2MWp光伏并網(wǎng)電站技術(shù)方案090621

1、2MWp光伏并網(wǎng)電站技術(shù)方案概述：在中、大型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，經(jīng)常遇到設(shè)備選型難的問題，應(yīng)該如何選用設(shè)備匹配整個(gè)系統(tǒng)，使得系統(tǒng)達(dá)到最佳狀態(tài)？我公司經(jīng)過理論分析和實(shí)際應(yīng)用，針對(duì)目前國內(nèi)市場的遇到的幾種情況進(jìn)行了系統(tǒng)分析和研究，提供以下幾種選型原則和方法以供參考。系統(tǒng)選型指南對(duì)于中大型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，選擇多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的方式，建議使用同種規(guī)格型號(hào)的電源（方便于系統(tǒng)的群控和數(shù)據(jù)的采集）。具體選型建議為：1、3MW以上光伏發(fā)電的系統(tǒng)：建議選擇多臺(tái)GSG250KC的電源進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行；2、500KW至3MW的系統(tǒng)：建議選擇多臺(tái)GSG100KC的電源進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行；3、200KW至500KW的光伏發(fā)電系統(tǒng)：

2、建議選擇多臺(tái)GSG50KC的并聯(lián)運(yùn)行;4、200KW以下的光伏發(fā)電系統(tǒng)： 建議采用多臺(tái)GSG20KC或GSG50KC的電源進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行。選擇并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)采用多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行具有諸多優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)把其中部分舉例如下：并聯(lián)優(yōu)勢(shì) 單臺(tái)運(yùn)行多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行提高系統(tǒng)的可靠性維修時(shí)需關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。維修時(shí)只需把要檢修的某臺(tái)（某部分）退出，不影響整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。另系統(tǒng)功率是按峰值功率設(shè)計(jì)的，單臺(tái)設(shè)備退出時(shí)不會(huì)影響系統(tǒng)發(fā)電量。提高系統(tǒng)運(yùn)行效率空載損耗較大。另在日照不強(qiáng)的情況下，整臺(tái)設(shè)備都處于運(yùn)行的狀態(tài)。此時(shí)電源負(fù)載率極低，系統(tǒng)效率極低?？蛰d損耗較小。根據(jù)光照強(qiáng)弱，群控器自動(dòng)逐臺(tái)投切，控制投入運(yùn)行電源的數(shù)量，使每臺(tái)電源在較

3、高的負(fù)載率下運(yùn)行，有效提高系統(tǒng)的效率。提高系統(tǒng)的壽 命整機(jī)常年處于運(yùn)行工作狀態(tài)，老化較快。可根據(jù)光照情況，合理選擇某臺(tái)（某部分）投入運(yùn)行，系統(tǒng)的單臺(tái)可進(jìn)行輪休(循環(huán)工作)、輪檢。方便系統(tǒng)擴(kuò) 容可根據(jù)系統(tǒng)的需要靈活進(jìn)行擴(kuò)容，靈活增加設(shè)備。1.1總體設(shè)計(jì)方案針對(duì)2MWp的非晶太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)項(xiàng)目，我公司建議采用分布發(fā)電、集中并網(wǎng)方案，將系統(tǒng)分成8個(gè)250KW的并網(wǎng)發(fā)電單元，每個(gè)250KW的并網(wǎng)發(fā)電單元都接入10KV升壓站的0.4KV低壓配電柜，經(jīng)過0.4KV/10KV (2500KVA)變壓器升壓裝置，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并入高壓交流電網(wǎng)。2MWp光伏電站采用模塊化設(shè)計(jì)方案，采用8臺(tái)25

4、0kW大功率并網(wǎng)逆變器，輸出0.4kV，可直接并入低壓電網(wǎng)，或共用一套升壓系統(tǒng)，采用10kV并網(wǎng)接入方案。高壓電網(wǎng)直流母線2500kVA升壓變壓器高壓合閘及防雷GSG250KC型并網(wǎng)逆變器GSG250KC型并網(wǎng)逆變器高壓電網(wǎng)升壓變壓器低壓配電箱直流母線防雷匯流箱防雷匯流箱光伏方陣光伏方陣防雷匯流箱GSG250KC型并網(wǎng)逆變器光伏方陣.20.140.8.2MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)原理簡圖系統(tǒng)的電池組件選用42Wp非晶硅太陽能電池組件，其工作電壓為58V，開路電壓約為78V。經(jīng)過計(jì)算，每個(gè)光伏子方陣按照10塊電池組件串聯(lián)進(jìn)行設(shè)計(jì)，每240個(gè)子方陣組成一個(gè)光伏方陣，2000KW的并網(wǎng)單元需配置20個(gè)光

5、伏方陣，每個(gè)光伏方陣2400塊電池組件,其功率為100.8KWp。則整個(gè)2MWp并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)需配置48000塊42Wp電池組件，實(shí)際功率約為2.016MWp。為了減少光伏方陣到逆變器之間的連接線及方便日后維護(hù)，在室外配置光伏方陣匯流盒，該匯流盒可直接安裝在電池支架上，每個(gè)匯流盒可接入6路光伏子方陣，每個(gè)防雷匯流箱可接入6路光伏子方陣匯流盒，每100.8KW并網(wǎng)單元配置40臺(tái)匯流盒,7臺(tái)防雷匯流箱，整個(gè)2MWp并網(wǎng)系統(tǒng)需配置800臺(tái)子光伏方陣匯流盒，140臺(tái)防雷匯流箱。為了將每個(gè)100.8KW并網(wǎng)單元的7臺(tái)光伏方陣防雷匯流箱的直流輸出匯流后再接入8臺(tái)GSG250KC并網(wǎng)逆變器，系統(tǒng)需要配置10臺(tái)

6、直流屏，每個(gè)直流屏按照14臺(tái)防雷匯流箱輸出直流配電單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，輸出匯接入直流母線。整個(gè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)按照20個(gè)100.8KW的光伏方陣并網(wǎng)發(fā)電單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，整個(gè)2MWp系統(tǒng)需配置8臺(tái)GSG250KC并網(wǎng)逆變器。每臺(tái)逆變器的直流輸入接直流屏后直流母線，交流輸出(AC380/220V,50Hz)分別接入10KV升壓站的0.4KV三相交流低壓配電柜。本系統(tǒng)需配置1套10KV升壓站，包含10kV主變(0.4/10KV, 2500KVA)、10kV開關(guān)柜以及直流電源、二次控制柜等裝置，柜與柜之間通過銅排或電纜連接。開關(guān)柜應(yīng)配置8路三相交流低壓輸入接口(AC380/220V,50Hz)，通過電纜分別接至8

7、臺(tái)GSG250KC并網(wǎng)逆變器的交流輸出端，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)并網(wǎng)系統(tǒng)并入10KV交流電網(wǎng)。綜上所述，本并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由下述各部分組成: 1) 光伏方陣: 包括太陽電池組件、支承結(jié)構(gòu)(支架及基礎(chǔ)等)、匯流盒、光伏方陣防雷匯流箱、電纜電線等; 2) 直流-交流逆變?cè)O(shè)備: 包括直流屏、配電柜、并網(wǎng)逆變器等; 3) 升壓并網(wǎng)設(shè)施: 包括升壓變壓器、戶外真空斷路器、高壓避雷器等; 4) 控制檢測系統(tǒng): 包括系統(tǒng)控制裝置、數(shù)據(jù)檢測及處理與顯示系統(tǒng)、遠(yuǎn)程信息交換設(shè)備等; 5) 附屬設(shè)施: 防雷及接地保護(hù)裝置、光電場清潔設(shè)備、廠房及辦公室、防護(hù)圍欄、通道及道路等。1.2 主要設(shè)備及其主要技術(shù)要求太陽電池組件:

8、 總?cè)萘繛?MWp。選用性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠的非晶體硅組件。此項(xiàng)目選用普樂新能源提供非晶硅薄膜太陽能電池.1組件基本技術(shù)數(shù)據(jù) (TFSM-T-0 42W 雙結(jié)) 普樂新能源提供非晶硅薄膜太陽能電池。下表顯示是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測試的穩(wěn)定值：輻射度為1000 W/m2 ，光譜為AM1.5 ；溫度為25 （開路電壓或短路電流可定制）。標(biāo)準(zhǔn)條件下穩(wěn)定功率Wp = 42 W ± 5 %額定工作電壓:Vm = 58.0 V ± 5 %額定工作電流:Im = 0.72 A ± 5 %開路電壓:Voc = 78 V ± 5 %短路電流:Isc = 0.92 A ±

9、5 %功率溫度系數(shù): Pm = 0.2% / °C旁路二極管:10 A 1000 V最大系統(tǒng)電壓:800 V效率：6%橫向結(jié)構(gòu):激光式樣安裝裝置:鋁框尺寸：寬度*長度*厚度25.32 inch x 49.33 inch x 1.06 inch (643mm x 1253 mm x 27mm)工作溫度范圍:-40°C to +85°C重量:30 lbs. (13.7 kg) § 裝箱說明：40英尺集裝箱（1472片/62kW）。§ 在光伏組件工作的起初幾個(gè)月里，電參數(shù)特性為高于額定功率15%。§ 組件為玻璃層壓封裝式。§ 通過

10、TÜV SÜD的TÜV認(rèn)證（認(rèn)證號(hào)：Z2 09 04 6938 001）。§ 符合CE要求。§ 正在進(jìn)行UL認(rèn)證。§ 使用壽命至少20年。圖1 初始IV曲線 圖2 穩(wěn)定后IV曲線 0400500600700800Wavelength (nm)Quantum Efficiency圖3 雙結(jié)QE.2每路串聯(lián)的組件數(shù)量根據(jù)使用的組件最大系統(tǒng)電壓、逆變器的輸入電壓特性和輸入MPPT電壓特性，考慮方陣布置和施工的方便，每串組件的最佳串聯(lián)數(shù)量為10塊串聯(lián)比較合適。 支承結(jié)構(gòu)太陽能方陣支架采用熱浸鍍鋅鋼結(jié)構(gòu)，能抵御8級(jí)以上大風(fēng)，具有足夠的抗腐蝕能力

11、，足夠使用25年。 并網(wǎng)逆變器蚌埠地區(qū)的2MWp光伏并網(wǎng)電站的并網(wǎng)逆變器選擇，無論從技術(shù)角度考慮，以及電站建成后運(yùn)行維護(hù)、數(shù)據(jù)追蹤分析，選冠亞電源產(chǎn)品最為合適。這里綜合考慮施工建設(shè)、發(fā)電效率、性價(jià)比、運(yùn)行維護(hù)等因素，選用GSG250KC。.1 GSG250KC 主要特點(diǎn)和電性能數(shù)據(jù) 型 號(hào)GSG250KC允許最大電池方陣功率（KWp）275額定電壓（VDC）580最大開路電壓（VDC）850MPPT范圍（VDC）400-800交流輸出額定交流輸出功率（KW）250電網(wǎng)電壓范圍（VAC） 320460電網(wǎng)頻率范圍（Hz）46.851.2效率max > 96.5 %歐洲標(biāo)準(zhǔn)效率> 95

12、 %總電流波形畸變率 (THD)THD(Iac)< 4 %(滿功率時(shí))MPPT精度99性能特點(diǎn)電網(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過帶電氣隔離的RS485進(jìn)行傳輸電磁兼容性EN50081,part1/ EN50082,part1電網(wǎng)干擾EN61000-3-2電網(wǎng)檢測DIN VDE 126相移<1°設(shè)備運(yùn)行自消耗電能（W）<20 設(shè)備待機(jī)自消耗電能（W）< 20直流電壓紋波Vpp< 10 %保護(hù)功能極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、過熱保護(hù)、過載保護(hù)等環(huán)境使用環(huán)境溫度1540使用環(huán)境濕度095%(不結(jié)露) 噪音50 dB使用海拔2000米，高于2000米，每增加500米，降

13、額5防護(hù)等級(jí)IP20（室內(nèi)）機(jī)箱參考尺寸（深、寬、高）800*1700*2100性能特點(diǎn)簡介光伏并網(wǎng)逆變器是采用美國TI公司DSP芯片作為控制部件的數(shù)字信號(hào)處理。此產(chǎn)品具有以下優(yōu)異的特性：1.逆變部分采用開關(guān)速度快、功耗小的智能IGBT(IPM)作為功率器件。逆變變壓器又是采用高效完全隔離型的，所以逆變器具有了輸出波形失真小；動(dòng)態(tài)特性好；逆變效率高的特性。2.控制部分是采用高速度的微處理器為核心的控制部件，所以具有了輸出過載，輸出高、低電壓保護(hù)動(dòng)作快，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)壓精度高等特性。3.輸出短路保護(hù)，采用輸出回路檢測保護(hù)和模塊飽和壓降檢測等雙重保護(hù)，從而大大提高短路保護(hù)的可靠性。4.逆變器輸出

14、部分裝有射頻濾波器，使逆變器所帶的負(fù)載（電網(wǎng)）免受高頻諧波的干擾。5.友好的人機(jī)接口界面，通過觸摸式顯示面板就能很清楚的了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。比如：直流側(cè)電壓、電流、網(wǎng)側(cè)電壓、電流、頻率等參數(shù)都能顯示。6.有各種報(bào)警功能，比如有電網(wǎng)異常報(bào)警，光伏組件輸出欠過壓報(bào)警等等。7具有直流輸入手動(dòng)分?jǐn)嚅_關(guān)，交流電網(wǎng)手動(dòng)分?jǐn)嚅_關(guān)，開關(guān)機(jī)操作按鈕等。8. 適應(yīng)嚴(yán)酷的電網(wǎng)環(huán)境9. MPPT自尋優(yōu)技術(shù),最大限度提高系統(tǒng)的發(fā)電量1.3 液晶顯示及菜單簡介冠亞品牌光伏并網(wǎng)逆變電源智能化程度高，每天自動(dòng)啟停工作，無需人為控制。在逆變電源的上端有3個(gè)主要狀態(tài)顯示LED燈，分別指示正常運(yùn)行、脫網(wǎng)、故障，觸摸式LCD屏（如下

15、圖所示），通過這些指示燈和觸摸LCD屏可知道逆變電源的工作狀態(tài)并對(duì)逆變器進(jìn)行控制。開始界面實(shí)時(shí)監(jiān)控界面狀態(tài)指示界面通信狀態(tài)，正常時(shí)閃爍歷史記錄，分電量和故障記錄電量記錄可查看當(dāng)月類的每一天日發(fā)電量記錄，以曲線圖的方式；當(dāng)月累計(jì)電量，以及總發(fā)電量故障記錄，可存儲(chǔ)80條記錄，每頁顯示5條記錄密碼輸入界面由此界面進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置界面系統(tǒng)設(shè)置界面設(shè)備參數(shù)界面公司信息界面1.4 遠(yuǎn)程控制部分說明：并網(wǎng)電源可以通過和PC機(jī)近、遠(yuǎn)程聯(lián)接（通過RS485接口）實(shí)現(xiàn)以下控制： PC機(jī)上顯示直流電流、直流電壓、網(wǎng)側(cè)電壓、網(wǎng)側(cè)電流、輸出功率等； PC機(jī)上顯示當(dāng)日發(fā)電量、累計(jì)發(fā)電量等； 故障告警：對(duì)并網(wǎng)逆變電源上出現(xiàn)的故

16、障可通過RS485接口傳輸?shù)絇C機(jī)上； 查看當(dāng)前的時(shí)間信息； 可在PC機(jī)上的控制軟件里面對(duì)并網(wǎng)電源進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，調(diào)整并網(wǎng)電源的各項(xiàng)控制參數(shù)。1.5專用上位機(jī)軟件該軟件為用戶提供一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)管供電、用電設(shè)備的在線系統(tǒng)，配合我公司的光伏并網(wǎng)逆變電源發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示與處理、系統(tǒng)功能分析，系統(tǒng)事故追憶、各種文檔備份、用戶級(jí)別選擇，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程特定功能控制、新用戶電源使用學(xué)習(xí)，在線幫助等功能。具體功能 A:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示與處理采用召喚應(yīng)答式規(guī)約 ，在線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理后，可以參照對(duì)比專家系統(tǒng)意見，提供最佳電源使用優(yōu)化方案。對(duì)于系統(tǒng)電量、事故記錄等非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)電源系統(tǒng)采集周期

17、，做定時(shí)采集，打包。在系統(tǒng)相應(yīng)采集周期設(shè)定時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行處理并備份。功能強(qiáng)大的類地理信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 1).多站同時(shí)監(jiān)控主界面 2).單站觀測3).數(shù)據(jù)處理全面，深刻，顯示方式多樣化。B:事故追憶包括離線事故和在線事故。為不能長時(shí)間開啟電腦的客戶提供更多便利。具備詳細(xì)的事故記錄（精確到秒，以時(shí)間段顯示，同時(shí)記錄系統(tǒng)所有運(yùn)行參數(shù)備查）多種查詢方式（按站點(diǎn)，按時(shí)間，按日期及起組合方式）報(bào)表生成和打印數(shù)據(jù)軟件備份和數(shù)據(jù)硬件備份C：十分強(qiáng)大的告警功能具備報(bào)警參數(shù)設(shè)定，告警參數(shù)顯示與保持提供聲音（內(nèi)容可以自行選擇，滿足個(gè)性需求，同時(shí)提供pc機(jī)內(nèi)部蜂鳴器報(bào)警，為用戶節(jié)約電能），光，短信，郵件， 等報(bào)警方式

18、。D：安全模式對(duì)用戶：提供權(quán)限管理、密碼登錄、無誤操作設(shè)計(jì)，免費(fèi)在先升級(jí)電源知識(shí)數(shù)據(jù)庫，新電源用戶學(xué)習(xí)影像資料。對(duì)電源設(shè)備：實(shí)時(shí)控制，參數(shù)全面具體（并網(wǎng)告警提供近二十種告警設(shè)計(jì)）,防誤操作處理。E：附加功能，人性化設(shè)計(jì)人性化界面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)顯示多樣化方便的窗口排列設(shè)置避免重復(fù)運(yùn)行的設(shè)計(jì)多種時(shí)間日期顯示F：不斷創(chuàng)新，力求完美（無線監(jiān)控介紹）系統(tǒng)描述：設(shè)備只需插入一張SIM卡，就可通過GSM網(wǎng)絡(luò)以短消息或數(shù)傳（Data）的形式完成遠(yuǎn)程的雙向數(shù)據(jù)傳輸。而遠(yuǎn)程終端可以是PC機(jī)，移動(dòng) 或其他移動(dòng)設(shè)備。GSM網(wǎng)絡(luò)在短消息方面應(yīng)用具有覆蓋范圍廣，傳輸可靠，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。適合與需頻繁傳輸小流量數(shù)據(jù)和不宜鋪設(shè)線路

19、的應(yīng)用場合。目前系統(tǒng)已經(jīng)能夠支持多站控制。1.6光伏方陣防雷匯流箱為了減少光伏方陣到逆變器之間的連接線及方便日后維護(hù)，本系統(tǒng)在室外配置光伏方陣防雷匯流箱，該匯流箱可直接安裝在電池支架上。光伏方陣防雷匯流箱(型號(hào):GPVCB-6)的性能特點(diǎn)如下：1) 戶外壁掛式安裝，防水、防銹、防曬，滿足室外安裝使用要求；2) 可同時(shí)接入6路光伏方陣，每路光伏方陣的最大允許電流為10A；3) 光伏方陣的最大開路電壓值為DC1000V；4) 每路光伏方陣配有光伏專用高壓直流熔絲進(jìn)行保護(hù)，其耐壓值為DC1000V；5) 直流輸出母線的正極對(duì)地、負(fù)極對(duì)地、正負(fù)極之間配有光伏專用高壓防雷器，防雷器采用菲尼克斯品牌；6) 直流輸出母線端配有可分?jǐn)嗟闹绷鲾嗦菲?，斷路器采用梅蘭或ABB品牌；光伏方陣防雷匯流箱的電氣原理框圖如下圖所示：1.6.1 直流屏共配置8臺(tái)直流屏，用來進(jìn)行直流配電和直流匯集。使用普樂新能源提供非晶硅薄膜太陽能電池，每臺(tái)直流屏的輸入端配置18臺(tái)光伏方陣防雷匯流箱，每個(gè)防雷匯流箱有6路匯流盒輸入。每個(gè)匯流盒有6路光伏子方陣輸入1. 6. 2 升壓變壓器（升壓站）1. 電壓 0.4 Kv/10 kV；（根據(jù)要求的并網(wǎng)接入電壓確定）2. 容量 2500 kVA