分布式太陽能光伏設(shè)計(jì)方案

1、山西華潤聯(lián)盛卯底煤礦分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)（160kw）設(shè)計(jì)方案目錄第一章 太陽能發(fā)電原理及特點(diǎn)-311太陽能電池-3 12太陽能系統(tǒng)特點(diǎn)-3 13并網(wǎng)太陽能系統(tǒng)發(fā)電方式-4第二章 項(xiàng)目概況及設(shè)計(jì)說明-621項(xiàng)目概況-622設(shè)計(jì)依據(jù)-623設(shè)計(jì)說明-724設(shè)計(jì)原則-7第三章 工程初步設(shè)計(jì)方案-731系統(tǒng)構(gòu)成-732自然條件-833太陽能電池陣列設(shè)計(jì)-1134方陣支架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)-1735電站防雷和接地設(shè)計(jì)-1736智能匯流箱設(shè)計(jì)-1837直流配電柜設(shè)計(jì)-1838光伏并網(wǎng)逆變器-1839發(fā)電機(jī)計(jì)量系統(tǒng)配置方案-203.10 數(shù)據(jù)采集方案 -21第四章 電氣系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)-224.1防逆流裝置設(shè)計(jì)-

2、224.2防孤島效應(yīng)設(shè)計(jì)-22第五章 電氣系統(tǒng)構(gòu)成選型設(shè)計(jì)-2251逆變器的選型-2352并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)線纜的選型設(shè)計(jì)-25第六章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)-25第一章 太陽能發(fā)電原理及特點(diǎn)1.1 太陽能電池太陽能電池是利用光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。當(dāng)N型和P型兩種不同型號(hào)的半導(dǎo)體材料接觸后，由于擴(kuò)散和漂移作用，在界面處形成由P型指向N型的內(nèi)建電場。太陽能電池吸收一定能量的光子后，半導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電子空穴對(duì)，電子帶負(fù)電，空穴帶正電。在P-N結(jié)內(nèi)建電場的作用下，電子和空穴被分離，產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)，并被太陽能電池的正、負(fù)極收集，在外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。 1.2 太陽能系統(tǒng)特點(diǎn)簡單方便、安

3、全可靠、無噪音、無空氣污染、不破壞生態(tài)、能量隨處可得、無需消耗燃料、無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件、維護(hù)簡便、使用壽命長、建設(shè)周期短、規(guī)模大小隨意、可以無人值守、也無需架設(shè)輸電線路。 系統(tǒng)中的太陽能電池組件，使用壽命長具備良好的耐候性，防風(fēng)，防雹。有效抵御濕氣和鹽霧腐蝕，不受地理環(huán)境影響。具有穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)換效率，且轉(zhuǎn)換效率高。并保障系統(tǒng)在惡劣的自然環(huán)境中能夠長期可靠運(yùn)行。 太陽能組件方陣支架都有一定的傾斜角度，該角度和方陣所處的地理緯度和位置有關(guān)。 1.3 并網(wǎng)太陽能系統(tǒng)發(fā)電方式太陽能并網(wǎng)發(fā)電示意圖 ：太陽能組件通過合適的串并聯(lián)，滿足并網(wǎng)逆變器要求的直流輸入電壓和電流。每塊組件接線盒都配有旁路二極管，防止“熱

4、斑效應(yīng)”，將組件由于部分被遮蔭或電池片故障而導(dǎo)致的失效對(duì)系統(tǒng)效率的危害降到最低。同時(shí)，太陽能方陣的直流匯流箱內(nèi)設(shè)置防反二極管，以防止各并聯(lián)組件串之間形成回路，造成能源浪費(fèi)和縮減組件的壽命。 并網(wǎng)逆變器采用雙環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測電網(wǎng)狀態(tài)，取得電網(wǎng)電壓、電流、頻率、相位等關(guān)鍵變量，通過計(jì)算分析，使輸出電力與電網(wǎng)同步運(yùn)行。且在運(yùn)行期間，并網(wǎng)逆變器按工頻周期檢測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦電網(wǎng)異常如突然停電，壓降幅度超標(biāo)，并網(wǎng)逆變器立即觸發(fā)內(nèi)部電子開關(guān)，實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)與電網(wǎng)斷開。同時(shí)，并網(wǎng)逆變器不斷檢測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦其恢復(fù)正常并通過并網(wǎng)逆變器的計(jì)算分析，并網(wǎng)逆變器將重新并網(wǎng)?？傊鳛椴⒕W(wǎng)系統(tǒng)的控制核心和直流變交流的樞紐

5、，并網(wǎng)逆變器高度的自動(dòng)化和精密的檢測控制功能從根本上保證了系統(tǒng)并網(wǎng)的安全性和可靠性。 太陽能組件邊框及其支撐結(jié)構(gòu)均與建筑現(xiàn)有的接地系統(tǒng)連接，并網(wǎng)逆變器開關(guān)柜等設(shè)備外殼接地，防止直擊雷及觸電危險(xiǎn)。另外，直流和交流回路中均設(shè)有防雷模塊，防止感應(yīng)雷擊波傷害。 系統(tǒng)配有完善的通訊監(jiān)控系統(tǒng)，全面檢測環(huán)境和系統(tǒng)的狀態(tài)，將光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、太陽能板溫度、風(fēng)速等環(huán)境變量和系統(tǒng)的電壓、電流、相位、功率因數(shù)、頻率、發(fā)電量等系統(tǒng)變量通過RS485 或以太網(wǎng)或GPRS 傳輸直控制中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；同時(shí)如將同一地區(qū)多個(gè)并網(wǎng)電站的信息傳輸直同一控制中心，可方便區(qū)域的電網(wǎng)調(diào)度管理。 并網(wǎng)系統(tǒng)可作為一種補(bǔ)充性能源，而不能

6、作為后備或主要電力；這是因?yàn)槠浒l(fā)電量相對(duì)安裝場所的用電量而言，一般比重不超過20%，而且由于其“孤島保護(hù)”功能，即電網(wǎng)停電時(shí)，并網(wǎng)逆變器要與電網(wǎng)斷開，以防止太陽能系統(tǒng)所發(fā)電力在電網(wǎng)停電檢修時(shí)引發(fā)安全事故。切忌不可按照并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電量而將并網(wǎng)系統(tǒng)與特定的負(fù)載掛鉤，即將并網(wǎng)系統(tǒng)與特定負(fù)載實(shí)現(xiàn)一對(duì)一供電和用電。這是因?yàn)椴⒕W(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電量依賴于系統(tǒng)的裝機(jī)容量和天氣條件（主要是光照和氣溫），其有效輸出不是恒定的而是隨機(jī)波動(dòng)的；另一方面，負(fù)載的耗電量也會(huì)隨負(fù)載特性（功耗的大小變化，如待機(jī)和工作時(shí)功耗明顯不同）、負(fù)載投入使用的頻次、使用時(shí)間而隨機(jī)變化，因此如將并網(wǎng)系統(tǒng)和特定負(fù)載掛鉤，將很難在不同時(shí)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)供需

7、平衡。理想的做法是將并網(wǎng)系統(tǒng)的輸出直接連接在當(dāng)?shù)毓╇娔概派?，?shí)現(xiàn)系統(tǒng)即發(fā)即用，就近使用，不足部分可從電網(wǎng)索取補(bǔ)充。 第二章 項(xiàng)目概況及設(shè)計(jì)說明2.1、項(xiàng)目概況該礦有2×400kva變壓器供電，互為備用。用電負(fù)荷為：照明 150.78kw ； 動(dòng)力 314.37kw ； 合計(jì) 465.15kw。本項(xiàng)目擬建并網(wǎng)光伏電站。出于項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)可靠性方面的考慮，采用固定式太陽能電池方陣，暫不考慮采用跟蹤系統(tǒng)。該項(xiàng)目可利用場地是：1、 場區(qū)北透視墻南側(cè)綠地：長167米，寬4米；2、 污水池上方：60米*60米的30%面積。2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)中華人民共和國可再生能源法IEC 62093光伏系統(tǒng)中的

8、系統(tǒng)平衡部件-設(shè)計(jì)鑒定IEC 60904-1光伏器件第一部分:光伏電流-電壓特性的測量IEC 60904-2光伏器件第二部分:標(biāo)準(zhǔn)太陽電池的要求DB37/T 729-2007光伏電站技術(shù)條件SJ/T 11127-1997光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)過電保護(hù)導(dǎo)則CECS84-96太陽光伏電源系統(tǒng)安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范CECS 85-96太陽光伏電源系統(tǒng)安裝工程施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范GB2297-89太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語GB4064-1984電氣設(shè)備安全設(shè)計(jì)導(dǎo)則GB 3859.2-1993半導(dǎo)體逆變器 應(yīng)用導(dǎo)則GB/T 14007-92陸地用太陽電池組件總規(guī)范GB/T 14549-1993電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波GB

9、/T 15543-1995電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度GB/T 18210-2000晶體硅光伏方陣 I-V 特性的現(xiàn)2.3 設(shè)計(jì)說明本項(xiàng)目擬建并網(wǎng)光伏電站，系統(tǒng)沒有儲(chǔ)能裝置，太陽電池將日光轉(zhuǎn)換成直流電，通過逆變器變換成 400V 交流電，供本場低壓配電網(wǎng)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或本場由于檢修臨時(shí)停電時(shí)，光伏電站也會(huì)自動(dòng)停機(jī)不發(fā)電；當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)后，光伏電站會(huì)檢測到電網(wǎng)的恢復(fù)，而自動(dòng)恢復(fù)并網(wǎng)發(fā)電。2.4 設(shè)計(jì)原則并網(wǎng)光伏電站，采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案。第三章、工程初步設(shè)計(jì)方案3.1 系統(tǒng)構(gòu)成 圖2-1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由太陽電池組件、方陣防雷接線箱、直流配電柜、光伏并網(wǎng)逆變器、配電保護(hù)系統(tǒng)、電力變壓器和

10、系統(tǒng)的通訊監(jiān)控裝置組成。單晶硅太陽能電池組件及其支架建議采用 180Wp 單晶硅組件；方陣防雷接線箱設(shè)計(jì)采用帶組串監(jiān)控的智能匯流箱（室外方陣場）；直流防雷配電柜將若干智能匯流箱匯流輸入逆變器；光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)采用帶工頻隔離變壓器的 250kW 光伏并網(wǎng)逆變器；系統(tǒng)的通訊監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)采用光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)。3.2 自然條件（項(xiàng)目所在地區(qū)數(shù)據(jù)）（1）基本風(fēng)壓 W0=0.45kN/m2（2）基本雪壓 S0=0.4kN/m2（3）設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g。 3.2.1 抗震設(shè)防（1）根據(jù)中國地震烈度區(qū)劃圖北京市基本烈度8度。 （2）根據(jù)周邊已建項(xiàng)目的地質(zhì)勘察情況，本項(xiàng)目所在區(qū)域地貌單一，地

11、層巖性均一且層位穩(wěn)定，對(duì)基礎(chǔ)無任何不良影響。（3）抗震設(shè)施方案的選擇原則及要求： 建筑的平、立面布置宜規(guī)劃對(duì)稱、建筑的質(zhì)量分布和剛度變化均勻，樓層不宜錯(cuò)層，建筑的抗震縫按建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際需要設(shè)置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中根據(jù)地基土質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采取抗震措施，增加上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的整體剛度，改善其抗震性能，提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性。 3.2.2荷載確定原則在作用于光伏組件上的各種荷載中，主要有風(fēng)、雪荷載、地震作用、結(jié)構(gòu)自重和由環(huán)境溫度變化引起的作用效應(yīng)等等，其中風(fēng)荷載引起的效應(yīng)最大。 在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中通過預(yù)留一定的間隙，消除了由各種構(gòu)件和飾面材料熱脹冷縮引起的作用效應(yīng)。 在進(jìn)行構(gòu)件、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí)，必須考慮各種

12、荷載和作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，即采用其設(shè)計(jì)值。 風(fēng)荷載 根據(jù)規(guī)范，作用于傾斜組件表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按下列公式(1.1)計(jì)算： Wk= âgz.ìs.ìz.W0式中: Wk風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值( kN /m2 )； âgz高度z 處的陣風(fēng)系數(shù)；標(biāo)高20 米位置取值1.69. ìs風(fēng)荷載體型系數(shù)， 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001 取值。取值為1.3。ìz風(fēng)壓高度變化系數(shù)；取值1.25. Wo 基本風(fēng)壓( kN /m2 )。北京地區(qū)基本風(fēng)壓取值0.45KN/M2,按規(guī)范要求，進(jìn)行構(gòu)件、連接件和錨固件承載力計(jì)算時(shí)，風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取

13、27;w= 1.4，即風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為： w = ãwwk = 1.4wk 該項(xiàng)目取值為1.73 kN /m2 雪荷載 屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)下式計(jì)算：Sk = ìr So 式中， Sk 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN / m2）； ìr屋面積雪分布系數(shù)；根據(jù)規(guī)范取值0.6； 基本雪壓So （kN / m2）；依北京地區(qū)50 年一遇最大雪荷載查規(guī)范取值0.4 kN / m2；則該項(xiàng)目最大雪荷載參考值為0.24 kN / m2 . 結(jié)構(gòu)自重 太陽能組件：Q1=0.16×3=0.48kN Q2=0.04×4.4=0.18kN 共計(jì)0.66kN 即太陽

14、能組件自重為0.66/（1.3×3）=0.17kN/M2鋼結(jié)構(gòu)自重： 0.1kN/M2樓頂支架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自重為0.27kN/M2按規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)自重的分項(xiàng)系數(shù)取ãG= 1.2 。即樓頂支架系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)自重計(jì)算為0.32kN/M2(注：承重梁預(yù)埋水泥墩重量：0.4×0.4×0.4×24.5×4=6.27kN 計(jì)算為6.27/（1.3×3）=1.6kN/M2，因其預(yù)埋在承重梁上，完全可以達(dá)到載荷的要求，在樓面荷載中不做詳述） 荷載組合 按規(guī)范要求對(duì)作用于組件同一方向上的各種荷載應(yīng)作最不利組合。太陽能支架系統(tǒng)傾斜平面上的組件，其平面外

15、的荷載最不利荷載組合風(fēng)載、雪載、結(jié)構(gòu)自重合計(jì)為： 0.6×1.73+0.24+0.32=1.6 kN/M2，滿足本建筑物樓頂對(duì)載荷的要求。太陽能組件綜合載荷為 0.7 kN/M2亦滿足樓頂對(duì)載荷的要求。 抗風(fēng)及抗拔力考慮，由于支架系統(tǒng)基座水泥墩，且水泥墩和系統(tǒng)支架自重已達(dá)1.87 kN/M2，總重量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水平風(fēng)壓，因此該太陽能發(fā)電系統(tǒng)重量可滿足抗風(fēng)及抗拔力要求。 3.3太陽電池陣列設(shè)計(jì)3.31、太陽電池組件選型目前使用較多的兩種太陽能電池板是單晶硅和多晶硅太陽電池組件。 單晶硅太陽能電池單晶硅太陽能電池板的單體光電轉(zhuǎn)換效率為 15%，是轉(zhuǎn)換效率最高的。本方案設(shè)計(jì)采用 180Wp

16、單晶硅太陽電池組件，見圖 2-2。圖 2-2 太陽電池組件組件電性能參數(shù)單晶硅太陽電池組件技術(shù)參數(shù)型 號(hào)標(biāo)準(zhǔn)功率pm開路電壓voc最佳工作電壓vm短路電流IscS-180C180W44.6V45.0V5.50A規(guī) 格重 量組件尺寸最佳工作電流im安裝孔數(shù)單晶16.3Kg1575×826×465.0A10-9腰圓孔注：標(biāo)準(zhǔn)測試條件（STC）下AM1.5、1000W/m2的輻照度、25的電池溫度。 I-V 曲線圖如圖 2.2.4I-V 曲線圖所示。圖 2.2.2 I-V 曲線圖3.3.2、光伏陣列表面傾斜度設(shè)計(jì)從氣象站得到的資料，均為水平面上的太陽能輻射量，需要換算成光伏陣列傾

17、斜面的輻射量才能進(jìn)行發(fā)電量的計(jì)算。對(duì)于某一傾角固定安裝的光伏陣列，所接受的太陽輻射能與傾角有關(guān)，較簡便的輻射量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式為：RS×sin(+)/sin+D式中：R傾斜光伏陣列面上的太陽能總輻射量S 水平面上太陽直接輻射量D 散射輻射量中午時(shí)分的太陽高度角光伏陣列傾角根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶痔峁┑奶柲茌椛鋽?shù)據(jù)，按上述公式可以計(jì)算出不同傾斜面的太陽輻射量，確定太陽能光伏陣列安裝傾角。本方案假設(shè)設(shè)計(jì)太陽能光伏陣列安裝傾角為 35°時(shí)，全年接受到的太陽能輻射能量最大?？紤]到跟蹤系統(tǒng)雖然能提高系統(tǒng)效率，但需要維護(hù)，而且會(huì)增加故障率，因此本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用固定的光伏方陣。3.3.3 電池組件固定

18、式支架間距測算當(dāng)光伏電站功率較大，需要前后排布太陽電池方陣，或當(dāng)太陽電池方陣附近有高大建筑物或樹木的情況下，需要計(jì)算建筑物或前排方陣的陰影，以確定方陣間的距離或太陽電池方陣與建筑物的距離。 一般確定原則：冬至當(dāng)天9:0015:00太陽電池方陣不應(yīng)被遮擋。 光伏方陣陣列間距或可能遮擋物與方陣底邊垂直距離應(yīng)不小于D。 計(jì)算公式如下：Lsn=Hctgh式中： H光伏陣列垂直高度h分別為太陽高度角太陽高度角：項(xiàng)目所在地北緯40°h =90-（23°26+40°）=26°34H=2.42Lsn= Hctgh=2.42×2.014=4.87米3.3.4 現(xiàn)

19、場總平面布置圖3.3.4.1污水池上方搭建750塊3.3.4.2.透視墻南側(cè)432塊3.3.4.3太陽能電池板安裝數(shù)量統(tǒng)計(jì)表序號(hào)建筑物名稱可安裝電池板數(shù)備注1污水處理池上方7502北側(cè)透視墻南側(cè)4323合計(jì)11823.3.5. 光伏方陣電氣設(shè)計(jì)太陽能光伏系統(tǒng)依其組件性質(zhì)單獨(dú)電氣設(shè)計(jì)，單晶硅太陽能發(fā)電系統(tǒng)。系統(tǒng)經(jīng)由系統(tǒng)內(nèi)并網(wǎng)逆變器將太陽能直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并入建筑物內(nèi)低壓電網(wǎng),供建筑負(fù)載使用，在配電室低壓進(jìn)線總開關(guān)內(nèi)層安裝防逆流裝置，避免電流送入外部高壓電網(wǎng)。3.3.5.1系統(tǒng)直流側(cè)最高工作電壓在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)直流側(cè)的最高工作電壓主要取決于逆變器直流側(cè)最高電壓，以及在直流回路中直流斷

20、路器額定工作電壓。但設(shè)備的工作電壓與設(shè)備所處的工作環(huán)境和海拔高度有關(guān)，室外溫濕度，根據(jù)GB311.1高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合、GB/T16935低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合及直流開關(guān)、并網(wǎng)逆變器的資料，電站現(xiàn)場設(shè)備的絕緣水平應(yīng)與正常使用條件基本相當(dāng)。直流輸入范圍一般在200V510V 之間，最大輸入電壓為600V。3.3.5.2組件串聯(lián)方式設(shè)計(jì)在組件串聯(lián)方式設(shè)計(jì)中，計(jì)算組件串聯(lián)數(shù)量時(shí)，必須根據(jù)組件的工作電壓和逆變器直流輸入電壓范圍，同時(shí)需要考慮組件的開路電壓溫度系數(shù)。采用18塊串聯(lián)。串聯(lián)后的電壓為：18×12V=216V直流216V更加也便于方陣排列和走線，并且滿足并網(wǎng)逆變器電壓需求。

21、3.4、方陣支架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)該項(xiàng)目單板如果采用 180Wp的太陽電池組件，一斜排 4 塊太陽電池組件。其中，180Wp單板尺寸為：1575mm×826mm×46mm，架設(shè)方陣傾角為 44o。方陣支架基礎(chǔ)采用C25 混凝土現(xiàn)澆，預(yù)埋安裝地角螺栓，單個(gè)基礎(chǔ) 0.08m³(0.4×0.4×0.6)。3.5 電站防雷和接地設(shè)計(jì)為了保證本工程光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安全可靠，防止因雷擊、浪涌等外在因素導(dǎo)致系統(tǒng)器件的損壞等情況發(fā)生，系統(tǒng)的防雷接地裝置必不可少。（1）地線是避雷、防雷的關(guān)鍵，在進(jìn)行配電室基礎(chǔ)建設(shè)和太陽電池方陣基礎(chǔ)建設(shè)的同時(shí)，選擇污水處理場附近土層較厚、潮

22、濕的地點(diǎn)，挖 12 米深地線坑，采用 40 扁鋼，添加降阻劑并引出地線，引出線采用 35mm2銅芯電纜，接地電阻應(yīng)小于 4 歐姆。（2）直流側(cè)防雷措施：電池支架應(yīng)保證良好的接地，太陽能電池陣列連接電纜接入光伏陣列防雷匯流箱，匯流箱內(nèi)含高壓防雷器保護(hù)裝置，電池陣列匯流后再接入直流防雷配電柜，經(jīng)過多級(jí)防雷裝置可有效地避免雷擊導(dǎo)致設(shè)備的損壞。（3）交流側(cè)防雷措施：每臺(tái)逆變器的交流輸出經(jīng)交流防雷柜（內(nèi)含防雷保護(hù)裝置）接入電網(wǎng)，可有效地避免雷擊和電網(wǎng)浪涌導(dǎo)致設(shè)備的損壞，所有的機(jī)柜要有良好的接地。3.6 智能匯流箱設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況，太陽電池陣列，共為63串，需配置 5 臺(tái)智能匯流箱（APV-M12路3臺(tái)，

23、APV-M16路1臺(tái)）。3.7 直流配電柜設(shè)計(jì)直流配電柜按照 250kWp 的直流配電單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，需1臺(tái)(YLDPC-500) 直流配電柜。3.8光伏并網(wǎng)逆變器本方案設(shè)計(jì)采用光伏并網(wǎng)變流器（SPG-250K3）8路，額定功率為 250kW，均含有隔離并網(wǎng)變壓器，實(shí)現(xiàn)電氣隔離。逆變器的核心控制采用基于 SVPWM 的無沖擊同步并網(wǎng)技術(shù)，保證系統(tǒng)輸出與電網(wǎng)同頻、同相和同幅值。 性能特點(diǎn) 大功率 IGBT 模塊并聯(lián)技術(shù)，過載能力強(qiáng) 功率組件模塊化設(shè)計(jì)，便于組裝調(diào)試及維護(hù) DSP 全數(shù)字化矢量控制，性能優(yōu)異 先進(jìn)的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)（MPPT） 寬電壓輸入范圍，提高發(fā)電效益 高效工頻變壓器隔離，安全

24、可靠，提高效率 全新的整機(jī)散熱方案，提高散熱效率 完善的故障自檢、保護(hù)和顯示功能，系統(tǒng)的可靠性更高 標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控 智能觸摸人機(jī)界面 可適應(yīng)惡劣的電網(wǎng)環(huán)境 技術(shù)指標(biāo)250kW 光伏并網(wǎng)變流器（SunVert150）直流側(cè)推薦光伏組件功率250kw最大直流輸入電壓880VdcMPPT電壓范圍450Vdc-820Vdc最大額定電流200A交流側(cè)額定輸出功率150kw額定輸出電流200A并網(wǎng)電壓范圍380Vdc（-15%-+10%）并網(wǎng)電壓頻率50Hz±0.5Hz電流畸變率（THD）4%（額定功率）功率因數(shù)0.99（額定功率）系統(tǒng)最大效率97%工作溫度-25-+55冷卻方式強(qiáng)迫

25、風(fēng)冷顯示/操作液晶觸摸屏防護(hù)等級(jí)IP20通訊接口乙太網(wǎng)外型尺寸寬高深2200×2000×850（mm）重量1960Kg3.9發(fā)電計(jì)量系統(tǒng)配置方案光伏發(fā)電設(shè)備的計(jì)量點(diǎn)通常設(shè)在光伏并網(wǎng)逆變器的并網(wǎng)側(cè)，該電度表是一塊多功能數(shù)字式電度表，不僅要具有優(yōu)越的測量技術(shù)，還要有非常高的抗干擾能力和可靠性。同時(shí)，該表還可以提供靈活的功能：顯示電表數(shù)據(jù)、顯示費(fèi)率、顯示損耗、狀態(tài)信息、報(bào)警等。此外，顯示的內(nèi)容、功能和參數(shù)可通過光電通訊口用維護(hù)軟件來修改，通過光電通訊口還可處理報(bào)警信號(hào)，讀取電度表數(shù)據(jù)。本項(xiàng)目擬采用三相感應(yīng)式交流電能表，該產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠，可以用于計(jì)量三相電網(wǎng)中有功電能，提供雙向計(jì)

26、量。圖 2.2.9 三相感應(yīng)式交流電能表3.10、數(shù)據(jù)采集方案并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能包括：光伏并網(wǎng)逆變器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視；并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量計(jì)量與統(tǒng)計(jì)；并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)環(huán)境檢測；光伏并網(wǎng)逆變器運(yùn)行調(diào)度。（1）監(jiān)控系統(tǒng)功能介紹光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)采用具有國際先進(jìn)技術(shù)水平的國產(chǎn)化設(shè)備。自動(dòng)化通訊、數(shù)據(jù)采集技術(shù)，結(jié)合了 SCADA 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，是一套完整高效的光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，具備本地和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。本地監(jiān)控系統(tǒng)采用安裝在變流柜上觸摸屏，監(jiān)控范圍包括環(huán)境參數(shù)、匯流箱、光伏并網(wǎng)逆變器等。主要監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括光伏發(fā)電單元的直流輸出電壓、電流和功率，光伏并網(wǎng)逆變器進(jìn)出側(cè)電壓、電流、功率、并網(wǎng)頻率

27、和內(nèi)部參數(shù)，另外還有環(huán)境溫度、光照度等。遠(yuǎn)程中心監(jiān)控系統(tǒng)采集各本地監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)警等功能。用戶在辦公室也能實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并能查詢發(fā)電量統(tǒng)計(jì)和故障信息。第四章 電氣系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)4.1 防逆流裝置設(shè)計(jì)為保障該太陽能發(fā)電項(xiàng)目不會(huì)將所發(fā)電力輸送至外部高壓電網(wǎng)，特此，在主配電盤加設(shè)防逆流保護(hù)裝置，即當(dāng)供配電系統(tǒng)用電負(fù)荷不足，光伏發(fā)電超過負(fù)載用電時(shí)。供電變壓器的次級(jí)處會(huì)出現(xiàn)逆電流。當(dāng)逆電流超過逆變器額定電流的5%時(shí)，逆向功率保護(hù)裝置動(dòng)作，會(huì)在0.5到2s內(nèi)將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。4.2 防孤島效應(yīng)設(shè)計(jì)孤島效應(yīng)是指光伏系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器在并入的電網(wǎng)失壓時(shí)或電網(wǎng)斷電時(shí)，逆

28、變器仍然保持對(duì)失壓電網(wǎng)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(yīng)區(qū)域會(huì)發(fā)生電壓和頻率不穩(wěn)定現(xiàn)象，有可能對(duì)外部設(shè)備造成損壞或發(fā)生觸電安全事故。 根據(jù)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求GB/T 19939-2005 對(duì)于防孤島效應(yīng)的規(guī)定：當(dāng)光伏系統(tǒng)并入的電網(wǎng)失壓時(shí)，必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（2s 內(nèi)）將該光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開，防止出現(xiàn)孤島效應(yīng)。 為此，在孤島效應(yīng)設(shè)計(jì)時(shí)，接入交流接觸器對(duì)孤島效應(yīng)進(jìn)行防護(hù)，即當(dāng)電網(wǎng)電壓斷電時(shí)并入電網(wǎng)的接觸器線圈失電，連接在并網(wǎng)回路的接觸器常開觸點(diǎn)斷開，使并網(wǎng)回路斷開逆變器停止工作，起到整體對(duì)于孤島效應(yīng)的防護(hù)作用。 第五章 電氣系統(tǒng)構(gòu)成選型設(shè)計(jì)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、直流監(jiān)測配電

29、箱、并網(wǎng)逆變器、計(jì)量裝置及上網(wǎng)配電系統(tǒng)組成。太陽能通過光伏組件轉(zhuǎn)化為直流電力，通過直流監(jiān)測配電箱匯集至并網(wǎng)型逆變器，將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流。直流逆變?yōu)?80V交流后，直接并入當(dāng)?shù)氐蛪弘娋W(wǎng)。 5.1 逆變器的選型設(shè)計(jì)根據(jù) 光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定 GB/Z 19964-2005 光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求 GB/T 19939-2005 光伏（PV）系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性 GB/T 20046-2006 根據(jù)以上規(guī)范要求，選用逆變器應(yīng)具有如下功能特點(diǎn)。 電能質(zhì)量保障：光伏系統(tǒng)向當(dāng)?shù)亟涣髫?fù)載提供電能和向電網(wǎng)發(fā)送電時(shí)，在電壓偏差、頻率、諧波和功率因數(shù)方面必須滿足實(shí)用要求并符合標(biāo)準(zhǔn)

30、。當(dāng)出現(xiàn)偏離標(biāo)準(zhǔn)的越限狀況，逆變器能檢測到這些偏差并將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)安全斷開。 電壓偏差保護(hù)：為了保障當(dāng)?shù)亟涣髫?fù)載正常工作，光伏系統(tǒng)中所選逆變器的輸出電壓與電網(wǎng)完全匹配。正常運(yùn)行時(shí)，光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)接口處的電壓允許偏差應(yīng)符合GB/T 12325 的規(guī)定。三相電壓的允許偏差為額定電壓的±5%，單相電壓的允許偏差為額定電壓的 +7%、-10%。超出該允許范圍時(shí)，逆變器自動(dòng)將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)安全斷開。 諧波和波形畸變：逆變器總電流波形畸變率控制應(yīng)在GB 14549-1993電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波規(guī)定的5%之內(nèi)。 電壓不平衡度保護(hù)：光伏系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，如電網(wǎng)接口處的三相電壓不平衡度超過GB/T15543 規(guī)定的數(shù)值，超過允許值2%，及短時(shí)超過4%，逆變器將斷開系統(tǒng)與電網(wǎng)的