MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)

1、1MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案1/23目錄一概述2二系統(tǒng)組成2三1MW發(fā)電系統(tǒng)方案33.1方案一33.2方案二53.3方案三6四設(shè)備介紹84.1并網(wǎng)逆變器84.1.1性能特點(diǎn)簡介84.1.2電路結(jié)構(gòu)94.2光伏陣列匯流箱104.3直流配電柜114.4交流配電柜114.5系統(tǒng)監(jiān)控裝置124.5環(huán)境監(jiān)測儀16附1MW戶外房方案(SG1000KS)174/23一概述太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電是通過光伏組件把太陽能轉(zhuǎn)化為直流電能，經(jīng)過直流配電后，通過并網(wǎng)逆變器，把直流電轉(zhuǎn)化為交流電能接入電網(wǎng)。目前國內(nèi)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)常見的類型有地面光伏發(fā)電系統(tǒng)和光電建筑發(fā)電系統(tǒng)。不同類型的發(fā)電系統(tǒng)其設(shè)備選型和接入方式有所不

2、同。本文主要介紹光伏發(fā)電系統(tǒng)三種常見方案：方案一適用于地面光伏發(fā)電系統(tǒng)，方案二和方案三適用于光電建筑發(fā)電系統(tǒng)。二系統(tǒng)組成光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要組成如下：光伏電池組件及其支架；光伏陣列匯流箱；直流配電柜；光伏并網(wǎng)逆變器；接入系統(tǒng)設(shè)備；系統(tǒng)的通訊監(jiān)控裝置；系統(tǒng)的防雷及接地裝置；土建、配電房等基礎(chǔ)設(shè)施；系統(tǒng)的連接電纜及防護(hù)材料三1MW發(fā)電系統(tǒng)方案3.1 方案一此方案適用于地面光伏發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)采用分塊發(fā)電，集中并網(wǎng)方式。此類電站一般采用1MW為一子系統(tǒng)，整個電站由若干個1MW子系統(tǒng)組成，每個1MW子系統(tǒng)輸出經(jīng)匯流后集中并網(wǎng)。每個1MW子系統(tǒng)設(shè)計為2個500KW并網(wǎng)發(fā)電單元，配置2臺500KW并網(wǎng)逆變器

3、，型號為SG500KTL，不含隔離變壓器，輸出額定電壓為三相270V，50Hz;經(jīng)過1臺高效10KV雙分裂升壓變壓器(0.27/0.27/10KV,1000KVA)T接入本地的10KV中壓電網(wǎng)(此雙分裂升壓變壓器需要定制，用戶自配)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電功能。系統(tǒng)原理框圖如下：匯逋笛1£Munu.Mu設(shè)備配置清單序號設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量備注1光伏陣列匯流箱PVS-16M16臺2直流配電柜PMD-D500K2臺3光伏并網(wǎng)逆變器SG500KTL2臺4環(huán)境檢測儀SuninfoEM1臺7數(shù)據(jù)采集器SuninfoLogger1臺8監(jiān)控裝置工控機(jī)ARK-3360L1臺液三星22寸1臺晶8/233.2 方

4、案二此方案適用于光電建筑發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)采用分布式并網(wǎng)的設(shè)計方案，將1MW系統(tǒng)分成4個250kW的并網(wǎng)發(fā)電單元，通過4臺SG25OK3（250kW）并網(wǎng)逆變器接入0.4kV交流電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。此類電站一般容量較小，采用低壓側(cè)并網(wǎng)方式，自發(fā)自用，光伏電站總?cè)萘吭瓌t上不宜超過上一級變壓器供電區(qū)域的最大負(fù)荷的25%。系統(tǒng)接線原理圖如下：環(huán)鮭猱複匯流箱匯澆箱亙流曲二luH*單元1匯肺箱匯蔬箱直流B|r4k配電單元11X醴F設(shè)備配置清單序號設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量備注1光伏陣列匯流箱PVS-16M16臺2直流配電柜PMD-D500K2臺兩段母線3光伏并網(wǎng)逆變器SG250K34臺4交流配電柜PMD-A100

5、0K1臺7環(huán)境檢測儀SuninfoEM1臺8數(shù)據(jù)采集器SuninfoLogger1臺9監(jiān)控裝置工控機(jī)ARK-3360L1臺液三星22寸1臺3.3 方案三此方案適用于光電建筑發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)采用分布式并網(wǎng)的設(shè)計方案，適用于建筑屋頂面積較小，如學(xué)校、住宅小區(qū)等。1MW系統(tǒng)分成10個100kW的并網(wǎng)發(fā)電單元，通過10臺SG100K(100kW)并網(wǎng)逆變器接入0.4kV交流電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。同方案二一樣，此類電站一般容量較小，采用低壓側(cè)并網(wǎng)方式，自發(fā)自用，光伏電站總?cè)萘吭瓌t上不宜超過上一級變壓器供電區(qū)域的最大負(fù)荷的25%。系統(tǒng)接線原理圖如下：籀電0奩配>設(shè)備配置清單序號設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量1光伏

6、陣列匯流箱PVS-16M16臺2直流配電柜PMD-D300K4臺3光伏并網(wǎng)逆變器SG100K310臺4交流配電柜PMD-A1000K1臺7環(huán)境檢測儀SuninfoEM1臺8數(shù)據(jù)采集器SuninfoLogger1臺9監(jiān)控裝置工控機(jī)ARK-3360L1臺液晶顯示器三星22寸1臺監(jiān)控軟件Suninfoinsight1套注：以上方案中匯流箱的數(shù)量是按照單塊光伏組件的功率為210Wp左右計算的，僅供參考，在實(shí)際應(yīng)用中，匯流箱的配置按實(shí)際組件參數(shù)確定。對于光電建筑發(fā)電系統(tǒng)，需要考慮建筑美觀因素，導(dǎo)致光伏組件規(guī)格和朝向不一致，從而需要配置不同規(guī)格的逆變器，針對這種情況，需要綜合考慮實(shí)際情況，進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)

7、計。低壓側(cè)并網(wǎng)接入方式分為可逆流和不可逆流，方案二和方案三按可逆流接入方式設(shè)計。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際接入由當(dāng)?shù)毓╇姴块T進(jìn)行設(shè)計22/23四設(shè)備介紹4.1并網(wǎng)逆變器4.1.1性能特點(diǎn)簡介光伏并網(wǎng)逆變器采用美國TI公司專用DSP控制芯片，主電路采用國際知名品牌IGBT/IPM功率模塊組裝，可靠性高，保護(hù)功能齊全。逆變器的主要性能特點(diǎn)如下：(1) 采用32為數(shù)字信號處理器作為控制CPU，運(yùn)用帶模糊控制的SVPWM調(diào)制策略，經(jīng)過優(yōu)化的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)可以保證設(shè)備的高效輸出；(2) 自主研發(fā)的無差拍電流控制技術(shù)，最大程度保證輸送到電網(wǎng)的電能質(zhì)量；(3) 采用新型矢量控制技術(shù)，可以抑制三相不平衡對系統(tǒng)的影

8、響，并同時提高直流電壓利用率，拓展了系統(tǒng)的直流電壓輸入范圍；(4) 采用國際先進(jìn)的優(yōu)質(zhì)的IGBT/IPM功率模塊，有效地降低了開關(guān)損耗與導(dǎo)通損耗，提高系統(tǒng)的效率；(5) SG500KTL和SG250K3使用全光纖驅(qū)動技術(shù)，可靠避免了系統(tǒng)的誤觸發(fā)并大大降低了電磁干擾對系統(tǒng)的影響，從而增強(qiáng)了整機(jī)的穩(wěn)定性與可靠性；(6) 具有直流輸入手動分?jǐn)嚅_關(guān)、交流電網(wǎng)手動分?jǐn)嚅_關(guān)和緊急停機(jī)操作按鈕，便于維護(hù)和操作；(7) 按照IEEE1547、UL1741等國際標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，具有先進(jìn)的孤島效應(yīng)檢測方案、完善的保護(hù)功能和監(jiān)控功能，提供RS485通訊接口，并遵循Modbus通訊協(xié)議；(8) 具有有功功率調(diào)節(jié)

9、功能和功率因數(shù)調(diào)節(jié)功能；(9) 具有低電壓穿越功能，在電網(wǎng)電壓跌落一段時間內(nèi)可以持續(xù)并網(wǎng)發(fā)電，支撐電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常；(10) 優(yōu)化的工藝結(jié)構(gòu)和電路設(shè)計，減少了的系統(tǒng)的構(gòu)成元件，降低了系統(tǒng)的成本，提高了系統(tǒng)的散熱效率，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；(11) 友好的人機(jī)操作界面，中文顯示菜單，包含全面而又豐富的參數(shù)顯示與控制功能，采用國際流行的觸摸屏技術(shù)，大大增加了監(jiān)控的系統(tǒng)參數(shù)，圖形化的界面特地經(jīng)過人機(jī)工程學(xué)設(shè)計，方便了用戶及時掌握系統(tǒng)的整體信息；(12) 系統(tǒng)的電路與控制算法使用國際權(quán)威仿真軟件(SABER,PSPICE,MATLAB)進(jìn)行過嚴(yán)格的仿真和計算，所有的參數(shù)均為多次優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果，整機(jī)經(jīng)過實(shí)

10、驗室和現(xiàn)場多種環(huán)境(不同濕度，溫度)的嚴(yán)酷測試，并根據(jù)測試結(jié)果對系統(tǒng)進(jìn)行二次優(yōu)化，以達(dá)到最優(yōu)的性能表現(xiàn)；(13) 滿足CNCA/CTS0004:2009認(rèn)證技術(shù)規(guī)范，完全符合國網(wǎng)公司光伏電站接入技術(shù)規(guī)定的要求，具有金太陽認(rèn)證、TuV,Enel-GUIDA認(rèn)證、符合德國中壓電網(wǎng)BDEW指令。4.1.2電路結(jié)構(gòu)SG500KTL并網(wǎng)逆變器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)SG250K3并網(wǎng)逆變器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)SG100K3并網(wǎng)逆變器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4.2光伏陣列匯流箱為了減少電池組件到逆變器之間的連接線，以及方便維護(hù)操作，本系統(tǒng)在戶外配置光伏陣列匯流箱，該匯流箱可直接安裝在電池支架上。光伏陣列匯流箱（型號:PVS-16M

11、）的性能特點(diǎn)如下：1）戶外壁掛式安裝，防水、防銹、防曬，滿足室外安裝使用要求；2）可同時接入16路電池串列，每路電池串列的最大開路電壓為DC900V;電池串列輸入的最大電流為15A；3）每路電池串列配有光伏專用高壓直流熔絲進(jìn)行保護(hù)，其耐壓值為DC1000V；4）直流輸出母線的正極對地、負(fù)極對地、正負(fù)極之間配有光伏專用高壓防雷器，直流輸出母線端配有可分?jǐn)嗟闹绷鲾嗦菲鳎?）匯流箱內(nèi)部配有光伏組串監(jiān)控單元，通過霍爾電流傳感器，實(shí)時監(jiān)測光伏組串的電流進(jìn)行監(jiān)視，對外提供RS485通訊接口，支持標(biāo)準(zhǔn)ModbusRTU協(xié)議，通信協(xié)議對用戶開放，方便系統(tǒng)集成；6）光伏陣列匯流箱的電氣原理框圖如下圖所示：工奄i

12、+ji+ji+j電連品知FI+-J足Mt的El+-j電北刊r|刃電空贏只二im電花貼貳耳|筍電m電IfeiiMEin電建mfiisM巴玄曲冃*I"電曜心阿壬I燈電站金lI-J電I-JI-J吒弋內(nèi)!I-JtRBi-J電嬰同£I-J電哥阿rl-j電旳I電奄料耳1-3巴IfcEiHH曰電住tl呂13I-）1-»電住研皿I-.I電1-1電躍由刊工I-J電曜心團(tuán)壬!-.»4.3直流交配流電配柜電柜主要滿足交流配電，方便逆變器交流接入的匯流；交流配電柜輸入輸出配置交流斷路器，方便維護(hù)和操作；直流交配流電輸柜出的母性線能配特置點(diǎn)電如度下表：，實(shí)現(xiàn)對并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的計量；

13、交每臺流輸直出流配母電線安柜最裝大交流可接防雷入1器6，臺防16止路感匯應(yīng)流雷箱對；設(shè)備造成損壞；交直流流輸配入電回柜可路都根配據(jù)系有可統(tǒng)實(shí)分?jǐn)嚯H的要直求定流制斷，路交器流和防輸出反二母極線可管；根據(jù)系統(tǒng)需要進(jìn)行分段，原理框圖如直下流：輸出回路配置光伏專用防雷器；直流輸出回路配置1000V直流電壓顯示表；直流配電柜可根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際要求定制，直流輸出母線可根據(jù)接入的逆變器數(shù)量進(jìn)行分段，原理框圖如下：4.4交流配電柜交流配電柜的性能特點(diǎn)如下：4.5系統(tǒng)監(jiān)控裝置采用高性能工業(yè)控制PC機(jī)作為系統(tǒng)的監(jiān)控主機(jī)，配置光伏并網(wǎng)系統(tǒng)多機(jī)版監(jiān)控軟件，采用RS485通訊方式，連續(xù)對所有并網(wǎng)逆變器的運(yùn)行參數(shù)和工作狀態(tài)進(jìn)

14、行監(jiān)測。4.4.1數(shù)據(jù)采集器：數(shù)據(jù)采集器用于并網(wǎng)系統(tǒng)中對各種陽光電源公司生產(chǎn)的逆變器、匯流箱和環(huán)境檢測儀的通訊本設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通訊接口，包括RS485/232標(biāo)準(zhǔn)串口，USB，網(wǎng)絡(luò)通訊等多種方式，最大限度的與用戶現(xiàn)有系統(tǒng)相兼容，降低成本。數(shù)據(jù)采集器具有以下特性:連續(xù)的電站運(yùn)行監(jiān)測1. 遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測2. 通過RS232，RS485或以太網(wǎng)與上位機(jī)進(jìn)行通訊3. 內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲器4. 數(shù)據(jù)采集和存儲方便5. 具有多路模擬量采集端口設(shè)備圖片接線示意圖4.4.2工業(yè)PC機(jī)及監(jiān)控軟件1）監(jiān)控主機(jī)的照片和系統(tǒng)特點(diǎn)如下：ARK-3360L最大安裝厚度僅為69mm,完全適合空間有限的安裝條件低功耗下的高擴(kuò)展

15、性能，采用PentiumM處理器，支持寬范圍電源DC12V-24V。系統(tǒng)芯片組Intel852GMGMCH或Intel855GME芯片組IntelICH4芯片組400MHzFSBBIOS4M位FlashBIOS，支持即插即用和APM1.2系統(tǒng)內(nèi)存1x200線SODIMM插槽1xDDR200線SODIMM內(nèi)存，最大支持1G。動態(tài)視頻內(nèi)存，最高32M。顯示接口：CRT接口，支持36位LVDS接口。以太網(wǎng)以太網(wǎng)控制器Intel82551ER10/100BaseT，鍵盤/鼠標(biāo)支持PS/2鼠標(biāo)和PS/2鍵盤。監(jiān)控所有逆變器的運(yùn)行狀態(tài)，采用聲光報警方式提示設(shè)備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時間，監(jiān)控的故障

16、信息至少因包括以下內(nèi)容：工作溫度當(dāng)系統(tǒng)安裝工業(yè)級CF卡時：-20-609當(dāng)系統(tǒng)安裝2.5寸硬盤時：0-45°C相對濕度95%40C，無凝結(jié)。2）并網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)版監(jiān)控軟件（suninfoinsight）功能如下：實(shí)時顯示電站的當(dāng)前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計總發(fā)電量、累計CO2總減排量以及每天發(fā)電功率曲線圖；可查看每臺逆變器的運(yùn)行參數(shù)，主要包括（但不限于）：A、直流電壓B、直流電流C、直流功率D、交流電壓E、交流電流F、逆變器機(jī)內(nèi)溫度G、時鐘H、頻率I、功率因數(shù)J、當(dāng)前發(fā)電功率K、日發(fā)電量L、累計發(fā)電量M、累計CO2減排量N、每天發(fā)電功率曲線圖A、電網(wǎng)電壓過高；B、電網(wǎng)電壓過低；C、電

17、網(wǎng)頻率過高；D、電網(wǎng)頻率過低；E、直流電壓過高；F、逆變器過載；G、逆變器過熱；H、逆變器短路；I、散熱器過熱；J逆變器孤島；K、DSP故障；L、通訊失??；3）監(jiān)控軟件具有集成環(huán)境監(jiān)測功能，能實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測功能，主要包括日照強(qiáng)度、風(fēng)速風(fēng)向、環(huán)境溫度和電池板溫度（選配）等參量。4）可每隔5分鐘存儲一次電站所有運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括環(huán)境數(shù)據(jù)。故障數(shù)據(jù)需要實(shí)時存儲。5）能夠分別以日、月、年為單位記錄和存儲數(shù)據(jù)、運(yùn)行事件、警告、故障信息等。6）可以連續(xù)存儲20年以上的電站所有的運(yùn)行數(shù)據(jù)和所有的故障紀(jì)錄。7）可以以電子表格的形式存儲運(yùn)行數(shù)據(jù)，并可以圖表的形式顯示電站的運(yùn)行情況。8）可提供多種遠(yuǎn)端故障報警方式，至少

18、包括：SMS（短信）方式，E_MAIL方式。9）監(jiān)控主機(jī)同時提供對外的以太網(wǎng)接口，即用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)方式，異地實(shí)時查看并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)。If!XmubT.：1ui<H-（琢幣|3D*Diftais,：*rtLKLJUU1L10）下圖是本公司的并網(wǎng)逆變器的監(jiān)控界面：j4.5環(huán)境監(jiān)測儀本系統(tǒng)可配置1套環(huán)境監(jiān)測儀（如下圖所示），用來監(jiān)測現(xiàn)場的環(huán)境情況：該裝置由風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成，適用于氣象、軍事、船空、海港、環(huán)保、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等部門測量水平風(fēng)參量及太陽輻射能量的測量?？蓽y量環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向和輻射強(qiáng)度等參量，其R

19、S485通訊接口可接入并網(wǎng)監(jiān)控裝置的監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時記錄環(huán)境數(shù)據(jù)。附1MW戶外房方案(SG1000KS)1.產(chǎn)品簡介SG1000KS大功率光伏并網(wǎng)逆變房主要應(yīng)用于大中型的光伏電站，采用戶外移動房的方式將并網(wǎng)逆變器、交直流配電柜和監(jiān)控單元進(jìn)行了集成設(shè)計，滿足大中型光伏電站模塊化設(shè)計、快速安裝的需要，保證光伏電站長期、可靠、安全的發(fā)電。SG1000KS大功率光伏并網(wǎng)逆變房2.基本參數(shù)外形尺寸（長x寬x高）：8760x2460x2900mm量含：設(shè)1備0：噸（含設(shè)備）一.直流配電柜：PMD-D500K,2臺一.光伏并網(wǎng)逆變器：SG500KTL，2臺最大直流輸入功率：1100KWp直流一輸.入交路流數(shù)配

20、：電2*16路最大柜直：流輸入電壓：DC900V最大功D電壓跟蹤范圍：DC450V-DC820V交流輸選配定功率：1000KW一.綜合柜：1臺一.連接電纜：1套（選配）最大效率：98.5%歐洲效率：98%額定電網(wǎng)電壓及頻率：三相AC270V,50Hz（2路）允許電網(wǎng)電壓及頻率范圍：AC210V-310V，47Hz-51.5Hz輔助電源：AC380/220V、50Hz（10kW）通訊接口：RS485（標(biāo)配），以太網(wǎng)（選配）使用溫度范圍：-25°C-+55°C防護(hù)等級：IP543.SG1000KS大功率光伏并網(wǎng)逆變房原理框圖SG1000KS大功率光伏并網(wǎng)逆變房的主要性能及特點(diǎn)移動房適合野外使用，使用壽命長達(dá)30年，移動房的整體分為底座、房體和房頂三個部分，底座采用180號鍍鋅槽鋼拼裝焊接而成，承擔(dān)整個機(jī)房的重量；房體的立柱外板采用2.5厚的鍍鋅鋼板，立柱內(nèi)板為2.0的鍍鋅鋼板焊接而成，立柱與底座