太陽能轉化、利用與存儲技術 課件匯 黃建華 第5-9章 控制、逆變及匯流配電系統(tǒng)- 光伏發(fā)電系統(tǒng)設計

第五章控制、逆變及匯流配電系統(tǒng)CONTENTS目錄光伏控制器PART

01逆變系統(tǒng)PART

02匯流箱及配電柜PART

03光伏控制器Part.01光伏控制器01光伏控制器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一。光伏控制器是用光伏發(fā)電系統(tǒng)中，控制多路光伏電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給逆變器負載供電的自動控制設備。01光伏控制器工作原理光伏控制器光伏控制器主要是通過MCU主控制器來對整個充放電進行控制。它可以實時監(jiān)測光伏組件電壓、蓄電池電壓、工作環(huán)境溫度，并能發(fā)出MOSFET功率開關管PWM驅動信號，對開關管的通斷實施控制。小功率控制器中功率控制器大功率控制器01光伏控制器功能光伏控制器（1）防止蓄電池過充電和過放電，延長蓄電池壽命；（2）防止光伏組件或電池方陣、蓄電池極性接反；（3）防止負載、控制器、逆變器和其他設備內部短路；（4）具有防雷擊功能；（5）具有溫度補償功能；（6）顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)，包括：蓄電池（組）電壓、負載狀態(tài)、電池方陣工作狀態(tài)、輔助電源狀態(tài)、環(huán)境溫度狀態(tài)、故障報警等。01光伏控制器按照功率大小分類光伏控制器（1）小功率光伏控制器，（2）中功率光伏控制器，（3）大功率光伏控制器小功率控制器中功率控制器大功率控制器01光伏控制器按照電路方式分類光伏控制器（1）并聯型光伏控制器（2）串聯型光伏控制器（3）脈寬調制型光伏控制器（4）多路型光伏控制器（5）智能型光伏控制器（6）最大功率點跟蹤型光伏控制器光伏控制器基本電路串聯型光伏控制器的電路原理并聯型光伏控制器的電路原理01光伏控制器按照電路方式分類光伏控制器（1）并聯型光伏控制器（2）串聯型光伏控制器（3）脈寬調制型光伏控制器（4）多路型光伏控制器（5）智能型光伏控制器（6）最大功率點跟蹤型光伏控制器光伏控制器基本電路脈寬調制(PWM)型光伏控制器電路原理01光伏控制器按照電路方式分類光伏控制器（1）并聯型光伏控制器（2）串聯型光伏控制器（3）脈寬調制型光伏控制器（4）多路型光伏控制器（5）智能型光伏控制器（6）最大功率點跟蹤型光伏控制器光伏控制器基本電路多路型光伏控制器電路原理01光伏控制器按照電路方式分類光伏控制器（1）并聯型光伏控制器（2）串聯型光伏控制器（3）脈寬調制型光伏控制器（4）多路型光伏控制器（5）智能型光伏控制器（6）最大功率點跟蹤型光伏控制器光伏控制器基本電路智能型光伏控制器電路原理01光伏控制器按照電路方式分類光伏控制器（1）并聯型光伏控制器（2）串聯型光伏控制器（3）脈寬調制型光伏控制器（4）多路型光伏控制器（5）智能型光伏控制器（6）最大功率點跟蹤型光伏控制器光伏控制器基本電路光伏陣列輸出功率特性曲線（1）系統(tǒng)工作電壓：即額定工作電壓，是指光伏發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池或蓄電池組的工作電壓。這個電壓要根據直流負載的工作電壓或交流逆變器的配置選型確定，一般為12V、24V，中、大功率控制器也有48V、110V、200V等。（2）額定輸入電流：取決于光伏組件或方陣的輸出電流。（3）最大充電電流：光伏組件或方陣輸出的最大電流。（4）光伏控制器的額定負載電流：控制器輸出到直流負載或逆變器直流輸入電流，該數據要滿足負載或逆變器的輸入要求。（5）光伏方陣輸入路數：控制器的輸入路數要多于或等于光伏電池方陣設計的輸入路數，各路電池方陣的輸出電流應小于或等于控制器每路允許輸入的最大電流值。01光伏控制器的技術參數光伏控制器（6）電路自身損耗：也叫空載損耗（靜態(tài)電流）或最大自消耗電流，電路自身損耗要盡可能低。最大自身損耗不得超過其額定充電電流的l%或0.4W，自身損耗一般為5～20mA。（7）蓄電池過充電保護電壓(HVD)：也稱充滿斷開或過壓關斷電壓，根據需要及蓄電池類型的不同，設定在14.1～14.5V(12V系統(tǒng))、28.2～29V(24V系統(tǒng))和56.4～58V(48V系統(tǒng))，典型值分別為14.4V、28.8V相57.6V。充電保護的關斷恢復電壓(HVR)一般設定為13.1～13.4V（12V系統(tǒng)）、26.2～26.8V(24V系統(tǒng))和52.4～53.6V（48V系統(tǒng)）之間，典型值分別為13.2V、26.4V和52.8V。（8）蓄電池的過放電保護電壓(LVD)：也稱欠壓斷開或欠壓關斷電壓，根據需要及蓄電池類型不同，設定在10.8～11.4V(12V系統(tǒng))、21.6～22.8V(24V系統(tǒng))和43.2～45.6V(48V系統(tǒng))之間，典型值分別為11.lV、22.2V和44.4V。過放電保護的關斷恢復電壓(LVR)一般設定為12.1～12.6V(12V系統(tǒng))、24.2～25.2V(24V系統(tǒng))和48.4～50.4V（48V系統(tǒng)）之間，典型值分別為12.4V、24.8V和49.6V。01光伏控制器的技術參數光伏控制器（9）蓄電池充電浮充電壓：一般為13.7V(12V系統(tǒng))、27.4V(24V系統(tǒng))和54.8V(48V系統(tǒng))。（10）溫度補償：以適應不同的環(huán)境工作溫度，為蓄電池設置更為合理的充電電壓。控制器的溫度補償系數應滿足蓄電池的技術要求，其溫度補償值一般為-20～-40mV/℃。（11）工作環(huán)境溫度：控制器使用或工作環(huán)境溫度范圍隨廠家不同，一般在-20～+50℃之間。01光伏控制器的技術參數光伏控制器（12）其他保護功能①控制器輸入、輸出短路保護功能。輸入、輸出電路都要具有短路保護電路，提供保護功能。②防反充保護功能。要具有防止蓄電池向光伏電池反向充電的保護功能。③極性反接保護功能。光伏組件或蓄電池接入控制器，當極性接反時，控制器要具有保護電路的功能。④防雷擊保護功能?？刂破鬏斎攵藨哂蟹览讚舻谋Ｗo功能，避雷器的類型和額定值應能確保吸收預期的沖擊能量。⑤耐沖擊電壓和沖擊電流保護。在控制器光伏陣列輸入端施加1.25倍的標稱電壓持續(xù)1h，控制器不應該損壞。將控制器充電回路電流達到標稱電流的1.25倍并持續(xù)1h，控制器也不應損壞。01光伏控制器的技術參數光伏控制器01光伏控制器技術性能參數光伏控制器某小型控制器技術性能參數如右表所示：01光伏控制器技術性能參數光伏控制器某中型控制器技術性能參數某大型控制器技術性能參數逆變系統(tǒng)Part.02逆變系統(tǒng)02把交流電變換成直流電的過程稱為整流,把完成整流功能的電路稱為整流電路,把實現整流過程的裝置稱為整流設備或整流器。與之相對應,把直流電變換成交流電的過程稱為逆變,把完成逆變功能的電路稱為逆變電路,把實現逆變過程的裝置稱為逆變設備或逆變器。有關逆變器分類的方法很多,可以按宏觀、輸出交流電能的頻率、輸出相數、逆變器主電路的形、控制方式、開關電路工作方式、輸出波形和隔離方式等進行分類。(1)按宏觀可分為普通型、逆變/控制一體機、郵電通信專用、航天及軍隊專用。(2)按逆變器輸出交流電能的頻率可分為工頻、中頻及高頻逆變器。工頻的頻率為50~60Hz,中頻的頻率一般為400Hz到十幾千赫,高頻的頻率一般為十幾千赫到幾兆赫。(3)按逆變器輸出相數可分為單相、三相及多相逆變器。02逆變器的分類逆變系統(tǒng)02逆變器的分類逆變系統(tǒng)(4)按逆變器主電路的形式可分為單端式、推挽式、半橋式及全橋式逆變器。(5)按逆變器控制方式可分為調頻式(PFM)及調脈寬式(PWM)逆變器。(6)按逆變器開關電路工作方式可分為諧振式、定頻硬開關式及定頻軟開關式逆變器。(7)按逆變器輸出波形可分為方波、階梯波、正弦波逆變器。(8)按隔離方式可分為離網逆變器和并網逆變器。三相正弦波逆變電路單相正弦波全橋逆變電路02逆變器的分類逆變系統(tǒng)(8)按隔離方式可分為離網逆變器和并網逆變器。并網逆變器離網逆變器02逆變器的分類逆變系統(tǒng)①離網逆變器。離網逆變器應用在離網光伏發(fā)電系統(tǒng)當中,主要應用在偏遠地區(qū)、交通信號燈等。3kW正弦波離網工頻逆變器02逆變器的分類逆變系統(tǒng)②并網逆變器。并網光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電網相連并向電網輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏并網逆變器02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)逆變器的工作原理是通過逆變電路中的功率半導體開關器件的導通和關斷作用,把直流電變換成交流電。單相逆變器的基本電路有推挽式、半橋式和全橋式三種,雖然電路結構不同,但工作原理類似。電路中都使用具有開關特性的半導體功率器件,由控制電路周期性地對功率器件發(fā)出開關脈沖控制信號,控制各個功率器件輪流導通和關斷,再經過變壓器耦合升壓或降壓后,整形濾波輸出符合要求的交流電。02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)1.單相推挽逆變器電路電路工作原理如圖所示,該電路由兩只共負極功率開關和一個帶有中心抽頭的升壓變壓器組成。若輸出端接阻性負載時,當t1≤t≤t2時,VT1功率管加上柵極驅動信號ug1,VT1導通,VT2截止,變壓器輸出端輸出正電壓;當t3≤t≤t4時,VT2功率管加上柵極驅動信號

ug2時,VT2導通,VT1截止,變壓器輸出端輸出負電壓。因此變壓輸出電壓Uo為方波。02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)2.單相半橋式逆變器電路電路工作原理如圖,該電路由兩只功率開關管、兩只儲能電容器等組成。當功率開關管VT1導通時,電容C1能量釋放到負載R和L上;當VT2導通時,電容C2能量通過變壓器釋放到負載R和L上;VT1、VT2輪流導通,在負載兩端獲得了交流電源。逆變器電路輸入/輸出電壓如圖。02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)3.全橋式逆變器電路電路工作原理圖如圖。電路由兩個半橋電路組成,開關功率管VT1和VT2互補,VT3和VT4互補,當VT1與VT3同時導通時,負載電壓U0=Ud;當VT2與VT4同時導通時,負載電壓U0=-Ud;VT1、VT3和VT2、VT4輪流導通,負載兩端得到交流電能,。若負載具有一定電感,即負載電流落后于電壓,在VT1、VT3功率管加上驅動信號,由于電流的滯后,此時VT1、VT3仍處于導通續(xù)流階段,當經過電角度

φ時,電流仍過零,電源向負載輸送有功功率,同樣當VT2、VT4加上柵極驅動信號時,VT2、VT4仍處于續(xù)流狀態(tài),此時能量從負載饋送回直流側,經過電角度φ后,VT2、VT4才真正流過電流。VT1、VT3和VT2、VT4分別工作半個周期,波形圖如圖。02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)4.逆變結構上述幾種電路都是逆變器的最基本電路,在實際應用中,除了小功率光伏逆變器主電路采用這種單級的(DC-AC)轉換電路外,中、大功率逆變器主電路都采用兩級(DC-DC-AC)

或三級(DC-AC-DC-AC)的電路結構形式。02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)逆變器將直流電轉換成交流電的轉換過程。半導體功率開關器件在控制電路的作用下以(1/100)s的速度開關,將直流切斷,并將其中一半的波形反向而得到矩形的交流波形,然后通過電路使矩形的交流波形平滑,得到正弦交流波形。02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)5.不同波形單相逆變器優(yōu)缺點逆變器按照輸出電壓波形的不同,可分為方波逆變器、階梯波逆變器和正弦波逆變器,其輸出波形如圖所示。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,方波和階梯波逆變器一般都用在小功率場合。02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)5.不同波形單相逆變器優(yōu)缺點(1)方波逆變器。方波逆變器輸出的波形是方波,又稱矩形波。盡管方波逆變器所使用的電路不盡相同,但共同的優(yōu)點是線路簡單(使用的功率開關管數量最少)、價格便宜、維修方便,其設計功率一般在數百瓦到幾千瓦之間。缺點是調壓范圍窄、噪聲較大。方波電壓中含有大量高次諧波,帶感性負載,如電動機等用電器中將產生附加損耗,因此效率低,電磁干擾大。方波逆變器不能應用于并網發(fā)電的場合。02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)5.不同波形單相逆變器優(yōu)缺點(2)階梯波逆變器。階梯波逆變器又稱修正波逆變器。階梯波波形比方波波形有明顯改善,波形類似于正弦波,波形中的高次諧波含量少,故可以帶包括感性負載在內的各種負載。用無變壓器輸出時,整機效率高。缺點是線路較為復雜。為把方波修正成階梯波,需要多個不同的復雜電路,產生多種波形疊加修正而成。這些電路使用的功率開關管也較多,電磁干擾嚴重。階梯波逆變器不能應用于并網發(fā)電的場合。02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)5.不同波形單相逆變器優(yōu)缺點(3)正弦波逆變器。正弦波逆變器輸出的波形與交流市電的波形相同。這種逆變器的優(yōu)點是輸出波形好、失真度低、干擾小、噪聲低、保護功能齊全、整機性能好、技術含量高。缺點是線路復雜、維修困難、價格較高。02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)6.三相電壓型逆變器電路三個單相逆變器電路可組合成一個三相逆變器電路。應用最廣的是三相橋式逆變器電路,可看成由三個半橋逆變電路組成。

每橋臂導電180°,同一相上下兩橋臂交替導電,各相開始導電的角度差120°,任一瞬間有三個橋臂同時導通,每次換流都是在同一相上下兩橋臂之間進行,又稱縱向換流。三相電壓型橋式逆變電路如圖所示。02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)

02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)

02逆變器工作原理及相關介紹逆變系統(tǒng)7.逆變器命名方式正弦波系列逆變器型號命名由五部分組成:正弦波系列逆變器代號、輸入直流額定電壓、輸出容量額定值、區(qū)分代號、安裝使用方式。第一部分用字母SN表示正弦波系列逆變器;第二部分用數字表示輸入直流額定電壓(單位為V);第三部分用數字表示輸出容量額定值(單位為V·A);第四部分用數字或字母表示區(qū)分代號。字母含義省略表示單相輸出C表示單相輸出帶市電旁路3表示三相輸出3C表示三相輸出帶市電旁路S表示單相輸出，光伏、風力發(fā)電專用3S表示三相輸出，光伏、風力發(fā)電專用CS表示單相輸出帶市電旁路，光伏、風力發(fā)電專用例如:型號為SN22010K3CSD1的逆變器表示為220V輸出,容量10kW,三相光伏專用正弦波逆變器。02逆變器的技術參數逆變系統(tǒng)1.輸出電壓的穩(wěn)定度2.輸出電壓的波形失真度3.額定輸出頻率4.負載功率因數5.逆變器效率6.額定輸出電流(或額定輸出容量)7.起動特性8.噪聲02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場中較為常見的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。1.集中式逆變器集中式逆變器是市面上較為常見的一種光伏逆變器種類,其工作原理是將多個光伏組件工作產生的直流電流進行匯流和最大功率峰值跟蹤(MPPT),而后集中逆變進行直交流電轉換與升壓,從而實現并網發(fā)電。集中式逆變器一般采用單路MPPT,單個MPPT配有2~16組光伏組串,每路MPPT功率可達到125~1000kW,單體容量通常在500kW以上。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場中較為常見的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。1.集中式逆變器集中式逆變器的優(yōu)點:(1)逆變器數量少,便于管理。(2)逆變器元器件數量少,可靠性高。(3)諧波含量少,直流分量少,電能質量高。(4)逆變器集成度高,功率密度大,成本低。(5)逆變器各種保護功能齊全,電站安全性高。(6)有功率因數調節(jié)功能和低電壓穿越功能,電網調節(jié)性好。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場中較為常見的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。1.集中式逆變器集中式逆變器的缺點:(1)直流匯流箱故障率較高,影響整個系統(tǒng)。(2)集中式逆變器MPPT電壓范圍窄,一般為450~820V,組件配置不靈活。在陰雨天,霧氣多的地區(qū)發(fā)電時間短。(3)逆變器自身耗電以及機房通風散熱噪聲大,系統(tǒng)維護相對復雜。(4)使用集中式逆變器,光伏組件方陣經過兩次匯流到達逆變器,逆變器最大功率跟蹤功能不能監(jiān)控到每一路組件的運行情況,因此不可能使每一路組件都處于最佳工作點,當有一塊組件發(fā)生故障或者被陰影遮擋,會影響整個系統(tǒng)的發(fā)電效率。(5)集中式逆變器無冗余能力,如發(fā)生故障停機,整個系統(tǒng)將停止發(fā)電。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場中較為常見的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。2.組串式逆變器組串式逆變器是將光伏組件產生的直流電直接轉變?yōu)榻涣麟妳R總后升壓、并網,因此逆變器的功率都相對較小,光伏電站中一般采用100kW以下的組串式逆變器,外形如圖所示。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場中較為常見的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。2.組串式逆變器組串式逆變器的優(yōu)點:(1)組串式逆變器采用模塊化設計,每兩路組串對應一路MPPT,直流端具有最大功率跟蹤功能,交流端并聯并網,其優(yōu)點是不受光伏組件間模塊差異和陰影遮擋的影響,同時減少光伏組件最佳工作點與逆變器不匹配的情況,最大程度增加了發(fā)電量。(2)組串式逆變器MPPT電壓范圍寬,一般為200~1000V,最大目前達到600~1500V,組件配置更為靈活。在陰雨天、霧氣多的地區(qū),發(fā)電時間長。(3)組串式逆變器體積小、質量小、搬運和安裝都非常方便,不需要專業(yè)工具和設備,也不需要專門的配電室;在各種應用中都能夠簡化施工、減少占地;直流線路連接也不需要直流匯流箱和直流配電柜等。(4)組串式逆變器自耗電低、故障率低、更方便維護。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場中較為常見的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。2.組串式逆變器組串式逆變器的缺點:(1)多個逆變器并聯時,總諧波高,單臺逆變器THDI可以控制到2%以上,但如果超過40臺逆變器并聯時,總諧波會疊加,而且較難抑制,容易產生諧振。(2)電子元器件較多,功率器件和信號電路在同一塊板上,設計和制造的難度大,可靠性稍差。功率器件電氣間隙小,不適合高海拔地區(qū)。戶外型安裝,風吹日曬很容易導致外殼和散熱片老化。(3)大型地面電站,采用組串式逆變器數量較多,總故障率會升高,系統(tǒng)監(jiān)控難度大。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場中較為常見的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。3.微型逆變器微型逆變器一般指的是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的功率小于或等于1000W、對每塊組件進行獨立的MPPT控制的逆變器,全稱是微型光伏逆變器,如圖所示。“微型”是相對于傳統(tǒng)的集中式逆變器而言的。傳統(tǒng)的光伏逆變方式是將所有的光伏電池在陽光照射下生成的直流電全部串并聯在一起,再通過一個逆變器將直流電逆變成交流電接入電網;微型逆變器則對每塊組件進行逆變。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場中較為常見的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。3.微型逆變器微型逆變器主要特點如下。（1）安全傳統(tǒng)的集中式逆變器或組串式逆變器通常具有幾百伏至上千伏的直流電壓,容易起火,且起火后不易撲滅。微型逆變器僅幾十伏的直流電壓,全部并聯,最大程度降低了安全隱患。（2）智能組件級的監(jiān)控,可在ECU中看到每塊組件的工作狀態(tài)。（3）多發(fā)電組件級的MPPT,無木桶效應,降低了遮擋對發(fā)電量的影響;弱光效應好,因為啟動電壓低,僅20V,在光照弱的時候也能工作。（4）壽命長通常微型逆變器設計壽命為

25年,傳統(tǒng)逆變器為10年。（5）方便、美觀不需要專門建設配電房,微型逆變器可以直接安裝在組件后面或者支架上,因為是并聯結構,后期增加規(guī)?？芍苯影惭b,無須更改之前的配置。匯流箱及配電柜Part.03匯流箱及配電柜03直流匯流箱直流匯流箱又稱直流接線箱,直流匯流箱主要應用在中、大型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,用于把光伏方陣的多路輸出電纜集中輸入、分組連接,不僅使連線井然有序,而且便于分組檢查、維護,當光伏陣列局部發(fā)生故障時,可以局部分離檢修,不影響整體發(fā)電系統(tǒng)的連續(xù)工作。匯流箱及配電柜03直流匯流箱單路輸入直流匯流箱內部電路圖多路輸入直流匯流箱內部電路圖匯流箱及配電柜03直流匯流箱直流匯流箱的技術參數需求如下:(1)直流匯流箱須滿足室外安裝的使用要求,絕緣防護等級要達到IP65。第1個標記數字是指接觸保護和外來物保護等級;第2個標記數字是指防水保護等級。IP防護類別是用兩個數字標記的：例如一個防護類別IP44標記字母第1個標記數字第2個標記數字匯流箱及配電柜03直流匯流箱直流匯流箱的技術參數需求如下:(1)直流匯流箱須滿足室外安裝的使用要求,絕緣防護等級要達到IP65。第1個標記數字是指接觸保護和外來物保護等級;第2個標記數字是指防水保護等級。(2)同時可接入6路以上的光伏陣列。(3)每路電流最大可達20A,接入最大光伏陣列的開路電壓值可達直流電壓1500V,熔斷器的耐壓值不小于直流電壓1500V。匯流箱及配電柜03直流配電柜直流配電柜主要是將匯流箱輸出的直流電纜接入后進行匯流,各路直流輸入通過直流配電柜的正極母排和負極母排集中匯流,然后通過直流專用斷路器輸出到直流輸出端,再接至并網逆變器。該配電柜含有直流輸入斷路器、防反二極管、光伏防雷器,方便操作和維護。直流配電柜的電氣原理框圖匯流箱及配電柜03直流配電柜直流專用電壓儀表:顯示直流母線的直流電壓值;直流專用電流儀表:顯示直流母線的直流電流值;直流專用斷路器:閉合或斷開直流母線電壓,方便用戶操作;光伏專用高壓避雷器:配有光伏專用高壓防雷器,正極負極都具備防雷功能。匯流箱及配電柜03直流配電柜直流配電柜的參數如下:(1)每路最大輸入電流。指的是每條支路允許流過的最大電流值,由匯流箱輸出的最大電流決定。例如最大輸入電流/路為120A。(2)輸入路數。指的是直流配電柜的總輸入數,要與輸入匯流箱數量相對應。例如輸入路數為20,是指直流配電柜輸入可連接20個匯流箱。(3)最大陣列開路電壓。指的是每條支路允許流過的最大電壓,由匯流箱輸出的最大電壓決定。匯流箱及配電柜03直流配電柜直流配電柜主要性能特點如下:(1)每臺500kW逆變器,匹配一臺直流配電柜;(2)每臺直流配電柜可提供多路直流輸入接口,分別與光伏陣列匯流箱連接;(3)每路直流輸入回路配有防反二極管;(4)每路直流輸入回路配有直流斷路器,額定直流電壓為1500V;(5)直流輸出回路配置光伏專用防雷器;(6)直流輸出側配置電壓顯示儀表。匯流箱及配電柜03交流配電柜1.交流配電柜組成光伏電站交流配電柜是用來接受和分配交流電能的電力設備,主要由控制電器

(斷路器、隔離開關、負荷開關等)、保護電器(熔斷器、繼電器、避雷器等)、測量電器(電流互感器、電壓互感器、電壓表、電流表、電能表、功率因數表等),以及母線和載流導體等組成。匯流箱及配電柜03交流配電柜2.交流配電柜分類交流配電柜按照設備所處場所,可分為戶內配電柜和戶外配電柜;按照電壓等級,可分為高壓配電柜和低壓配電柜;按照結構形式,可分為裝配式配電柜和成套式配電柜。匯流箱及配電柜03交流配電柜3.交流配電柜基本原理右圖所示為兩路輸入、三路輸出的配電結構。其中,K1、K2是隔離開關。接觸器J1和J2用于兩路輸入的互鎖控制,即當輸入1有電并閉合K1時,接觸器J1線圈得電吸合,接觸器J12將輸入2斷開;同理,當輸入2有電并閉合K2時,接觸器J22自動斷開輸入1,起到互鎖保護的作用。另外,配電柜的三路輸出分別由三個接觸器進行控制,可根據實際情況及各路負載的重要程度分別進行控制操作。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術要求及選配1)交流配電柜技術要求(1)動作準確,運行可靠;(2)在發(fā)生故障時,能夠準確、迅速地切斷事故電流,避免事故擴大;(3)在一定的操作頻率工作時,具有較高的機械壽命和電氣壽命;(4)電器元件之間在電氣、絕緣和機械等方面的性能能夠配合協調;(5)工作安全、操作方便、維護容易;(6)體積小、質量小、工藝好、制造成本低;(7)設備自身能耗小。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術要求及選配2)配電柜的海拔問題按照有關電氣產品技術規(guī)定,通常低壓電氣設備的使用環(huán)境都限定在海拔2000m以下,而對于4500m以上地區(qū),由于氣壓低、相對濕度大、溫差大、太陽輻射強、空氣密度低等問題,導致大氣壓力和相對密度降低,電氣設備的外絕緣強度也隨之下降。因此,在設計配電柜時,必須考慮當地惡劣環(huán)境對電氣設備的不利影響。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術要求及選配3)接有防雷器裝置光伏發(fā)電系統(tǒng)的交流配電柜中一般都接有防雷器裝置,用來保護交流負載或交流電網免遭雷電破壞。防雷器一般接在總開關之后,具體接法如圖所示。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術要求及選配4)電能表連接在可逆流的并網光伏發(fā)電系統(tǒng)中,除了正常用電計量的電能表之外,為了準確地計量發(fā)電系統(tǒng)饋入電網的電量(賣出的電量)和電網向系統(tǒng)內補充的電量(買入的電量),就需要在交流配電柜內另外安裝兩塊電能表進行用電量和發(fā)電量的計量,其單相接線法和三相接線法如圖所示。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術要求及選配5)交流配電柜的保護功能交流配電柜應具有多種線路故障的保護功能。一旦發(fā)生保護動作,用戶可根據實際情況進行處理,排除故障,恢復斷電。(1)輸出過載和短路保護。當輸出電路有短路或過載等故障發(fā)生時,相應斷路器會自動跳閘斷開。當有更嚴重的情況發(fā)生時,甚至會發(fā)生熔斷器燒斷。這時,應首先查明原因,排除故障,然后再接通負載。(2)輸入欠電壓保護。當系統(tǒng)的輸入電壓降到電源額定電壓的70%~35%時,輸入控制開關自動跳閘斷電;當系統(tǒng)的輸入電壓低于額定電壓的35%時,斷路器開關不能閉合送電。此時應查明原因,使配電裝置的輸入電壓升高,再恢復供電。交流配電柜在用逆變器輸入供電時,具有蓄電池欠電壓保護功能。當蓄電池放電達到一定深度時,由控制器發(fā)出切斷負載信號,控制交流配電柜中的負載繼電器動作,切斷相應負載。恢復送電時,只需進行按鈕操作即可。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術要求及選配5)交流配電柜的保護功能交流配電柜應具有多種線路故障的保護功能。一旦發(fā)生保護動作,用戶可根據實際情況進行處理,排除故障,恢復斷電。(3)輸入互鎖功能。光伏電站交流配電柜最重要的保護,是兩路輸入的繼電器及斷路器開關雙重互鎖保護?；ユi保護功能是當逆變器輸入或柴油發(fā)電機組輸入只要有一路有電時,另一路繼電器就不能閉合,即按鈕操作失靈。也就是說,斷路器開關互鎖保護是只允許一路開關合閘通電。匯報人：XXX懇請批評指正！第六章箱變系統(tǒng)及系統(tǒng)接入CONTENTS目錄箱變系統(tǒng)CabinetTypeTransformerStationPART

01系統(tǒng)接入systemaccessPART

02箱變系統(tǒng)Part.01箱變系統(tǒng)01什么是箱變系統(tǒng)箱變系統(tǒng)即箱式變電站,箱式變電站又稱戶外成套變電站、組合式變電站或戶外緊湊式配電設備。

箱變系統(tǒng)的組成由多回路高壓開關系統(tǒng)、鎧裝母線、變電站綜合自動化系統(tǒng)、通訊、遠動、計量、電容補償及直流電源等電氣單元組合而成。箱變系統(tǒng)01智能箱變系統(tǒng)的優(yōu)點最初的箱變系統(tǒng)是將高壓柜、配電變壓器、低壓柜按照一定接線方案組裝到一個箱體內，不具備計量、無功補償及狀態(tài)監(jiān)測的功能，隨著傳感器檢測技術、嵌入式技術、微電子技術、計算機技術和通信技術的發(fā)展，實現了具備計量、無功補償和運行狀態(tài)監(jiān)測等功能的智能箱式變電站。這種智能箱式變電站技術先進、安全可靠、自動化程度高、可以工廠預制化、組合方式靈活、占地面積小。箱變系統(tǒng)01拼裝式。將高低壓成套裝置和變壓器裝入金屬箱體，高低壓配電裝置中留有操作走廊，這種箱變體積較大，現很少采用。組合裝置型。不使用現有成套裝置，而將高低壓控制、保護電器設備直接裝入箱內，成為一個整體。設計按免維護考慮，無操作走廊，箱體小，又叫歐式箱變或普通型箱變。一體型。簡化高壓控制、保護裝置，將高低壓配電裝置與變壓器主體一齊裝入變壓器油箱，成為一個整體，體積更小，接近同容量油浸變壓器，是歐式箱變的1/3。又叫美式箱變或緊湊型箱變。箱變系統(tǒng)分類系統(tǒng)接入Part.02系統(tǒng)接入02什么是系統(tǒng)接入將光伏電站產生的光能轉變?yōu)殡娔?，通過DC/DC穩(wěn)壓后接入DC/AC逆變系統(tǒng)轉換為與電網同頻同相同幅值的三相電，簡而言之就是接入電力系統(tǒng)，也就是發(fā)電機并網。光伏發(fā)電站接入電網的電壓等級應根據光伏發(fā)電站的容量及電網的具體情況，在接入系統(tǒng)設計中經技術經濟比較后確定。光伏發(fā)電站向當地交流負載提供電能和向電網發(fā)送的電能質量應符合公用電網的電能質量要求。光伏發(fā)電站應具有相應的繼電保護功能。大、中型光伏發(fā)電站應具備與電力調度部門之間進行數據通信的能力，并網雙方的通信系統(tǒng)應符合電網安全經濟運行對電力通信的要求。系統(tǒng)接入的規(guī)定系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)Part.02系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02電氣一次(電氣主接線)電氣一次設備是指直接用于生產、輸送和分配電能的生產過程的高壓電氣設備。包括發(fā)電設備、變壓器、斷路器、隔離開關、自動開關、接觸器、刀開關、母線、輸電線路、電力電纜、電抗器、電動機等。電氣一次設備相互連接，構成發(fā)電、輸電、配電或進行其他生產過程的電氣回路稱為一次回路或一次接線系統(tǒng)。其電氣主接線的設計應符合電氣一次系統(tǒng)設計規(guī)范，電氣一次系統(tǒng)安全防護要求及相關設計規(guī)程。系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02變壓器的分類在高、低壓供配電系統(tǒng)中，常用的電力變壓器有如下幾種分類方式：①按相數分類有三相電力變壓器和單相電力變壓器；②繞組導電材料分類有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器；③絕緣介質分類有油浸式變壓器和干式變壓器兩大類；④繞組連接組別分類有Yyn0和Dynll兩種。變壓器型號示意圖主變壓器的選擇光伏電站升壓站主變壓器的選擇應符合現行行業(yè)標準DL/T5222—2021《導體和電器選擇設計規(guī)程》的規(guī)定,參數宜按現行國家標準GB/T6451—2015《油浸式電力變壓器技術參數和要求》、GB/T10228—2015《干式電力變壓器技術參數和要求》、GB20052—2020《電力變壓器能效限定值及能效等級》的規(guī)定進行選擇。

系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02站用電系統(tǒng)變電站的站用電系統(tǒng)是維持站內用電安全可靠的關鍵。如果站用電發(fā)生故障，可能會導致變電站失去安全防線，開關刀閘無法操作，尤其在電網發(fā)生故障時可能會導致事故范圍進一步擴大，甚至發(fā)生電網崩潰、解列等嚴重事件的發(fā)生。站用電系統(tǒng)分類站用電的負荷包括I類、II類以及III類負荷三個類別站用電設計原則：光伏電站站用電系統(tǒng)的電壓宜采用380V。380V站用電系統(tǒng),應采用動力與照明網絡共用的中性點直接接地方式。站用電工作電源引接方式應符合國標要求。站用電系統(tǒng)應設置備用電源,其引接方式應符合國標要求。站用電變壓器容量選擇應符合一定的要求。

站用電裝置的布置位置及方式應根據光伏電站的容量、光伏方陣的布局和逆變器的技術

參數等條件確定。

系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)是給繼電保護、信號、自動裝置等控制負荷和交流不間斷電源裝置、斷路器合閘機構及直流事故照明等動力負荷提供直流電源的電源設備直流系統(tǒng)的組成主要由蓄電池組、充電模塊、交流配電、直流饋電、配電監(jiān)控、監(jiān)控模塊、絕緣檢測儀、電池監(jiān)測儀等設備組成系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02配電裝置光伏電站的升壓站(或開關站)配電裝置的設計應符合現行標準DL/T5352—2018《高壓配電裝置設計規(guī)范》及GB50060—2017《3~110kV高壓配電裝置設計規(guī)范》的規(guī)定。升壓站35kV以上配電裝置應根據地理位置選擇戶內或戶外布置。在沿海及土石方開挖工程量大的地區(qū)宜采用戶內配電裝置;在內陸及荒漠不受氣候條件、占用土地及施工工程量等限制時,宜采用戶外配電裝置。10~35kV配電裝置宜采用戶內成套式高壓開關柜配置形式,也可采用戶外裝配式配電裝置。對沿海、海拔高于2000m及土石方開挖工程量大的地區(qū),當技術經濟合理時,66kV及以上電壓等級的配電裝置可采用氣體絕緣金屬封閉開關設備;在內陸及荒漠地區(qū)可采用戶外裝配式布置。系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02無功補償裝置光伏電站發(fā)出的電能有無功有有功,可這些功率總是上下波動經常不穩(wěn)定,所以可以把它看作一個變量,但需求的輸出卻是一個穩(wěn)定恒定的量,這就要有設備來調整這個輸出。但有時輸出的無功達不到要求,要有裝置補償這個無功,因此須選用先進的動態(tài)無功補償裝置。無功補償裝置設計原則光伏電站的無功補償裝置應按電力系統(tǒng)無功補償就地平衡和便于調整電壓的原則配置。并聯電容器裝置的設計應符合現行國家標準GB50227—2017《并聯電容器裝置設計規(guī)范》的規(guī)定。無功補償裝置設備的形式宜選用成套設備。無功補償裝置依據環(huán)境條件、設備技術參數及當地的運行經驗,可采用戶內或戶外布置形式,并應考慮維護和檢修方便系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02電氣二次(繼電保護)電氣二次電路也叫輔助電路，是為實現特定的控制要求對主電路（一次電路）進行監(jiān)測、保護、控制及調節(jié)所需的低壓電氣設備相互連接所組成的回路。二次回路中的各種設備叫二次設備，包括各種控制開關，繼電器、信號燈、測量儀等。電氣二次設備應布置在繼電器室,繼電器室面積應滿足設備布置和定期巡視維護的要求,并留有備用屏位。光伏電站內的電氣元件保護應符合現行國家標準GB/T14285—2006《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》的規(guī)定。系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02過電壓保護及防雷保護光伏電站的升壓站區(qū)和就地逆變升壓室的過電壓保護和接地應符合現行行業(yè)標準DL/T620—1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》的規(guī)定。光伏電站生活輔助建(構)筑物防雷應符合現行國家標準GB50057—2010《建筑物防雷設計規(guī)范》的規(guī)定。光伏方陣場地內應設置接地網。接地網除應采用人工接地外,還應充分利用支架基礎的金屬構件。電纜選擇與敷設(除光伏電纜外)光伏電站電纜的選擇與敷設,應符合現行國家標準GB50217—2018《電力工程電纜設計標準》的規(guī)定,電纜截面應進行技術經濟比較后選擇確定。集中敷設于溝道、槽盒中的電纜宜選用C類阻燃電纜。光伏組件之間及組件與匯流箱之間的電纜應有固定措施和防曬措施。電纜敷設可采用直埋、電纜溝、電纜橋架、電纜線槽等方式。動力電纜和控制電纜宜分開排列。電纜溝不得作為排水通路；

遠距離傳輸時,網絡電纜宜采用光纖電纜。系統(tǒng)接入-升壓站接入系統(tǒng)Part.02系統(tǒng)監(jiān)控01光伏電站采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控，實時監(jiān)控整個廠房的各項數據，實現廠區(qū)全自動化管理。中央控制顯示器安裝在升壓室內，可對光伏電站進行全面監(jiān)控，以實現電站與終端之間的調度和通信功能。01系統(tǒng)監(jiān)控具備的功能（1）實時數據采集和處理。（2）限值監(jiān)視和報警處理。（3）控制操作。（4）通信功能。（5）在線自診斷功能。（6）自恢復功能。（7）具備VQC功能，即電壓無功率控制。02系統(tǒng)保護輸入信號測量部分邏輯部分執(zhí)行部分輸出部分整定值一是當系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，繼電保護裝置迅速給出準確的故障距離，離元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時斷開，最大限度地減少元件的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響。二是當電氣設備的不正常工作時，繼電保護裝置根據不正常工作情況發(fā)出準確的信號、減負荷或跳閘。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。圖6-4繼電保護裝置原理圖1）變壓器保護A瓦斯保護B縱聯差動保護2）線路保護A瞬時電流速斷保護B限時電流速斷保護C定時限過電流保護

系統(tǒng)保護分類02A瓦斯保護當變壓器內部發(fā)生故障時，故障處產生的高溫會引起變壓器中的油膨脹甚至沸騰，油內溶解的空氣被排出，導致變壓器內油液液面下降。根據此特點設計的瓦斯保護，其主要結構原理如圖6-5所示。圖6-5瓦斯保護結構原理1—氣塞；2—氣塞螺母；3—探針；4—封塞；5—開口杯；6—重錘；7—擋板；8—磁鐵；9—接線端子；10—彈簧；11—調節(jié)桿；12—干簧接點變壓器保護02B縱聯差動保護縱聯差動保護可用于防御變壓器繞組和引出線的各種相間短路故障、繞組的匝間短路故障以及中性點直接接地系統(tǒng)側繞組和引出線的單相接地短路。圖6-6雙繞組單相變壓器縱聯差動保護的原理接線圖變壓器保護02A瞬時電流速斷保護。對于僅反應于電流增大而瞬時動作的電流保護，稱為瞬時電流速斷保護。B限時電流速斷保護。作為瞬時電流速斷保護的后備，限時電流速斷保護主要是在瞬時電流速斷保護的基礎上，增加一段新的保護，用來切除本線路瞬時電流速斷保護范圍以外的故障，又稱電流保護的Ⅱ段。C定時限過電流保護。與電流速斷保護不同，過電流保護通常是指其啟動電流按躲開最大負荷電流來整定的一種保護，它在系統(tǒng)正常運行時不啟動，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時因電流的增大而反應動作。線路保護02系統(tǒng)通信光伏發(fā)電站通信可分為接入通信與站內通信。通信設計應符合現行行業(yè)標準：《電力通信運行管理規(guī)程》DL/T544—2012《電力系統(tǒng)自動交換電話網技術規(guī)范》DL/T598—2010031）接入通信光伏電力系統(tǒng)在接入時，必須要根據實際情況來選定進行信息溝通交流的方式，使系統(tǒng)接納接入請求。光伏發(fā)電站應裝設與電力調度部門聯系的專用調度通信設施。主要包括：繼電保護、遠動系統(tǒng)、電能計量信息傳送、電話通道。系統(tǒng)通信032）站內通信站內通信系統(tǒng)是實現光伏電站正常生產運行和調度管理的重要保證。站內通信包括生產管理通信和生產調度通信。光伏電站行政管理通信通過租用當地的公共網絡來實現。光伏電站內配置無線對講機，為運維人員檢修、維護及巡視時提供通信聯絡。為滿足光伏電站職工工作以及文化娛樂需求，站內還需設置一條綜合布線系統(tǒng)，主要包括語音數據網絡系統(tǒng)及網絡電視系統(tǒng)。自動化04大、中型光伏發(fā)電站應配置相應的自動化終端設備，采集發(fā)電裝置及并網線路的遙測和遙信量，接收遙控、遙調指令，通過專用通道與電力調度部門相連。（1）遙測量應包括：①發(fā)電總有功功率和總無功功率；②無功補償裝置的進相及滯相運行時的無功功率；③升壓變壓器高壓側有功功率和無功功率；④雙向傳輸功率的線路、變壓器的雙向功率；⑤站用總有功電量；⑥光伏發(fā)電站的電壓、電流、頻率、功率因數；⑦大、中型光伏發(fā)電站的輻照強度、溫度等；⑧光伏發(fā)電站的儲能容量狀態(tài)。（2）遙信量應包括：①并網點斷路器的位置信號；②有載調壓主變分接頭位置；③逆變器、變壓器和無功補償設備的斷路器位置信號；④事故總信號；⑤出線主要保護動作信號。

同時，當地電力調度部門根據需要亦可向光伏電站傳送以下遙控或遙調命令：①并網線路斷路器的分合；②無功補償裝置的投切；③有載調壓變壓器分接頭的調節(jié)；④光伏發(fā)電站的啟停；⑤光伏發(fā)電站的功率調節(jié)。自動化04主講：第七章

電

纜

CONTENTS目錄電纜種類、材料組成及選擇PART

01電纜設計選型原則與計算PART

02PART

02電纜種類、材料組成及選擇Part.01電纜種類、材料組成及選擇01電纜的選擇需考慮因素(1)電纜的絕緣性能。(2)電纜的耐熱阻燃性能。(3)電纜的防潮、防光(抗輻射)。(4)電纜的敷設方式。(5)電纜導體的材料(銅芯、鋁芯)。(6)電纜截面的規(guī)格。電纜種類、材料組成及選擇——電纜的類型01直流電纜使用在組件與組件之間的串聯電纜直流配電箱至逆變器之間電纜組串之間及其組串至直流配電箱(匯流箱)之間的并聯電纜直流電纜戶外敷設需防潮、防暴曬、耐寒、耐熱、抗紫外線,某些特殊的環(huán)境下還需防酸堿等化學物質電纜種類、材料組成及選擇——電纜的類型01交流電纜逆變器至升壓變壓器的連接電纜配電裝置至電網或用戶的連接電纜升壓變壓器至配電裝置的連接電纜交流電纜戶外敷設可按照一般電力電纜選型要求選擇電纜種類、材料組成及選擇——電纜導體材料01銅

芯抗氧化能力更好、壽命長、穩(wěn)定性好；壓降和電量損耗??；柔性好允許的彎度半徑小抗疲勞、反復折彎不易斷裂鋁

芯易氧化現象；投資成本高電纜導體材料電纜種類、材料組成及選擇——電纜絕緣護套材料01在各種環(huán)境和應用中都能使用成本低、柔韌性好、堅固,并且具有防火、防油材料含對環(huán)境和人體有害物質聚氯乙烯(PVC)材料廣泛用作電線電纜的包覆材料在高溫下也具有很強的抗變形能力低密度PE(LDPE)更柔韌,防潮性極佳更環(huán)保聚乙烯(PE)材料電纜絕緣護套材料耐油耐磨機械特性和橡膠相似用于環(huán)境惡劣、防油等場合的電源、信號連接聚氨酯(PUR)材料電纜種類、材料組成及選擇——電纜絕緣護套材料01優(yōu)異的低溫性能具有良好的耐化學性和耐油性非常柔韌,良好的耐磨性和表面紋理不如PUR堅固耐用熱塑性彈性體(TPE/TPR)材料卓越的高耐磨、高張力、高拉力、強韌和耐老化的特性成熟的環(huán)保材料熱塑性聚氨酯(TPU)材料電纜絕緣護套材料非常惡劣的環(huán)境質量小、堅硬、摩擦因數低、耐油性好、耐水性佳、耐化學性和抗紫外線性能優(yōu)異、成本低氯化聚乙烯(CPE)材料極佳的防火、阻燃、低煙、無毒任何需要防火的場所陶瓷化硅橡膠材料電纜種類、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類選擇01光伏專用電纜組串到匯流箱的電纜一般用:光伏專用電纜PV1-F1×4mm2。特點:結構簡單,耐熱、耐寒、耐油、耐紫外線,可在惡劣的環(huán)境條件下使用,具備一定的機械強度。敷設:可穿管中加以保護光伏專用電纜電纜種類、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類選擇01動力電纜鋼帶鎧裝阻燃交聯電纜ZRC-YJV22應用:匯流箱到直流柜、直流柜到逆變器、逆變器到變壓器、變壓器到配電裝置、配電裝置到電網的連接電纜。特點:介質損耗小、耐化學腐蝕和電壓敷設不受落差限制;具有較高機械強度,耐環(huán)境應力好,良好的熱老化性能和電氣性能。敷設:可直埋,適用于固定敷設,適應不同敷設環(huán)境(地下、水中、溝管及隧道)的需要。動力電纜電纜種類、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類選擇01動力電纜NH-VV是銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套耐火電力電纜。適合于額定電壓0.6kV/1kV。特點:長期允許工作溫度為80℃。敷設時允許的彎曲半徑:單芯電纜不小于20倍電纜外徑,多芯電纜不小于12倍電纜外徑。電纜在敷設時環(huán)境溫度不低于0℃的條件下,無須預先加熱。電壓敷設不受落差限制。敷設:適合于有耐火要求的場合,可敷設在室內、隧道及溝管中。注意不能承受機械外力的作用,可直接埋地敷設。動力電纜電纜種類、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類選擇01控制電纜ZRC-KVVP是銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套編織屏蔽控制電纜。適用:交流額定電壓450V/750V及以下控制、監(jiān)控回路及保護線路。特點:長期允許使用溫度為70℃。最小彎曲半徑不小于外徑的6倍。敷設:一般敷設在室內、電纜溝管等要求屏蔽、阻燃的固定場所?？刂齐娎|電纜種類、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類選擇01通信電纜DJYVRP2-22是聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅絲編織屏蔽鎧裝計算機專用軟電纜適用：額定電壓500V及以下對于防干擾要求較高的電子計算機和自動化連接電纜。特點:抗氧化性、絕緣電阻高、耐電壓好、介電常數小的特點,減少回路間的相互串擾和外部干擾,信號傳輸質量高。最小彎曲半徑不小于電纜外徑的12倍。敷設:允許在環(huán)境溫度-40~+50℃的條件下固定敷設使用。敷設于室內、電纜溝、管道等要求靜電屏蔽的場所。通信電纜

DJYVRP2-22電纜種類、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類選擇01通信電纜銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套絕緣屏蔽軟電纜PVVP,又稱電氣連接抗干擾軟電纜。適用：報警、安防等需防干擾,安全高效數據傳輸的通信電纜。特點:額定工作電壓為3.6kV/6kV,電纜導線的長期工作溫度為90℃,最小允許彎曲半徑為電纜外徑的6倍。主要用來做通信電纜,起到抗干擾的作用。敷設:不能在日光下暴曬,底部線芯必須良好接地。如需抑制電氣干擾強度的弱電回路通信電纜,敷設于鋼制管、盒中。與電力電纜平行敷設時相互間距,宜在能遠離的范圍內盡量遠離。通信電纜RVVP電纜種類、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類選擇01射頻電纜SYV是實心聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套射頻同軸電纜。特點:要傳輸視頻信號在200m范圍內可以用SYV75-3；在350m范圍內就可以用SYV75-5。敷設:可穿管敷設。射頻電纜電纜設計選型原則與計算Part.02電纜設計選型原則與計算——電纜設計選型原則02電纜設計選型原則(1)如果系統(tǒng)的最高電壓是380V,要選擇450V/750V的光伏交流電纜,選擇耐壓值大于系統(tǒng)的最高電壓的電纜,防止電纜被高電壓損壞。(3)交流負載的連接，選取的光伏電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.25倍。(2)光伏方陣內部和方陣之間的連接，選取的電纜額定電流為計算所得光伏電纜中最大連續(xù)電流的1.56倍。(4)逆變器的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.25倍。(5)考慮溫度對電纜性能的影響。溫度越高,電纜的載流量就越少,電纜要盡量安裝在通風散熱的地方。(6)電壓降的最高值不能超過2%，直流回路工作中有很多的不確定因素會導致回路接地,使整個系統(tǒng)運行不正常。電纜設計選型原則與計算——電纜設計計算02電纜設計計算電纜截面的選擇應滿足允許溫升、電壓損失、機械強度等要求，直流系統(tǒng)電纜按電纜長期允許載流量選擇,并按電纜允許壓降校驗，計算公式如下:

按電纜長期允許載流量:式中：Ipc

—電纜允許載流量,A;Ical

—回路長期工作計算電流,A。按回路允許電壓降:式中：Ica

—計算電流,A;Scac

—電纜計算截面,mm2

;ρ—電阻系數,銅導體

ρ=0.0184Ω·mm2/m,

鋁導體ρ=0.0315Ω·mm2/m;L—電纜長度,m;ΔUp—回路允許電壓降,V。

電纜設計選型原則與計算——電纜設計計算02電纜載流量估算口訣二點五下乘以九,往上減一順號走?！岸c五下乘以九”是指2.5mm2及以下的各種截面鋁芯電纜,其載流量約為截面數的9倍?！巴蠝p一順號走”是指從4mm2及以上電纜的載流量和截面數的倍數關系是順著線號往上排,倍數逐次減小。三十五乘三點五,雙雙成組減點五。“三十五乘三點五”指的是35mm2的電纜載流量為截面數的3.5倍，即122.5A?！半p雙成組減點五”指的是從50mm2及以上的電纜，其載流量與截面數之間的倍數關系變?yōu)閮蓚€線號成一組，倍數依次減0.5。電纜設計選型原則與計算——電纜設計計算02電纜載流量估算口訣條件有變加折算,高溫九折銅升級。

“條件有變加折算，高溫九折銅升級”是指如果鋁芯電纜明敷在環(huán)境溫度長期高于25℃的地區(qū)，鋁芯電纜載流量可按上述口訣計算方法算出，然后再打九折即可；當使用的不是鋁芯電纜而是銅芯電纜，它的載流量要比同規(guī)格鋁線略大一些，可按上述口訣方法算出比鋁線加大一個線號的載流量。

穿管根數二三四,八七六折滿載流。在穿管敷設兩根、三根、四根電纜的情況下、其載流量分別是口訣計算單根敷設載流量的80%、70%、60%。電纜設計選型原則與計算——常用電纜選型02匯流箱兩側電纜選型對照表序號匯流箱規(guī)格斷路器額定電流組件側電纜規(guī)格直流柜側電纜規(guī)格12進1出16APV1-F1×4mm24或6mm223進1出25APV1-F1×4mm26mm234進1出32APV1-F1×4mm210mm245進1出40APV1-F1×4mm210或16mm256進1出50APV1-F1×4mm216mm267進1出63APV1-F1×4mm216mm278進1出64APV1-F1×4mm225mm289進1出80APV1-F1×4mm235mm2910進1出80APV1-F1×4mm235mm2或50mm21011進1出100APV1-F1×4mm250mm21112進1出100APV1-F1×4mm250mm21213進1出125APV1-F1×4mm250mm2或70mm21314進1出125APV1-F1×4mm270mm21415進1出125APV1-F1×4mm270mm21516進1出160APV1-F1×4mm270mm21617進1出200APV1-F1×4mm270mm2電纜設計選型原則與計算——常用電纜選型02直流柜兩側電纜選型對照表序號直流柜規(guī)格斷路器規(guī)格匯流箱側電纜規(guī)格逆變器側電纜規(guī)格12進1出16A4mm24mm223進1出32A6mm26mm234進1出40A10mm210mm245進1出50A16mm216mm256進1出50A16mm216mm267進1出63A16mm216mm278進1出80A25mm225mm289進1出80A35mm235mm2910進1出80A50mm250mm21011進1出100A50mm250mm21112進1出100A50mm250mm21213進1出125A70mm270mm21314進1出125A70mm270mm21415進1出125A70mm270mm21516進1出160A70mm270mm21617進1出160A70mm270mm2電纜設計選型原則與計算——常用電纜選型02逆變器兩側電纜選型對照表序號逆變器規(guī)格逆變器相數直流柜側電纜規(guī)格變壓器側電纜規(guī)格15kWp單相2×6mm22×6mm2210kWp單相2×10mm22×10mm2317kWp三相2×10mm23×10mm2420kWp三相2×16mm23×16mm2550kWp三相2×70mm23×50mm26100kWp三相2×120mm23×120mm27250kWp三相2×300mm2或4×120mm23×120mm28500kWp三相4×300mm2或6×185mm26×300mm2或9×185mm29500kWp三相6×300mm2或8×185mm29×240mm2電纜設計選型原則與計算——常用電纜選型02變壓器兩側電纜選型對照表序號變壓器規(guī)格變壓器位置低壓側電纜規(guī)格變壓器側電纜規(guī)格1500kVAT接終端6×300mm23×25mm22630kVAT接中間端9×300mm23×25mm231000kVAT接中間端12×300mm23×70mm241250kVAT接中間端15×300mm23×95mm2匯報人：XXX懇請批評指正！第8章

光伏電站項目開發(fā)與選址CONTENTS目錄光伏電站項目開發(fā)PART

01土地利用現狀分類及光伏電站選址PART

02大氣環(huán)境對光伏電站發(fā)電效率的影響PART

03光伏電站項目開發(fā)Part.01光伏電站項目開發(fā)01光伏電站根據建設地點、建設規(guī)模不同，項目開發(fā)有所區(qū)別，主要為分布式光伏電站與大型地面（集中式）光伏電站開發(fā)。光伏電站項目開發(fā)01分布式光伏電站項目地點主要建在工業(yè)園區(qū)、開發(fā)區(qū)、商業(yè)區(qū)等建筑物的屋頂，屋頂分布式光伏電站選址跟地面電站選址有較大的差異。其主要和建筑物高度、屋頂可用面積、屋頂類型、承載力和使用年限相關。分布式光伏電站項目開發(fā)光伏電站項目開發(fā)01（1）建筑物的高度屋頂光伏電站所處的建筑物高度不宜過高，主要原因。其一，光伏組件單體面積大，越高風荷載越大；其二，樓層過高，施工難度大，二次搬運費用高；其三，由于光伏電站的日常維護需要進行檢修、清洗、更換設備等工作，樓層過高相對運行維護費用高?；谝陨先齻€原因，不建議在高層建筑上安裝光伏項目。分布式光伏電站項目開發(fā)光伏電站項目開發(fā)01（2）屋頂可利用面積綜合考慮光伏電站項目的投資規(guī)模效益、后期運維、收益分享模式等因素，光伏電站建設（容量）要具有一定的規(guī)模性，過小容量的屋頂光伏電站投資性較小，屋頂可利用面積直接決定了光伏電站項目的收益?？衫妹娣e主要由屋頂女兒墻高度、屋頂構筑物、設備等因素相關。女兒墻過高、周邊廣告牌、中央空調、太陽能熱水器較多的屋頂相對可利用面積較少，不宜安裝光伏電站。一般而言，年份較久的屋頂，可利用面積比例也越少。分布式光伏電站項目開發(fā)光伏電站項目開發(fā)01（3）屋頂類型與承載力混凝土和彩鋼瓦屋頂采用不同的基礎形式和安裝方式，屋頂承受的恒荷載和活荷載的計算方法也不同，建設光伏電站技術方案也不同。恒荷載包括結構自重、附著在樓板上下表面的裝飾構造層的重量等，由建筑、結構確定?；詈奢d則包括人員、設備、家具、可搬動的擺設等的重量，由建筑功能確定，或由甲方指定?；炷廖蓓斝枰紤]原有的防水措施，彩鋼瓦屋頂要考慮瓦型、朝向等因素，彩鋼瓦的朝向最好以南北方向為主。分布式光伏電站項目開發(fā)不同屋頂類型的光伏電站特性光伏電站項目開發(fā)01（4）屋頂年限混凝土屋頂的使用年限較長，一般情況下能保證光伏電站25年的運營期；彩鋼瓦使用年限一般在15年左右。（5）接入方式和電壓等級接入方式分單點接入和多點接入，電壓等級一般分220V、380V、10kV和35kV。分布式光伏電站項目開發(fā)對于不同接入方式、不同電壓等級，電網公司管理規(guī)定不同。電網公司接收接入申請受理到告知業(yè)主接入系統(tǒng)方案確認單的時間為：單點并網項目20個工作日、多點并網項目30個工作日。380V接入的項目，接受到電網公司的接入系統(tǒng)方案等同于接入電網意見函。光伏電站項目開發(fā)01（5）接入方式和電壓等級10kV、35kV接入的項目，則要分別獲得接入系統(tǒng)方案確認單、接入電網意見函，根據接入電網意見函開展項目備案和工程設計等工作，并在接入系統(tǒng)工程施工前，要將接入系統(tǒng)工程設計相關資料提交客戶服務中心，根據答復意見開展工程建設等后續(xù)工作。自發(fā)自用、余電上網的屋頂光伏電站一般以原房屋建筑用電電壓等級接入。分布式光伏電站項目開發(fā)光伏電站項目開發(fā)01（6）負荷曲線光伏電站選址除了要考慮建筑物的可利用面積以外，還要考量負荷曲線。負荷曲線圖的橫坐標是時間，縱坐標是有功功率，通常的負荷曲線是有功功率負荷曲線。對于光伏功率輸出特性與負荷曲線趨勢一致的分布式電站效益相對較優(yōu)。分布式光伏電站項目開發(fā)從某建筑用電負荷曲線和光伏功率輸出特性曲線的關系圖可看出，光伏發(fā)電曲線與負荷曲線嚙合好，可有效緩解波峰用電壓力。光伏電站項目開發(fā)01分布式光伏電站開發(fā)分為前期開發(fā)、項目備案、設計施工、并網驗收四個階段。1.前期開發(fā)為尋找項目資源、與業(yè)主初步溝通、收集業(yè)主資料、實地勘察、測算技術方案、確立開發(fā)意向。工業(yè)廠房、集中連片的商業(yè)建筑或醫(yī)院較適合建分布式光伏電站。（1）尋找項目資源分布式光伏電站項目地點主要建在工業(yè)園區(qū)、開發(fā)區(qū)、商業(yè)區(qū)等屋頂，項目開發(fā)遵循“分散布局、就近利用”原則。工業(yè)園區(qū)、開發(fā)區(qū)資源：國有大型工礦企業(yè)、產業(yè)園區(qū)、物流園、保稅區(qū)、經濟區(qū)、污水廠等。商業(yè)區(qū)資源：賓館飯店、寫字樓、體育場館、機場、火車站、大型商業(yè)中心等。分布式光伏電站項目開發(fā)光伏電站項目開發(fā)01分布式光伏電站項目開發(fā)光伏電站項目開發(fā)01分布式光伏電站項目開發(fā)（2）與業(yè)主初步溝通