2023光伏電站設計與運行

光伏電站設計、運行DesignandOperationofPhotovoltaicPlants20231實例說明光伏電站的設計大型光伏電站的系統(tǒng)組成大型光伏電站的施工光伏并網對電網的影響2總體技術方案在電氣線路上,分為8個獨立的1MWp分系統(tǒng),分別發(fā)電上網;1MWp分系統(tǒng)包括5個200kWp1000kVA變壓器;每個發(fā)電單元由200kWp組件、200kVA并網逆變器組成,輸出0.4kV三相交流電.●每個200kWp的發(fā)電單元即是一個低壓并網光伏發(fā)電系統(tǒng)*直接并網給用戶供電,*經變壓器升壓后并入高壓電網8個獨立的1MWp并網光伏分系統(tǒng)之間沒有任何電氣聯系.*可分別實施工程建設及運行與維護管理;*局部故障檢修時不影響整個系統(tǒng)的運行.可靈活地以各種“交鑰匙工程”方式進行項目建設:*整體承包、分系統(tǒng)承包、單個發(fā)電單元分包等.便于進行各種不同元器件設備、不同技術設計的技術經濟性能評估.*國產設備和進口設備;*晶體硅、非晶硅、及其他組件;*不同安裝方式(固定式、單軸跟蹤及全跟蹤等)3200kWp方陣接線箱DC200kVA200kWp方陣接線箱DC200kVA逆變器ACSG-4圖1. 單個發(fā)電單元原理框圖200kWp方陣接線箱DC200kVA逆變器ACSG-10.4kV/35kV1000kVA35kV電網200kWp方陣接線箱 0.4kV/35kV1000kVA35kV電網200kWp方陣接線箱 DC200kVAACSG-3逆變器0.4kV低壓配電柜輸出35kVHV-G1高壓合閘及防雷200kWp方陣接線箱DC200kVA逆變器ACSG-1200kWp方陣接線箱DC200kVA逆變器ACSG-2200kWp方陣接線箱DC200kVA逆變器ACSG-54200kVA逆變器200kWp方陣200kVA逆變器200kWp方陣DC接線箱200kVA逆變器200kWp方陣DC接線箱200kVA逆變器接線箱200kWp方陣DC200kVA逆變器接線箱200kWp方陣DC200kVA逆變器接線箱200kWp方陣DCACSG-36ACSG-37ACSG-38ACSG-39AC SG-400.4kV低壓配電柜圖3 8MWp并網光伏發(fā)電系統(tǒng)原理總框圖200kWp方陣接線箱200kWp方陣接線箱DC200kWp方陣接線箱DC接線箱200kWp方陣接線箱DC200kVA逆變器200kVA逆變器200kVA逆變器200kVA逆變器200kVA逆變器ACSG-1 0.4kV/35kV1000kVAACSG-2200kWp方陣DCACSG-3ACSG-40.4kV低壓配電柜輸出35kV高壓合閘及防雷35kV電網HV-G1200kWp方陣接線箱DCACSG-5HV-G2HV-G3HV-G4HV-G5HV-G6HV-G70.4kV/35kV1000kVA輸出35kVHV-G8高壓合閘及防雷5二.系統(tǒng)構成

光伏陣列:包括太陽電池組件、支承結構(支架及基礎等)、接線箱、電纜電線等;

直流-交流逆變設備:包括直流屏、配電柜、并網逆變器等;

升壓并網設施:包括升壓變壓器、戶外真空斷路器、高壓避雷器等;

控制檢測系統(tǒng):包括系統(tǒng)控制裝置、數據檢測及處理與顯示系統(tǒng)、遠程信息交換設備等;

附屬設施:防雷及接地裝置、清潔設備、廠房及辦公室、圍欄、通道及道路等.6三.主要設備及其主要技術要求

太陽電池組件:◆總容量8MWp.優(yōu)選晶體硅組件.適量試用其他組件.█支承結構:◆足夠的強度;防腐蝕.█并網逆變器:◆有最大功率跟蹤(MPPT)功能;效率＞93％.█升壓變壓器:█控制檢測及遠程信息交換:◆采集并記錄運行數據，如氣象資料、電性能參數、設備工作狀態(tài)等;◆執(zhí)行相關的控制操作,如切合逆變器的輸出、太陽電池方陣的輸出,◆有自動跟蹤時太陽電池方陣的跟蹤控制等;◆系統(tǒng)故障的自動保護功能,記錄并保存故障信息,發(fā)送報警信號;◆遙控、遙測等遠程信息交換功能.█機房與辦公室:防雷及接地保護:◆符合國家標準規(guī)定的技術要求;◆直流側與交流側都需有接地保護;◆有足夠的防雷保護范圍,并且不得遮擋光電場的太陽輻射.█場地道路:防護圍欄:◆足夠的高度和強度以滿足防護要求;◆距光伏方陣有一定的距離以免遮擋光電場的太陽輻射.7四.發(fā)電量預測

氣象資料表2.敦煌地區(qū)太陽輻射數據表8傾斜面光伏陣列表面的太陽輻射量:

從氣象站得到的資料,一般為水平面上的太陽輻射量,須換算成光伏陣列傾斜面的輻射量,才能進行光伏系統(tǒng)發(fā)電量的計算.

計算日輻射量的公式:Rβ=S×[sin(α-β)/sinα]+D式中;Rβ—傾斜方陣面上的太陽總輻射量D—散射輻射量,假定D與斜面傾角無關;S—水平面上的太陽直接輻射量β—方陣傾角α—中午時分的太陽高度角.對于北半球地理緯度=Φ的地區(qū),α與太陽赤緯角δ的關系如下:α=900-φ+δ其中,δ=23.45*sin[360*(284+N)/365](度),N為一年中某日的日期序號，如1月1日的N=1,2月1日的N=32,12月31日的N=365等。9表3.敦煌地區(qū)不同角度傾斜面的太陽輻射量表(kWh/m2)(緯度=40.6°)傾角β25°30°34°36°38°40°42°44°46°50°55°1月130.8136.5140.5142.3144145.6147148.3149.4151.41532月142.2146.7149.8151.1152.3153.4154.3155.1155.7156.5156.83月190.1193.1194.7195.3195.8196.1196.2196.2196195.1193.24月179.9180.4180.2179.9179.4178.9178.2177.4176.4174.1170.55月249.3247.8245.6244.3242.7240.9239236.9234.5229.3221.96月244.2241.6238.5236.7234.7232.5230.1227.5224.8218.7210.17月232.8230.7228.1226.5224.7222.7220.5218.1215.5209.8201.78月226.2226.2225.2224.5223.5222.3220.9219.3217.5213.32079月193.5196.3197.6198198.2198.2198.1197.7197.2195.5192.410月176.4181.9185.5187.1188.4189.6190.6191.4192192.6192.311月136.2142.3146.6148.5150.3151.9153.4154.7155.9157.8159.412月121.4127.4131.7133.7135.5137.2138.8140.3141.6143.8145.8全年2223.52251.32264.72268.42270227022682263225722392205從表中可以看出:+傾角等于38°時,全年所接收到的太陽輻射能最大,比水平面的數值高約18.7%.++傾角在36~42°之間(即β=0.9~1.05Φ)時,全年太陽輻射量差別不大.+++即使傾角在30°~50°之間改變,對傾斜面太陽輻射量的影響也不超過1.5%.10表4.敦煌地區(qū)各月最佳傾角的角度及對應太陽輻射量表(kWh/m2)月份12月3月4月567月8月9月101112全年傾角β60°55°42°30°20°15°20°30°40°50°60°65°輻射量(kWh/m2)1541571961802502462342261981931601472341每月改變一次角度,使斜面處于最佳傾角位置,全年所接收到的太陽能比固定傾角為38°安裝的傾斜面所接收到的太陽能大約高3%.113.并網光伏系統(tǒng)的效率分析1).光伏陣列效率η1:◆光伏陣列在1000W/㎡太陽輻射強度下,實際的直流輸出功率與標稱功率之比.光伏陣列在能量轉換與傳輸過程中的損失包括:▂組件匹配損失:對于精心設計、精心施工的系統(tǒng),約有4%的損失;▃太陽輻射損失:包括組件表面塵埃遮擋及不可利用的低、弱太陽輻射損失,取值5%;▅偏離最大功率點損失:如溫度的影響、最大功率點跟蹤(MPPT)精度等.取值4%;█直流線路損失:按有關標準規(guī)定,應小于3%.得:η1=96%×95%×96%×97%=85%逆變器的轉換效率η2:◆逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比.η195%.交流并網效率η3:◆從逆變器輸出至高壓電網的傳輸效率,其中最主要的是變壓器的效率.可取η3=5%.系統(tǒng)的總效率等于上述各部分效率的乘積:η=η1×η2×η3=85%×95%×95%=77%12敦煌8MWp并網光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量測算:依據:◆敦煌地區(qū)太陽輻射量◆系統(tǒng)組件總功率8MWp◆系統(tǒng)效率77%光伏陣列傾角等于40°,固定式安裝:◆年發(fā)電量約1,392萬千瓦小時;◆25年的總發(fā)電量約為3.2億千瓦小時,年平均發(fā)電1,280萬千瓦小時(按25年輸出衰減15%計算).每月調節(jié)一次傾角的情況下,全年總發(fā)電量比40°固定傾角時增加3%.有關資料表明:◆單軸跟蹤陣列比固定傾角安裝的年發(fā)電量增加約20%,◆雙軸跟蹤比固定傾角安裝年發(fā)電量增加30%以上.13表5-1.敦煌8MWp并網光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量測算表(單位:萬kWh)月月份 水平固定1 572 673 994 1015 1466 1467 1378 1279 10010 8211 5812 50全年 1170相對百分 100比(%) 8465固定傾角40°每月調節(jié)傾角 單軸跟蹤89 94 106.894 96 112.8120 120 144110 110 132148 154 177.6142 151 170.4137 144 164.4137 139 164.4121 121 145.2117 118 140.493 98 111.684 90 100.81392 1435 1670119 123 143100 103 12077 79 92雙軸跟蹤115.7122.2156143192.4184.6178.1178.1157.3152.1120.9109.21810155130100說明 1.此表根據敦煌地區(qū)的氣象資料,按系統(tǒng)效率77%計算.2.根據有關資料,單軸跟蹤比固定傾角增加約20%,雙軸跟蹤比固定傾角增加30%以上.14表5-2.敦煌太陽輻射及8MWp并網光伏系統(tǒng)發(fā)電量測算表(單位:萬kWh)月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年水平輻射(kWh/㎡)9310916216523823822420716313495821910400斜面輻射(kWh/㎡)1461531961792412322232231981901521372270預測發(fā)電量(萬千瓦時)899412011014814213713712111793841392太陽輻射量(kWh/㎡)23222323222322319819017914815213711084939489117137121142120137153146196241

敦煌太陽輻射量及8MWp并網光伏系統(tǒng)發(fā)電量與月份關系曲線

預測發(fā)電量250200 200150 150100 10050 5001月 2

3月 4

5月 6月 7

8月 9

10月

11月

012月水平面太陽輻射

40°傾斜面太陽輻射

發(fā)電量(40°傾角)15五.技術設計實例

完整的系統(tǒng)設計方案應包括:系統(tǒng)配置圖、太陽能電池方陣的設計、逆變器的設計、輸變電設計、防雷接地設計、土建設計（機房、變電站面積和布局、場內道路、光伏組件基礎、防雷接地基礎、圍欄、接線）等。

本案例僅做初步的電氣設計及系統(tǒng)規(guī)模和主要技術參數.主要設備選項

1).太陽電池組件:國產160Wp多晶硅太陽電池組件.2).并網逆變器:性能可靠、效率高、可進行多機并聯的進口產品，額定容量為200kW.3).交流升壓變壓器:國產(0.4)KV/(35-38.5)KV電力變壓器,容量1000KVA.4).避雷裝置:裝設避雷設施防直接雷擊,并需有良好的接地.16表6.太陽電池組件性能參數表

表7.并網逆變器性能參數表額定容量：200KW最大輸入功率245KWP最大輸入電壓880VMPPT輸入電壓范圍450V－800V最大輸入電流472A輸出交流電壓3相415V±10%輸出頻率及范圍50Hz±1%波形失真率（THD）<3%功率因數100％轉換效率10%阻性負載＞91％25%阻性負載＞95％50%阻性負載＞96％75%阻性負載＞96％100%阻性負載＞96％外形尺寸（mm）2000×2100×800重量1400kg峰值功率（Wp）160短路電流（Isc）5.08開路電壓（Voc）43.60峰值功率（Wp）160短路電流（Isc）5.08開路電壓（Voc）43.60峰值電壓（Vm）35.60峰值電流（Im）4.50額定工作溫度（℃）43±2抗風力或表面壓力2400Pa，130km/h絕緣強度DC3500V，1min，漏電電流≤50μA沖擊強度227g1m體，表面無損傷外形尺寸(mm)1587×790重量（kg）15.002.太陽能電池方陣設計

1).200kWp發(fā)電單元的光伏方陣設計:●18塊組件串聯得到逆變器所要求的電壓

驗算:▲最高輸出電壓=792V;▲最大功率點電壓=640.8V;▲組件結溫比標準狀態(tài)升高70℃時,最大功率點電壓=461V.逆變器輸入電壓(450-800V),最大輸入電壓(880V),滿足逆變器使用要求?！?0路并聯組成200kWp發(fā)電單元▲單個發(fā)電單元的容量為：70×18×160Wp=201,600Wp201.6kWp

2)40個發(fā)電單元組成8MWp并網系統(tǒng)▲系統(tǒng)總容量:P=40×201.6=8,064kWp▲需用160Wp太陽能電池組件總數量:M=40×70×18＝50,400（塊）18太陽能電池方陣支承結構設計★安裝方式設計:固定式.結構簡單,安全可靠,安裝調試及管理維護都很方便.★固定式支架傾角設計:根據年發(fā)電量計算結果,傾角定為40°?！锓疥囍Ъ芊轿唤堑脑O計:一般情況下,太陽能電池方陣應面向正南安裝.★太陽能電池陣列間距的設計計算:光伏方陣陣列間距應不小于D.

D 0.707H tanarcsin0.648cos 計算得:D=6087mm.取間距為6.5米。(緯度Φ=40.6°,傾角=400)DH支架間距計算圖DH19光電場太陽能電池陣列布置

N14.5m(790X18=14220)7902*18=36塊組件★組件排列:縱向兩排,2×18=36塊組件.平面尺寸14.5米×N14.5m(790X18=14220)7902*18=36塊組件單支架方陣面組件排列圖★200kWp發(fā)電單元:由70路串聯組件并聯組成,安裝在35個支架上.★1MWp的分系統(tǒng):5個200kWp發(fā)電單元,占地面積=(72.5米×320米).★8MWp并網系統(tǒng):5×1MWp子陣列組成,子陣列之間有通道.總占地面積=(558米×552米)=308,016平方米20N14.5M

200kWp發(fā)電單元的光伏陣列布置圖(左)1MWp分系統(tǒng)的光伏陣列排布圖(下)72.5M N5個200kWp發(fā)電單元,共1000kWpL3320M14.5ML3320ML21個200kWp共35個支架320ML21個200kWp共35個支架320M1個200kWp發(fā)電單元,共35個支架,70路串聯組件9ML35L35L349M21L349M附件圖88MWp并網光伏系統(tǒng)光電場平面布置全圖

335m335m

558m

1

162m北162m

2

35kV高4 壓電網3東

8MWp并網光伏系統(tǒng)光電場平面布置全圖說明:光電場占地總面積:558×552=308,016房屋建筑總占地面積:3,000㎡.圖中:南大門機房控制室及辦公室升壓變電站東大門552m552m原有公路215國道22避雷、防雷及接地保護的設計

場地防雷◆目的:使光電場及附屬設施免遭直接雷擊.◆方式:避雷針避雷帶.

▼避雷針:★30米高的避雷針,被保護物高度5米:◢單支避雷針保護半徑為＝35米◢兩支避雷針的保護間距＝175（米）★大面積防護,須采用網點結構,布建多座避雷塔,會遮擋太陽輻射.▲:顯然,光伏陣列的防雷不宜用避雷針方式.

▼避雷帶:★將金屬導體沿被保護物頂部輪廓敷設,并保持適當距離,消引雷電荷、避免直接雷擊.★陣列支架本身就是金屬導體,只要將支架良好接地,即可達到防雷效果.

電網線路防雷●直流側的防雷:逆變器內部有防雷系統(tǒng);●交流側的防雷:使用符合國家標準的避雷器。

系統(tǒng)接地保護設計：●雷電保護系統(tǒng)的接地電阻應符合DL/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》的要求;(一般不應大于10Ω，在高土壤電阻率地區(qū)的接地電阻不應大于30Ω).●線路接地系統(tǒng)應符合DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》以及DL499-92《農村低壓電力技術規(guī)程》的技術要求(一般不應大于4Ω);●干旱戈壁灘的土層電阻率高，應設置多個接地坑，放入長效降阻劑，埋設水平接地網以降低接地電阻。23土建設計

光電場的規(guī)劃設計

◥用地面積：558×552=308,016平方米.其中,光伏陣列占地約21.3萬平方米;◥圍欄：圍欄總長度（光電場+變電站）＝2,220米◥光電場平面布置總圖:●房屋建筑總占地面積=3,000平方米.◥機房、控制室:100m×20m=2,000平方米;◥工作間、庫房:30m×20m=600平方米;◥辦公室及會議室:20m×20m=400平方米.◥升壓變電站,占地面積=900平方米.圍欄:總長度2,220米,高度2.5米◥采用透光的高速公路用鐵絲網圍欄，,距光伏陣列應有20-30米的距離,以免遮擋太陽輻射.方陣基礎設計:◥混凝土現場澆鑄.◥在澆鑄過程中預埋上端有螺紋的鋼筋.◥應符合GB50202-2002的要求。◥每個方陣支架基礎體積為0.12立方米.245.系統(tǒng)概貌及主要參數

1).太陽電池組件:國產160Wp多晶硅組件,總容量8.064MWp,總計50,400塊組件.組件總重量756噸.2).并網逆變器:進口產品,額定容量200kW.總計40臺,總容量8,000kkW.總重量約56噸.3).交流升壓變壓器:國產0.4kV/35kV電力變壓器,額定容量1000kVA.8臺并聯上網,總容量8,000kVA.4).光伏陣列:固定式面向正南安裝,傾角40°.總計40個200kWp的發(fā)電單元.5).組件支架:200kWp發(fā)電單元的組件安裝在35個支架上.總計1,400個支架.支架鋼材總重約840噸.6).支架基礎:每個支架用12個混凝土基礎上,總共16,800個基礎.澆鑄基礎約需5,000噸水泥沙石.7).系統(tǒng)總占地面積:約30萬平方米.其中光伏陣列約占21萬平方米.8).系統(tǒng)年總發(fā)電量:約1,300萬kWh,平均每天發(fā)電3.6萬kWh25敦煌8MWP并網光伏發(fā)電系統(tǒng)投資概算●敦煌8MWp并網光伏發(fā)電系統(tǒng)初期總投資約為32,247萬元(見表8).序號設備名稱總價（萬元）所占百分比(%)1序號設備名稱總價（萬元）所占百分比(%)1機電設備成本27,70285.91光伏陣列23,68073.43逆變設施3,42010.61檢測控制2500.78升壓輸變電3521.092配套設施與土建成本1,5564.833設備的運輸和安裝建設7532.344項目前期費用7002.175項目不可預見費1,5364.65合計32,24710026表9.敦煌8MWP并網光伏發(fā)電系統(tǒng)投資概算分類明細表.序號 項目明光伏組件支架單元接線箱光 4 支架接線箱伏 5 基礎固定金陣 6 支架固定金列 7 組件固定金電纜電線其他

件數8.046MWp8.046MWp401,40024,0008萬40萬160km

單價RMB(萬元)26.5元/Wp2元/Wp20.25元/套2元/套0.5元/套平均15元/米

總價RMB(萬元)21,321.91,609.28035024162024020

備注多晶硅小 計并網逆變器直流配電柜逆變 3 匯流轉接柜設 4 交流配電柜施 5 接線電纜6 其他小 計升 1 1000kVA變壓器壓 2 高壓斷路器、避雷輸 3 互感器變 4 低壓輸電線路電 5 高壓輸電線路設 6 其他備小計

4040883,000m8883,000㎞

8034.5440/206350/13

3,200120363212201604824157530

23,681.13,420352

200kVAkV/35kV控制檢測與數據傳輸系統(tǒng) 25027表10.敦煌5MWP并網光伏發(fā)電系統(tǒng)投資概算分類明細表(續(xù)).1機 2房 3土 4建 5及 6配 7套 8設 9施 10小1運 2輸 3及 4工程 5建 6設 8小計

光伏陣列基礎場地準備線纜地溝房屋建設防護圍欄清潔設施及辦公用品其他安裝調試勞務,技術培訓運輸費用工程監(jiān)理費用其他

16,800300,0004,000米900㎡2,200㎡50,000㎡2,20064

250元/個3元/㎡300/米300/㎡1,000元/㎡100/㎡350/米18,000/

324209012027220500775020115.290504827010080

1,556753.2總 計 30,012.128六.技術方案設計與選擇要點

指導思想:●實用性、示范性、實驗性●開放式、積木式、多元化◆標稱容量;8MWp,適當增減;◆地點:首選敦煌,漸及沿絲綢之路之大漠其他地域;◆多樣化方式融資;◆多元化技術方案及設備.

敦煌8MWp●獨立分系統(tǒng):在電氣線路上分為若干個獨立的分系統(tǒng),分別發(fā)電上網.●低壓發(fā)電單元:每個分系統(tǒng)由若干發(fā)電單元組成,輸出0.4kV三相交流電.●太陽電池組件:以晶體硅組件為主,少量選用其他成熟組件.●安裝方式:以固定式安裝為主,少量采用跟蹤方式安裝.●并網逆變器:以進口設備為主,適當選用國產研制設備.●升壓輸變電設施:全部用國產設備.●檢測控制系統(tǒng):性能可靠,自動化程度高,采集的數據資料準確齊全.●廠區(qū)自用電:配備少量蓄電池,按不間斷電源設計,容量約200kWh.系統(tǒng)初設概貌●太陽電池組件標稱總容量8MWp.●光伏陣列為固定式安裝,傾角36-42°.●系統(tǒng)總占地面積約30萬平方米.●系統(tǒng)年平均發(fā)電量1,280萬kWh,平均每天3.5萬kWh●按25年輸出衰減15%計算,8MWp系統(tǒng)25年的總發(fā)電量約為3.2億千瓦時29實例說明光伏電站的設計大型光伏電站的系統(tǒng)組成大型光伏電站的施工光伏并網對電網的影響30一、大型并網光伏電站組成

大型并網光伏電站系統(tǒng)框圖大型并網光伏電站系統(tǒng)框圖光伏陣列將太陽能轉變成直流電能，經逆變器的直流和交流逆變后，根據光伏電站接入電網技術規(guī)定光伏電站容量確定光伏電站接入電網的電壓等級，由變壓器升壓后，接入中壓或高壓電網。31一、大型并網光伏電站組成

光伏方陣（跟蹤）匯流箱直流配電柜并網逆變器交流配電柜電網接入系統(tǒng)（壓、計量設備等）交/直流電纜監(jiān)控及通訊裝置防雷接地裝置32一、大型并網光伏電站組成

發(fā)電側并網，可以接入公共電網和接入用戶側33一、大型并網光伏電站組成1.光伏方陣光伏方陣分為兩類：固定式和跟蹤式單軸跟蹤系統(tǒng)固定式——鋼管埋地單軸跟蹤系統(tǒng)固定式——水泥基礎

雙軸跟蹤系統(tǒng)34一、大型并網光伏電站組成光伏組件常見分類單晶硅組件 多晶硅組件 非晶硅組件35一、大型并網光伏電站組成不同輻照度下電流和功率與電壓的特性曲線（100%，80%，50%）

不同溫度下電流和功率與電壓的特性曲線（25℃，50℃，75℃）36一、大型并網光伏電站組成光伏方陣由光伏組件通過串聯和并聯形成。光伏組件串聯示意

光伏組件并聯示意37一、大型并網光伏電站組成光伏連接器針對非晶硅光伏組件，由于電流小，一般在匯流箱的前級采用光伏連接器進行匯流。38一、大型并網光伏電站組成2、光伏陣列匯流箱八進一出匯流箱 十六進一出匯流箱39一、大型并網光伏電站組成六進一出防雷匯流箱實物圖40一、大型并網光伏電站組成3、直流防雷配電柜直流斷路器防反二極管光伏專用防雷器直流電壓表

直流防雷配電柜原理接線圖41一、大型并網光伏電站組成

輸入接線端子示意圖PMD-500K直流防雷配電柜的電氣原理框圖

輸出銅牌示意圖42一、大型并網光伏電站組成4、并網逆變器按是否帶變壓器可分為無變壓器型和有變壓器型。對于無變壓98.5%和歐洲效率98.3%；對于有變壓器型逆變器，最大效率97.1%和歐洲效率96.0%。按組件接入情況劃分單組串式、多組串式、集中式； 組串式并網逆變器 多組串式并網逆變器

集中式并網逆變器43一、大型并網光伏電站組成SG250K3的外觀444545一、大型并網光伏電站組成SG500KTL無變壓器型并網逆變器主電路示意圖一、大型并網光伏電站組成SG500KTL的外觀46一、大型并網光伏電站組成5、交流配電柜斷路器光伏防雷器電壓表電流表電能計量儀

交流防雷配電柜原理接線圖47一、大型并網光伏電站組成6、電網接入主要設備電網接入系統(tǒng)低壓配電網：0.4KV——即發(fā)即用、多余的電能送入電網中壓電網：10KV、35KV——通過升壓裝置將電能饋入電網高壓電網：110KV——通過升壓裝置將電能饋入電網，遠距離傳輸48一、大型并網光伏電站組成電網接入主要設備電壓等級接入設備0.4KV低壓配電柜10KV低壓開關柜：提供并網接口，具有分斷功能雙繞組升壓變壓器：0.4/10KV雙分裂升壓變壓器：0.27/0.27/10KV（TL逆變器）高壓開關柜：計量、開關、保護及監(jiān)控35KV低壓開關柜：提供并網接口，具有分斷功能雙繞組升壓變壓器：0.4/10KV,10/35KV（二次升壓）0.4KV/35KV（一次升壓）（TL逆變器）高壓開關柜：計量、開關、保護及監(jiān)控49一、大型并網光伏電站組成7、交/直流電纜

直流電纜包括匯流箱——直流防雷配電柜直流防雷配電柜——并網逆變器直流電纜選擇電纜的線徑，一般要求損耗小于2%耐壓1KV、單芯/雙芯電纜阻燃、鎧裝低煙無鹵（對于建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)）橋架（對于建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)）；直埋/電纜溝（光伏電站）50一、大型并網光伏電站組成

（1）交流電纜包括并網逆變器——交流防雷配電柜交流防雷配電柜——升壓變壓器升壓變壓器——電網接入點交流電纜選擇電纜的線徑，一般要求損耗小于2%根據電壓等級選擇相對應的耐壓等級橋架（對于建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)）；直埋/電纜溝（光伏電站）51一、大型并網光伏電站組成8、監(jiān)控及通訊裝置實現發(fā)電設備運行控制、電站故障保護和數據采集維護等功能，并與電網調度協調配合，提高電站自動化水平和安全可靠性，有利于減小光伏對電網影響。站級控制層能量管理系統(tǒng)站級控制層能量管理系統(tǒng)間隔層過程層底層設備層各電源控制52一、大型并網光伏電站組成并網逆變器常見的通訊方式光伏并網發(fā)電的主界面光伏并網發(fā)電的主界面并網逆變器的運行界面光伏并網發(fā)電節(jié)能減排值53一、大型并網光伏電站組成9、防雷接地裝置相關標準：目前沒有頒布明確的相關設計標準參考標準《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-1994(2000)《交流電氣裝置的接地》DL/T6211997SJ/T11127-1997光伏(PV)發(fā)電系統(tǒng)過電壓保護－導則IEC60364-7-712-2002、IEC61557-4-200754一、大型并網光伏電站組成大型光伏電站典型防雷方案55實例說明光伏電站的設計大型光伏電站的系統(tǒng)組成大型光伏電站的施工光伏并網對電網的影響56二、大型并網光伏電站施工1、土建施工必須按施工圖設計要求的位置設置光伏陣列的基礎。級別涂防腐涂料，并妥善保護，與支架槽鋼可靠連接。礎的水平和垂直度滿足設計要求。57二、大型并網光伏電站施工2、設備安裝支架安裝即抗風、防銹、耐腐蝕等。足設計要求，與基礎固定牢靠。支架應與接地系統(tǒng)可靠連接。支架按設計圖紙進行安裝，要求組件安裝表面的平整度，安裝孔位、孔徑應與組件要求一致?？讖綉c組件要求一致。58二、大型并網光伏電站施工光伏組件安裝

形、損傷,應及時更換。請不要拆卸組件接線盒；當組件置于光線照射下，不要觸摸接線端子，當組件電壓大于DC30V時，請注意適當防護，使用絕緣工具。光伏組件之間的連接件，便于拆卸和更換。59光伏組件之間的連接方式，符合設計規(guī)定。59二、大型并網光伏電站施工逆變器安裝，基本安裝要求：根據逆變器室內/形式，應安裝在清潔的環(huán)境中，并且應通風良好并保證環(huán)境溫度、濕度和海拔高度滿足產品規(guī)格要求。如有必要，應安裝室內排氣扇，以避免室溫增高。在塵埃較多的環(huán)境中，應加裝空氣過濾網。，安裝與維護前必須保證交直流側均不帶電為了不導致逆變器損壞，任何直流輸入電壓不超過直流輸入電壓限值。按照設計圖紙和逆變器電氣連接的要求，進用萬用表確認光伏陣列的正負極。

60二、大型并網光伏電站施工匯流箱安裝基本安裝要求：戶外安裝，防水等級為IP65濕的地方；輸入路數不超過匯流箱允許的輸入路數；環(huán)境溫度應滿足產品規(guī)格要求。連到匯流箱直流輸入的“DC+”，光伏陣列的負極連到匯流箱直流輸入的“DC-”，并標明對應的編號。基準的規(guī)定。61二、大型并網光伏電站施工直流/交流配電柜安裝好，并保證環(huán)境溫度、濕度和海拔高度滿足產品規(guī)格要求。按直流/纜應排列整齊，編號清晰。直流/交流配電柜內防雷接地與PE線連接，PE裝置連接。62二、大型并網光伏電站施工布線工程范》（GB50168）的規(guī)定，電纜符合國家相應的標準。光伏發(fā)電系統(tǒng)直流部分的施工，應注意正負極性?？p隙，必須做好防水密封，并做好建筑物表面光潔處理，同時滿足阻燃性和阻熱性。逆變器在同一配電室內，兩者距離要求較近。交流配電柜、逆變器在同一配電室內，兩者距離要求較近。安裝電纜剖頭處必須用膠帶和護套封扎。63二、大型并網光伏電站施工接要保證機械和電性能的完好；組件串聯必須是同種型號組件，不同型號組件串聯電壓相同可以并聯。布線完成后，電壓與極性的確認、短路電流的測量、非接地的檢查。應按照產品說明書，用萬用表測量是否有電壓輸出，用直流電壓測試正極、負極的極性是否接錯；可用直流電流表測量短路電流。64二、大型并網光伏電站施工防雷和接地施工范》（GB50169）的規(guī)定。光伏發(fā)電系統(tǒng)的升壓系統(tǒng)，滿足《交流電氣裝置的接地》（DL/T621）的規(guī)定。光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網接口設備的防雷和接地，符合《光伏發(fā)電系統(tǒng)過電壓保護導則》（SJ/T11127）的規(guī)定。接地裝置的接地電阻值必須符合設計要求。當以防雷為目的的進行接地時，其接地電阻應小于10Ω。光伏發(fā)電系統(tǒng)保護接地、工作接地、過壓保護接地使用一個接地裝置，其接地電阻不大于4Ω。65二、大型并網光伏電站施工電站防雷設計可以參與《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-1994(2000)。避雷帶（網）無遺漏，防腐良好；采用螺栓固定的應采取雙螺帽等防松措施；避雷帶（網）應平整順直，固定點支持件間距均勻，固定可靠。66二、大型并網光伏電站施工 調試光伏方陣、光伏發(fā)電系統(tǒng)直流側和整個光伏發(fā)電系統(tǒng)，直至合格。合《電能質量供電電壓允許偏差》（GB/T12325）、《電能質量電壓波動和閃變》（GB/T15946）、《電能質量公用電網諧波》（GB/T14549）、《電能質量三相電壓允許不平衡度》（GB/T15543）的規(guī)定，以及用戶與本市電網經營企業(yè)簽訂合同的要求。進行電網保護功能檢測：過/欠電壓保護、過/欠頻率保護、防孤島效應、（GB/T19939）的規(guī)定。67實例說明光伏電站的設計大型光伏電站的系統(tǒng)組成大型光伏電站的施工光伏并網對電網的影響68光伏發(fā)電對電網的影響

我國的太陽能光伏發(fā)電呈現出“大規(guī)模集中開發(fā)、中高壓大型電站形