【方案】學校建筑屋頂分布式光伏發(fā)電項目電力系統(tǒng)設計方案

本系統(tǒng)共用5臺500kW逆變器。根據國家電網公司2009年7月《光伏電站接入電網技術規(guī)定》(試行),小型光伏電站接入電壓等級為0.4kV;中型光伏電站接入電壓等級為10-35kV;大型光伏電站接入電壓等級為66kV及以上電網。根據國家電網公司《光伏電站接入電網技術規(guī)定》,本項目采用0.4kV并網點，不同電壓等級接入電網。滿足本工程接在光伏并網發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)直流側的最高工作電壓主直流開關、并網逆變器的資料，電站現場設備的絕緣水平應與正常使用條件基本相當。在計算組件串聯數量時，必須根據組件的工作電壓和逆變器直流輸入電壓范圍，同時需要考慮組件的開路電壓溫度范圍450V-820V。多晶240Wp組件開路電壓為37.5V,峰值工作電壓30V。設串聯組件數為S,最多為Smax,S=600/30=20(塊)。每支路的太陽電池組件功率為20×240Wp=4800Wp。S<Smax,每支路串聯20塊組件滿足系統(tǒng)耐用及最大功率跟蹤的要求。SG250K3,SG500K3同樣可以選擇20組件串聯排列方陣。②組件串聯的最大功率點電壓=20×30V=600V<880V。故設計符合要求。孤島效應是指光伏系統(tǒng)并網逆變器在并入的電網失壓時或電網斷電時，逆變器仍然保持對失壓電網中的某一部分線路繼續(xù)供電的狀態(tài)，這樣電力孤島效應區(qū)域會發(fā)生電壓和頻率不穩(wěn)定現象，有可能對外部設備造成損壞或發(fā)生觸電安全根據《光伏系統(tǒng)并網技術要求》GB/T19939-2005對于防孤島效應的規(guī)定：當光伏系統(tǒng)并入的電網失壓時，必須在規(guī)定的時間內(2s內)將該光伏系統(tǒng)與電網斷開，防止出為此，在該發(fā)電項目孤島效應設計時，接入交流接觸器對孤島效應進行防護，即當電網電壓斷電時并入電網的接觸器線圈失電，連接在并網回路的接觸器常開觸點斷開，使并網回路斷開逆變器停止工作，起到整體對于孤島效應的防護太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、直流匯流箱、并網逆變器、計量裝置、上網配電系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)組成。太陽能通過光伏組件轉化為直流電力，通過直流匯流箱匯集至并網型逆變器，將直流電能轉化為與電網同頻率、同相位的正弦波電流。直流逆變?yōu)?80V交流后并入廠內電網。1.3系統(tǒng)設備選型設計對于該并網發(fā)電系統(tǒng)電池組件選型遵循以下原則：●在兼顧易于搬運條件下，選擇大尺寸，高效的電池組件；●組件各部分應能抗強紫外線(符合GB/T18950-2003橡膠和塑料管靜態(tài)紫外線心能測定);線纜等應抗扭折和摩擦；目前，世界光伏市場上，主要產品為多晶硅及單晶硅太陽電池組件。英利公司具備生產多晶硅及單晶硅電池組件的技術能力，之所以選擇多晶硅技術的太陽電池組件。因為較之單晶技術，具有下述優(yōu)勢：①低成本、工業(yè)規(guī)模化生產多晶硅技術為采用鑄錠、切片技術進行工業(yè)化生產，隨著切片技術的進步，硅片已經達到180uM厚度，故相較于單晶及其他太陽能電池產品，多晶硅電池更適于大規(guī)模生產，通過大規(guī)模的工業(yè)化生產，實現成本降低，從而有利于太陽能光伏發(fā)電的推廣應用。②高效率本項目選用多晶硅組件的轉換效率>14%--達每平方米138瓦，代表了目前世界上商業(yè)化多晶硅組件產品的最高水平。雖然目前商業(yè)化生產的單晶硅電池的轉換效率要比多晶硅高約1%,但考慮相同效率的多晶硅電池與單晶硅電池封裝成組件時，由于單晶硅組件的有效發(fā)電面積少于多晶硅組件 (受單晶棒直徑限制，為了充分利用原材料，切割的單晶硅片的四個邊角為小圓形一否則將會更加提高單晶硅片的成本，從而減少了組件的有效采光面積),所以，在相同效率的上述兩種電池封裝成組件之后，多晶產品的組件效率要高于單晶產品，因此，即使單晶電池效率比多晶電池要高，但在封裝成組件之后，組件效率差距要小于1%。低衰減、長壽命。多晶電池組件擁有與單晶電池組件相同的壽命-長達25年，且衰減很小，20年衰減不高于20%,10年衰減不高于10%。在遵循以上組件選型原則的前提下，本項目太陽能電池組件選用235瓦高效多晶硅產品。該組件具有高轉換效率、高質量，25年的使用壽命，組件安裝方便、快捷，被廣泛《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》《光伏系統(tǒng)并網技術要求》《光伏電站接入電網技術規(guī)定》《光伏(PV)系統(tǒng)電網接口特性》《400V以下并網光伏專用逆變器技術條件和試驗方法》根據以上規(guī)范要求，本項目選擇規(guī)格為SG500K3三相并網逆變器。之所以選擇此產品，有如下考慮：①技術先進，研發(fā)力量雄厚選取一家專注于太陽能、風能等可再生能源電源產品研發(fā)、生產和銷售的高新技術企業(yè)。主要產品有光伏逆變器和控制器、風機變流器、回饋式節(jié)能負載、電力系統(tǒng)電源等，并提供系統(tǒng)解決方案的設計及技術服務，是我國最大的光伏電源產品的研發(fā)生產企業(yè)，也是我國光伏和風力發(fā)電行業(yè)為數極少的掌握多項核心技術并擁有完全自主知識產權的企業(yè)之一。并網逆變器具有如下功能特點。●電能質量保障。●電壓偏差保護?！襁^/欠電壓保護?！襁^/欠頻率保護?！穹拦聧u效應。根據《光伏系統(tǒng)并網技術要求》GB/T19939-2005對于防孤島效應的規(guī)定：當光伏系統(tǒng)并入的電網失壓時，必須在規(guī)定的時間內(2S內)將該光伏系統(tǒng)與電網斷開，防止出現電氣連接應有牢固的機械強度使熱循環(huán)引起的松動減小到最小并提供足夠的電源線扣。在光伏組件和逆變器器間采用防水、機械良好和表皮防紫外線的光伏系統(tǒng)專用電纜連接。導線連續(xù)通過的最大電流額定值不小于總陣列短路電流的125%,并且不小于導線過電流保護器件的額定值。逆變器直流側采用耐候性好的光伏發(fā)電系統(tǒng)專用銅芯軟電纜(導線),電纜(導線)能夠在-50℃~+100℃的環(huán)境溫度下正常工作，導線耐壓不小于1000V,太陽電池組件的串并聯所使用的電纜線應滿足抗紫外線、抗老化、抗高溫、防腐蝕和阻燃等性能要求，電纜(導線)經過紫外線長期照射后不會發(fā)生硬化、絕緣降低，滿足不少于20年室外使用的要求。逆變器的交流側使用阻燃銅芯交聯聚乙烯絕緣聚氯直流電源導線應根據允許壓降選擇適當的截面，其計算公式S:導線的截面積(mm2)I:導線通過的最大電流AL:導線長度mr:導電系數鋁的為T=34銅T=57△U:允許電壓降交流電源導線應根據最大負荷和電力電纜的安全載流量(即導線最大容許持續(xù)負荷)選擇截面。選擇導線截面，應符合下列要求：●線路電壓損失應滿足用電設備正常工作及起動時端電●按敷設方式確定的導體載流量，不應小于計算電流；●導體應滿足動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求；沿不同冷卻條件的路徑敷設絕緣導線和電纜時，當冷卻條件最壞段的長度超過5m,應按該段條件選擇絕緣導線和電纜的截面，或只對該段采用大截面的絕緣導線和電纜。導體的允許載流量，應根據敷設處的環(huán)境溫度進行校正，溫度校正系數可按下式計算：t1:導體最高允許工作溫度(℃):t0: