光伏系統(tǒng)的連接與測試（X）光伏系統(tǒng)的連接與測試（x）

Rhea“光伏電站運維”師資培訓(xùn)（中級）光伏電站智能運維實訓(xùn)系統(tǒng)Vesta20A03光伏系統(tǒng)的連接與測試01組件連接與測試02匯流箱連接與測試03逆變器連接與測試04并網(wǎng)箱連接與測試01光伏組件連接與測試光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是通過太陽能電池方陣受到太陽輻射產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)，將太陽能直接轉(zhuǎn)化成直流電能。將一定數(shù)量方陣產(chǎn)生的直流電通過直流電纜送至直流匯流箱進行匯流，并對其監(jiān)測（電流、電壓等），匯流后的直流電送至逆變器，通過逆變器產(chǎn)生與電網(wǎng)電壓、頻率一致的交流電能，逆變后的交流電通過交流電纜送至并網(wǎng)配電箱經(jīng)過計量后送至電網(wǎng)。系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)以戶用光伏電站為例，主要包括太陽能電池方陣、直流匯流箱、并網(wǎng)逆變器、并網(wǎng)配電箱等。光伏組件模塊光伏組件模擬模塊如右圖所示，配置8塊模擬光伏組件，模擬光伏組件內(nèi)置專用開關(guān)電源最大輸出功率200W，額定輸出36V。光伏組件種類模擬光伏組件指標單位數(shù)據(jù)最大峰值功率Wp200開路電壓（Voc）V36短路電流（Isc）ANA工作電壓（Vmppt）V36最大工作電流（Imppt）A4峰值功率溫度系數(shù)1/k-0.40開路電壓溫度系數(shù)1/k-0.29短路電流溫度系數(shù)1/k+0.05光伏陣列模塊光伏陣列模塊如右圖所示，由8塊光伏組件通過不同的串聯(lián)方式組成不同功率等級的光伏陣列。主要技術(shù)和功能特點1）支持多種串聯(lián)方式模擬，具備短路保護功能；2）支持光伏組件部分損壞、二極管擊穿、組件斷路等常見故障仿真3）最大支持4路組串模擬；4）支持組串回路低電壓、無電壓、極性反接、斷路、短路等故障模擬任務(wù)目的：了解光伏組件的工作原理；掌握光伏組件串聯(lián)方法；掌握MC4連接器的制作；掌握使用萬用表測量組件或組串開路電壓的方法。任務(wù)內(nèi)容：完成2串4并的方陣連接方式；完成4組光伏組串延長線的制作；完成組串開路電壓和極性的測量，并記錄測量結(jié)果；任務(wù)簡介需求工具安裝工具：安裝耗材：序號工具使用目的1萬用表測量組件、組串電壓2接線端子壓接鉗制作MC4連接器3剝線鉗剝光伏專用電纜4MC4扳手拆卸及緊固連接器序號輔材使用目的1MC4連接器（公母）連接線纜與組件2光伏專用電纜（紅黑）連接線纜與組件光伏組件串聯(lián)設(shè)計方法計算光伏組件串聯(lián)數(shù)范圍，其計算公式如下，光伏組件串聯(lián)數(shù)N（N取整數(shù)）應(yīng)同時滿足公式（1）和（2）計算的結(jié)果；式（1）：式（2）：式中：Kv—光伏組件的開路電壓溫度系數(shù)（-0.29%/℃）；t—光伏組件工作條件下的極限低溫（-30℃）；t'—光伏組件工作條件下的極限高溫（40℃）；Vdcmax—逆變器允許的最大直流輸入電壓（600V）；Vmpptmin—逆變器MPPT電壓最小值（50V）；Vmpptmax—逆變器MPPT電壓最大值（500V）；Voc—光伏組件的開路電壓（36V）；Vpm—光伏組件的工作電壓（36V）；光伏組件串聯(lián)設(shè)計方法綜上，光伏組件串聯(lián)數(shù)N范圍為：2≤N≤11（塊），即滿足本光伏系統(tǒng)啟動光伏組件最小串聯(lián)數(shù)為2塊；根據(jù)式（1）計算，得：N≤14.37，即N=14：根據(jù)式（2）計算，得：1.45≤N≤11.97光伏組件連接與測試步驟步驟①：在光伏組件模塊區(qū)，將8塊光伏組件連接成4個組串，每個組串采用2塊組件串聯(lián)；光伏組件連接與測試步驟步驟②：完成組件串聯(lián)接線后，使用萬用表直流電壓檔測量PV1、PV2、PV3、PV4組串的開路電壓和極性，將萬用表紅色探針連接組串正極端子，黑色探針連接組串負極端子，觀察電壓示數(shù)（注意：“+”表示極性正確，“-”表示極性不正確），并記錄開路電壓數(shù)值。光伏組串開路電壓測試記錄表組串編號開路電壓（V）組串編號開路電壓（V）PV1PV3PV2PV4光伏組件連接與測試步驟步驟③：從耗材箱內(nèi)取出紅、黑顏色的4mm2光伏專用電纜各一卷，分別裁剪長度適宜的紅色、黑色光伏專用電纜各4根；光伏組件連接與測試步驟步驟④：制作MC4連接器；1）將裁剪好的8根光伏專用電纜用剝線鉗將2端各剝?nèi)?mm，套上冷壓端子（注意區(qū)別正負極冷壓端子）；2）利用壓線鉗將電纜線端集束在接線端子；3）將電纜穿過電纜密封套，插入絕緣套筒直到其扣緊，輕拉線纜確保已連接緊固，用專用扳手將密封套和絕緣套筒緊固；光伏組件連接與測試步驟步驟⑤：將制作好的紅色延長線的負極端子與組件串的正極端子連接，將黑色延長線的正極端子與組件串的負極端子連接；步驟⑥：使用萬用表直流電壓檔測量PV1、PV2、PV3、PV4組串的開路電壓和極性，將萬用表紅色探針連接組串正極端子，黑色探針連接組串負極端子，觀察電壓示數(shù)（注意：“+”表示極性正確，“-”表示極性不正確），并記錄開路電壓數(shù)值；組串編號開路電壓（V）組串編號開路電壓（V）PV1PV3PV2PV4光伏組串開路電壓測試記錄表光伏組件連接與測試步驟步驟⑦：完成測量后，將紅色延長線另一端的正極端子與光伏陣列模擬模塊正極（負極端子）連接，將黑色延長線另一端的負極端子與組件串的負極（正極端子）連接；02匯流箱連接與測試系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)以戶用光伏電站為例，主要包括太陽能電池方陣、直流匯流箱、并網(wǎng)逆變器、并網(wǎng)配電箱等。直流匯流箱作用匯流箱在光伏發(fā)電系統(tǒng)中是保證光伏組件有序連接和匯流功能的接線裝置。該裝置能夠保障光伏系統(tǒng)在維護、檢查時易于切斷電路，當光伏系統(tǒng)發(fā)生故障時減小停電的范圍。匯流箱是指用戶可以將一定數(shù)量、規(guī)格相同的光伏電池串聯(lián)起來，組成一個個光伏串列，然后再將若干個光伏串列并聯(lián)接入光伏匯流箱，在光伏匯流箱內(nèi)匯流后輸出1路，通過光伏逆變器逆變后實現(xiàn)與市電并網(wǎng)。匯流箱裝調(diào)與檢測模塊匯流箱裝調(diào)與檢測模塊如右圖所示，本采用可拆卸式模塊化、IP54防護等級設(shè)計，符合GB/T34936《光伏發(fā)電站匯流箱技術(shù)要求》和GB/T34933《光伏發(fā)電站匯流箱檢測技術(shù)規(guī)程》標準要求，最大支持4路光伏直流輸入設(shè)計，內(nèi)置光伏專用熔斷器、光伏專用防反二極管、光伏專用直流斷路器、光伏專用防雷器和通訊采集模塊等。主要技術(shù)和功能特點1）最大支持4路直流輸入；2）支持匯流箱運行數(shù)據(jù)RS485遠程上傳；3）支持匯流箱裝調(diào)實訓(xùn)，如元器件安裝與接線、整體調(diào)試等；4）支持通訊裝調(diào)實訓(xùn)，包括通訊模塊安裝、RS485接線、通訊參數(shù)設(shè)置和通訊調(diào)試；5）支持匯流箱典型故障排除實訓(xùn)，防雷器失效、通訊異常等；。任務(wù)目的：掌握直流匯流箱的工作原理和基本組成。掌握直流匯流箱的直流側(cè)和通訊的接線。掌握直流匯流箱的安裝后測試方法任務(wù)內(nèi)容：完成直流側(cè)進線、出線的接線；完成通訊線連接；完成直流匯流安裝后調(diào)試；任務(wù)簡介需求工具安裝工具：安裝耗材：序號工具使用目的1剝線鉗剝4mm2以下光伏電纜2壓線鉗壓4mm2以下接線端子3鉗形表測試開路電壓4十字螺絲刀緊固各種螺絲序號輔材使用目的14mm2絕緣保護套接線端子熔斷器座進線21.5mm2緣保護套接線端子通訊電纜線34mm2緣保護套接線端子直流斷路器出線42.5mm2緣保護套接線端子接地線使用5電纜標簽標注進、出電纜對應(yīng)位置直流匯流箱的連接與測試步驟步驟①：直流輸入側(cè)接線；1）打開直流匯流箱將光伏專用直流斷路器置于“OFF”狀態(tài)且拉開所有的保險絲；2）擰松匯流箱的下端防水端子的收緊螺帽，將組串正、負極光伏電纜穿過防水端子；3）對應(yīng)支路的光伏電纜分別套入號碼管，用剝線鉗剝開光伏電纜的防護層、絕緣層，至導(dǎo)線的銅芯部分露出約12mm；4）使用帶絕緣保護套接線端子，用專用的壓線鉗壓接牢固；5）用十字螺絲刀松開保險絲座的固定螺絲，將壓接完成的線纜的銅芯部分插入保險絲的底部接線孔內(nèi)，并緊固螺絲，旋緊進線電纜防水接頭保護蓋。直流匯流箱的連接與測試步驟步驟②：直流輸出側(cè)接線；1）用剝線鉗剝開輸出直流電纜的防護層、絕緣側(cè)，至導(dǎo)線的銅芯部分漏出約12mm；2）使用帶絕緣保護套的接線端子，用專用的壓線鉗壓接牢固；3）擰松防水端子，將導(dǎo)線穿過電纜接頭，將做好的導(dǎo)線接入到斷路器上端并緊固固定螺絲；步驟③：接地線連接；1）接地線接線。用BVR1*2.5mm2黃綠雙色線一端連接匯流箱接地排，另一端連接工位接地點。直流匯流箱的連接與測試步驟步驟④：通訊線、24V電源線連接；1）擰松匯流箱的下通訊線、24V電源線防水端子的收緊螺帽；2）用剝線鉗剝開通訊線、24V電源線防護層、屏蔽層、絕緣層，露出銅芯約7mm，通訊線穿入帶有485+、485-的號碼管（一般藍色為負），電源線藍色穿帶有OV、灰色穿帶有24V的號碼管；3）使用帶絕緣保護套接線端子，用專用的壓線鉗壓接牢固；4）將通訊電纜、24V電源分別接入端子排的通訊端子、電源端子上。（如果有PG端子請將通訊電纜屏蔽層接入PG端子上）5）將通訊電纜的另一端接入通訊模塊的匯流箱端口，24V電源線另一端接入實訓(xùn)平臺側(cè)面24V端子排上。直流匯流箱的連接與測試步驟步驟⑤：上電前檢查；1）檢查匯流箱進、出、通訊及接地線連接是否正確、牢固且無虛接，檢查熔斷器、斷路器、防雷器功能是否正常。步驟⑥：上電調(diào)試；1）依次閉合所有支路熔斷器、輸出斷路器及保護熔斷器，使用萬用表電壓檔測量總輸出直流斷路器下端輸出電壓，應(yīng)在72V左右；2）閉合支路熔斷器前，進行組串開路電壓測試，用萬用表正負極依次測量對應(yīng)回開路電壓，確保每一路電壓均36V左右，且單元偏差小于10V或不超過5%；2）將調(diào)試結(jié)果填寫至《直流匯流箱檢查與調(diào)試記錄表》。直流匯流箱檢查與調(diào)試記錄表序號步驟檢查與調(diào)試內(nèi)容自檢結(jié)果1上電前檢查直流進線側(cè)接線檢查接線正確，接線工藝符合要求且牢固可靠無虛接是否滿足要求□是□否直流出線側(cè)接線檢查接線正確，接線工藝符合要求且牢固可靠無虛接是否滿足要求□是□否通訊線接線檢查接線正確，接線工藝符合要求且牢固可靠無虛接是否滿足要求□是□否接地線接線檢查接線正確，接線工藝符合要求且牢固可靠無虛接是否滿足要求□是□否熔斷器功能檢查直流熔斷器是否正常工作是否滿足要求□是□否斷路器功能檢查直流輸出斷路器是否能正常分閘、合閘是否滿足要求□是□否防雷器功能檢查直流防雷器是否失效是否滿足要求□是□否2上電調(diào)試直流輸入電壓是否滿足要求□是□否回路編號電壓（V）PV1PV2PV3PV4直流輸出電壓電壓（V）03逆變器連接與測試系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)以戶用光伏電站為例，主要包括太陽能電池方陣、直流匯流箱、并網(wǎng)逆變器、并網(wǎng)配電箱等。逆變器的工作原理通常，把將交流電能變換成直流電能的過程稱為整流，把完成整流功能的電路稱為整流電路，把實現(xiàn)整流過程的裝置稱為整流設(shè)備或整流器。與之相對應(yīng)，把將直流電能變換成交流電能的過程稱為逆變，把完成逆變功能的電路稱為逆變電路，把實現(xiàn)逆變過程的裝置稱為逆變設(shè)備或逆變器。并網(wǎng)逆變器是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，其主要功能是將光伏組件發(fā)出的直流電逆變成單相交流電，并送入電網(wǎng)。同時實現(xiàn)對中間電壓的穩(wěn)定，便于前級升壓斬波器對最大功率點的跟蹤。并且具有完善的并網(wǎng)保護功能，保證系統(tǒng)能夠安全可靠地運行。逆變器的工作原理目前并網(wǎng)型逆變器的主要集中于DC-DC和DC-AC兩級能量變換的結(jié)構(gòu)。DC-DC變換環(huán)節(jié)調(diào)整光伏陣列的工作點使其跟蹤最大功率點;DC-AC逆變環(huán)節(jié)主要使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時獲得單位功率因數(shù)。如右圖所示。本系統(tǒng)采用兩級式設(shè)計，前級為升壓斬波器，后級為全橋式逆變器。前級用于最大功率追蹤，后級實現(xiàn)對并網(wǎng)電流的控制?？刂贫际怯蒁SP芯片TMS320F2812協(xié)調(diào)完成。逆變器裝調(diào)與檢測模塊逆變器裝調(diào)與檢測模塊如右圖，采用700Wp組串式逆變器，全數(shù)字化控制技術(shù)、先進的拓撲結(jié)構(gòu)、精確的MPPT算法，集多重保護功能，超高開關(guān)頻率技術(shù)。主要技術(shù)和功能特點其主要技術(shù)和功能特點如下：1）支持逆變器裝調(diào)實訓(xùn)，包括電氣接線等；2）支持通訊裝調(diào)實訓(xùn)，包括RS485接線、通訊參數(shù)設(shè)置和通訊調(diào)試；3）支持逆變器啟動和關(guān)閉實訓(xùn)；4）支持逆變器故障排除實訓(xùn)，包括LCD顯示無功率、逆變器無法啟動、電網(wǎng)過壓、電網(wǎng)欠壓、極性反接等故障排除實訓(xùn)；5）支持逆變器運行數(shù)據(jù)RS485遠程上傳。型號GCI-Mini(700)-4G直流輸入?yún)?shù)最大允許輸入功率（W）900最大輸入電壓（V）600最大輸入電流（V）11MPPT電壓跟蹤范圍（V）50-500MPPT路數(shù)1每路MPPT最大輸入組串數(shù)1交流輸出參數(shù)額定輸出功率（W)700最大輸出功率(W）800額定電網(wǎng)電壓(V)1/N/PE,220逆變器操作界面故障指示燈：按鍵：LCD顯示屏：任務(wù)目的：掌握并網(wǎng)逆變器的安裝；掌握并網(wǎng)逆變器的接線方法；掌握并網(wǎng)逆變器的工作原理；掌握并網(wǎng)逆變器的參數(shù)設(shè)置；任務(wù)內(nèi)容：完成并網(wǎng)逆變器輸入、輸出和通訊側(cè)接線；完成并網(wǎng)逆變器參數(shù)設(shè)置。任務(wù)簡介需求工具安裝工具：安裝耗材：序號工具使用目的1剝線鉗剝4mm2以下光伏電纜2壓線鉗壓4mm2以下接線端子3鉗形表測量電壓4十字螺絲刀緊固各種螺絲序號輔材使用目的1交流端子交流出線連接21.5mm2絕緣保護套接線端子通訊電纜線3光伏專用連接器直流進線連接42.5mm絕緣保護套接線端子接地線使用5逆變器的連接與測試步驟步驟①：注意事項；逆變器的電氣連接必須遵循以下步驟；1）關(guān)閉電網(wǎng)市電斷路器；2）關(guān)閉逆變器直流側(cè)輸入開關(guān)；3）請勿將光伏組串的正極或負極接地，否則會對逆變器造成嚴重損傷；4）連接之前，需確保光伏輸入電壓的極性與逆變器外的“DC+”和“DC-”的標識相對應(yīng)。5）連接逆變器之前，需確保最大PV直流輸入電壓在逆變器的承受范圍之內(nèi)。逆變器的連接與測試步驟步驟②：直流輸入側(cè)連接；1）將4mm2直流電纜，壓接MC4插頭；2）將直流連接器連接到逆變器，輕微的咔噠生證明連接妥當；逆變器的連接與測試步驟步驟③：交流輸出側(cè)連接；1）拆開交流連接器，將2.5mm2的戶外交流電纜線用剝線鉗撥出9mm；2）將黃綠線固定到接地端，將紅線（或褐色線）固定到火線端（L端），將藍線（或黑線）固定到零線端（N端），緊固連接器上的螺絲，輕拽線纜一確保連接穩(wěn)固；3）將螺帽和端子連接在一起；4）將交流電網(wǎng)終端連接到逆變器上，將端子頭向右旋轉(zhuǎn)，聽到輕微的咔噠聲表示連接妥當逆變器的連接與測試步驟步驟④：外部接地線連接；將2.5mm2黃綠線撥出7mm，使用壓線鉗將規(guī)格為M4的OT端子與黃綠線壓接牢固，并使用M4螺絲固定在逆變器右側(cè)接地孔位上；同樣方式，將黃綠線的另一端與工位接地點固定逆變器的連接與測試步驟步驟⑤：通訊線連接；將RS485通訊線的紅色和黑色線分別接入逆變器對應(yīng)的RS485通訊端子3和4端口，另一端接入通訊模塊的逆變器端口。步驟⑥：上電前檢查；檢查逆變器進、出、通訊及接地線連接是否正確、牢固且無虛接。步驟⑦：上電調(diào)試；1）將匯流箱的直流保險絲全部合上，然后合上匯流箱直流輸出斷路器；2）閉合交流斷路器，將交流電送至逆變器的交流輸出側(cè)；3）將逆變器上的直流開關(guān)置于ON狀態(tài)，如果逆變器的檢查到直流電壓，POWER將被點亮；4）逆變器進行系統(tǒng)檢測，期間ALARM指示燈會被點亮，持續(xù)時間300秒左右，當聽到逆變器內(nèi)部繼電器吸合的聲音后，ALARM指示燈會熄滅，OPERATION指示燈會被點亮顯示為綠色，此時逆變器正常啟動運行。5）使用萬用表測量逆變器運行參數(shù)，將調(diào)試結(jié)果填寫至《并網(wǎng)逆變器檢查與調(diào)試記錄表》。逆變器檢查與調(diào)試記錄表序號步驟檢查與調(diào)試內(nèi)容自檢結(jié)果1上電前檢查直流側(cè)接線檢查接線正確，接線工藝符合要求且牢固可靠無虛接是否滿足要求□是□否交流側(cè)接線檢查接線正確，接線工藝符合要求且牢固可靠無虛接是否滿足要求□是□否通訊線接線檢查接線正確，接線工藝符合要求且牢固可靠無虛接是否滿足要求□是□否接地線接線檢查接線正確，接線工藝符合要求且牢固可靠無虛接是否滿足要求□是□否2上電調(diào)試上電前測量直流側(cè)輸入電壓測量是否滿足要求□是□否電壓（V）交流側(cè)輸入電壓測量電壓（V）頻率（Hz）逆變器運行記錄直流電壓（V）直流電流（A）交流電壓（V）交流電流（A）輸出功率（W）電網(wǎng)頻率（Hz）防孤島檢測防孤島功能是否正常是否滿足要求□是□否04并網(wǎng)箱連接與測試系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)以戶用光伏電站為例，主要包括太陽能電池方陣、直流匯流箱、并網(wǎng)逆變器、并網(wǎng)配電箱等。并網(wǎng)配電箱工作原理并網(wǎng)配電箱作為家庭屋頂光伏電站關(guān)鍵設(shè)備之一，具有安全保護、電能計量、通訊等功能，其主要由箱體、刀閘、電表、并網(wǎng)專用開關(guān)、斷路器、防雷器等部件組成，是光伏電源接入公共電網(wǎng)的必要設(shè)備。并網(wǎng)配電箱裝調(diào)與檢測模塊并網(wǎng)箱裝調(diào)與檢測模塊如右圖所示，采用可拆卸式模塊化、IP54設(shè)計，符合GB/T33342-2016《戶用分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)接口技術(shù)規(guī)范》等標準要求，內(nèi)置光伏并網(wǎng)專用開關(guān)、隔離刀閘、漏電流保護器、防雷器、智能電表等標準模塊。主要技術(shù)和功能特點其主要技術(shù)和功能特點如下：1）支持并網(wǎng)箱裝調(diào)實訓(xùn)，包括元器件安裝、接線和調(diào)試；2）支持并網(wǎng)故障排除實訓(xùn)，包括電網(wǎng)失壓、欠壓、防雷模塊失效等；3）支持電表通訊裝調(diào)實訓(xùn)，包括RS485接線、通訊參數(shù)設(shè)置和通訊調(diào)試；4）支持電表數(shù)據(jù)RS485遠程上傳。任務(wù)目的：掌握并網(wǎng)配電箱的工作原理及基本構(gòu)成；掌握并網(wǎng)配電箱接線；掌握倒閘操作的順序；任務(wù)內(nèi)容：完成并網(wǎng)配電箱的交流電纜接線；完成并網(wǎng)配電箱的通訊接線；完成并網(wǎng)配電箱上電前檢查與調(diào)試。任務(wù)簡介需求工具安裝工具：安裝耗材：序號工具使用目的1剝線鉗剝4mm2以下光伏電纜2壓線鉗壓4mm2以下接線端子3鉗形表測量電壓4十字螺絲刀緊固各種螺絲序號輔材使用目的11.5mm2絕緣保護套接線端子通訊電纜線22.5mm絕緣保護套接線端子接地線使用345并網(wǎng)配電箱的連接與測試步驟步驟①：交流進線側(cè)連接；1）確保電網(wǎng)市電斷路器處于斷開狀態(tài)；2）擰松漏電保護開關(guān)下端的防水端子保護蓋子，將BV2.5mm2電纜穿入防水端子；3）用剝線鉗剝開電纜的防護層、絕緣層，至導(dǎo)線的銅芯部分露出約12mm；4）使用帶絕緣保護套接線端子，用專用的壓線鉗壓接牢固。5）用十字螺絲刀松開漏電保護開關(guān)的螺絲，將壓接完成的線纜的銅芯部分插入開關(guān)下端接線孔內(nèi)，并緊固螺絲，旋緊進線電纜防水接頭保護蓋。并網(wǎng)配電箱的連接與測試步驟步驟②：交流出線側(cè)連接；1）用剝線鉗剝開BV2.5mm2電纜的防護層、絕緣層，至導(dǎo)線的銅芯部分露出約12mm，套入標有市電側(cè)N或L的號碼管；2）使用帶絕緣保護套接線端子，用專用的壓線鉗壓接牢固；3）取掉刀閘的外罩，用十字螺絲刀松開刀閘的螺絲，將壓