我公司即可通過相關(guān)軟件

11、破解。4.3.遠(yuǎn)程控制部分說明：并網(wǎng)電源可以通過和PC機(jī)近、遠(yuǎn)程聯(lián)接（通過RS485接口）實(shí)現(xiàn)以下控制： PC機(jī)上顯示直流電流、直流電壓、網(wǎng)側(cè)電壓、網(wǎng)側(cè)電流、輸出功率等； PC機(jī)上顯示當(dāng)日發(fā)電量、累計(jì)發(fā)電量等； 故障告警：對(duì)并網(wǎng)逆變電源上出現(xiàn)的故障可通過RS485接口傳輸?shù)絇C機(jī)上； 查看當(dāng)前的時(shí)間信息； 可在PC機(jī)上的控制軟件里面對(duì)并網(wǎng)電源進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，調(diào)整并網(wǎng)電源的各項(xiàng)控制參數(shù)。4.4、專用上位機(jī)軟件該軟件為用戶提供一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)管供電、用電設(shè)備的在線系統(tǒng)，配合我公司的光伏并網(wǎng)逆變電源發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示與處理、系統(tǒng)功能分析，系統(tǒng)事故追憶、各種文檔備份、用戶級(jí)別選擇，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程特定功

12、能控制、新用戶電源使用學(xué)習(xí)，在線幫助等功能。具體功能 A:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示與處理采用召喚應(yīng)答式規(guī)約 ，在線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理后，可以參照對(duì)比專家系統(tǒng)意見，提供最佳電源使用優(yōu)化方案。對(duì)于系統(tǒng)電量、事故記錄等非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)電源系統(tǒng)采集周期，做定時(shí)采集，打包。在系統(tǒng)相應(yīng)采集周期設(shè)定時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行處理并備份。功能強(qiáng)大的類地理信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 1).多站同時(shí)監(jiān)控主界面 2).單站觀測(cè)3).數(shù)據(jù)處理全面，深刻，顯示方式多樣化。B:事故追憶包括離線事故和在線事故。為不能長時(shí)間開啟電腦的客戶提供更多便利。具備詳細(xì)的事故記錄（精確到秒，以時(shí)間段顯示，同時(shí)記錄系統(tǒng)所有運(yùn)行參數(shù)備查）多種查詢方式（按站

13、點(diǎn)，按時(shí)間，按日期及起組合方式）報(bào)表生成和打印數(shù)據(jù)軟件備份和數(shù)據(jù)硬件備份C：十分強(qiáng)大的告警功能具備報(bào)警參數(shù)設(shè)定，告警參數(shù)顯示與保持提供聲音（內(nèi)容可以自行選擇，滿足個(gè)性需求，同時(shí)提供pc機(jī)內(nèi)部蜂鳴器報(bào)警，為用戶節(jié)約電能），光，短信，郵件，電話等報(bào)警方式。D：安全模式對(duì)用戶：提供權(quán)限管理、密碼登錄、無誤操作設(shè)計(jì)，免費(fèi)在先升級(jí)電源知識(shí)數(shù)據(jù)庫，新電源用戶學(xué)習(xí)影像資料。對(duì)電源設(shè)備：實(shí)時(shí)控制，參數(shù)全面具體（并網(wǎng)告警提供近二十種告警設(shè)計(jì)）,防誤操作處理。E：附加功能，人性化設(shè)計(jì)人性化界面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)顯示多樣化方便的窗口排列設(shè)置避免重復(fù)運(yùn)行的設(shè)計(jì)多種時(shí)間日期顯示F：不斷創(chuàng)新，力求完美（無線監(jiān)控介紹）系統(tǒng)描述：設(shè)備

14、只需插入一張SIM卡，就可通過GSM網(wǎng)絡(luò)以短消息或數(shù)傳（Data）的形式完成遠(yuǎn)程的雙向數(shù)據(jù)傳輸。而遠(yuǎn)程終端可以是PC機(jī)，移動(dòng)手機(jī)或其他移動(dòng)設(shè)備。GSM網(wǎng)絡(luò)在短消息方面應(yīng)用具有覆蓋范圍廣，傳輸可靠，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。適合與需頻繁傳輸小流量數(shù)據(jù)和不宜鋪設(shè)線路的應(yīng)用場(chǎng)合。目前系統(tǒng)已經(jīng)能夠支持多站控制。4.5、機(jī)箱外形 144.6、技術(shù)參數(shù)型 號(hào)GSG20KGCGSG50KGCGSG100KGCGSG250KGC直流輸入額定容量（KW）2050100250允許最大電池陣列功率（KW）2460120300額定電壓（VDC）260480最大開路電壓（VDC）4501000MPPT范圍（VDC）200-400

15、350-700交流輸出額定交流輸出功率（KW）2050100250電網(wǎng)電壓范圍（VAC） 305456電網(wǎng)頻率范圍（Hz）46.852.2效率>95%> 95.5 %> 96 %歐洲標(biāo)準(zhǔn)效率>94%> 94 %> 94.5 %總電流波形畸變率 (THD)THD(Iac)< 4 %(滿功率時(shí))MPPT精度99性能特點(diǎn)電網(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過帶電氣隔離的RS485進(jìn)行傳輸電磁兼容性EN50081,part1/ EN50082,part1電網(wǎng)干擾EN61000-3-2電網(wǎng)檢測(cè)DIN VDE 126相移<1°設(shè)備運(yùn)行自消耗電能（W）<30 設(shè)備待

16、機(jī)自消耗電能（W）< 30直流電壓紋波Vpp< 10 %保護(hù)功能極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、過熱保護(hù)、過載保護(hù)等環(huán)境使用環(huán)境溫度1540使用環(huán)境濕度095%(不結(jié)露)機(jī)箱參考尺寸（深、寬、高）500*700*1400600*800*1800800*1050*2000800*2200*20005、光伏陣列防雷匯流箱為了減少光伏陣列到逆變器之間的連接線及方便日后維護(hù)，本系統(tǒng)在室外配置光伏陣列防雷匯流箱，該匯流箱可直接安裝在電池支架上。光伏陣列防雷匯流箱的性能特點(diǎn)如下：1) 戶外壁掛式安裝，防水、防銹、防曬、防鹽霧和防酸霧，完全滿足室外安裝使用要求；2) 每路光伏陣列配有光伏專

17、用高壓直流熔絲進(jìn)行保護(hù)，其耐壓值為DC1000V；3) 直流輸出母線的正極對(duì)地、負(fù)極對(duì)地、正負(fù)極之間配有光伏專用高壓防雷器；4) 直流輸出母線端配有可分?jǐn)嗟母邏褐绷鲗Ｓ脭嗦菲?，斷路器采用ABB品牌；光伏陣列防雷匯流箱的電氣原理框圖如下圖所示：6、 直 流 屏直流屏采用母線并聯(lián)方式，將所有的匯流箱的匯流輸出統(tǒng)一接入直流屏，由直流屏進(jìn)行集中監(jiān)控管理，使用操作維護(hù)方便。每臺(tái)逆變器的直流輸入均從直流屏母線上進(jìn)行直流配電和直流匯集。即使有某一臺(tái)光伏并網(wǎng)電源出現(xiàn)故障，光伏能量仍然可以被其他光伏并網(wǎng)電源繼續(xù)充分利用，不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)橐慌_(tái)并網(wǎng)電源出現(xiàn)故障，致使對(duì)應(yīng)的光伏組件能量得不到有效利用，充分提高光伏能量的利

18、用率，體現(xiàn)環(huán)保高效。7、 升壓變壓器（升壓站）1. 電壓 0.4 kV/35 kV；（根據(jù)要求的并網(wǎng)接入電壓確定）；2. 容量 （根據(jù)系統(tǒng)容量配置）；3. 高壓并網(wǎng)接入方案須有專業(yè)電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)并有專業(yè)施工隊(duì)施工。8、控制檢測(cè)系統(tǒng)1. 采集并記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，如太陽輻射等氣象資料、電性能參數(shù)、設(shè)備工作狀態(tài)等；2. 執(zhí)行相關(guān)的控制操作,如切合逆變器輸出、太陽電池方陣的輸出,及跟蹤控制等；3. 系統(tǒng)故障的自動(dòng)保護(hù)功能,記錄并保存故障信息,發(fā)送報(bào)警信號(hào);4. 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控功能。 監(jiān)控系統(tǒng)配置配置一臺(tái)工控計(jì)算機(jī)和冠亞電源的專業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儀,以及冠亞電源的多機(jī)版監(jiān)控軟件，遠(yuǎn)程監(jiān)控需要網(wǎng)絡(luò)支持?？蓴U(kuò)展大屏幕顯示實(shí)時(shí)發(fā)電數(shù)據(jù)。9、 建筑物（計(jì)算機(jī)機(jī)房和辦公室區(qū)域）建筑物的設(shè)計(jì)施工規(guī)范嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，計(jì)算機(jī)機(jī)房的防雷設(shè)計(jì)