大型地面電站設計培訓用ppt課件

1、南京冠亞電源設備2021年2月18日 大型地面光伏發(fā)電技術和系統(tǒng)設計運用工程師:徐學亮冠亞新廠區(qū)1、光伏發(fā)電的特點 2、地面光伏系統(tǒng)容量規(guī)劃3、光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計 4、光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝與維護建立階段論述；5、南京冠亞并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品簡介目 錄3一、光伏發(fā)電的特點取之不盡，用之不竭對環(huán)境無污染，零排放隨處可得，就近供電無機械磨損，維護簡單，運轉可靠隨機性、動搖性、間歇性4反射直射吸收散射456二、目前光伏系統(tǒng)容量規(guī)劃系統(tǒng)設計闡明： 光伏電站的系統(tǒng)整體設計由光伏發(fā)電系統(tǒng)和機電設計兩個部分組成，其中光伏發(fā)電系統(tǒng)指從太陽電池組件至逆變器之間的一切電氣設備，包括太陽電池組件、直流接線箱、直流電纜、直流匯

2、流柜、逆變器等；機電部分指從逆變器交流側至電站送出部分的一切電氣、控制維護、通訊及通風等。7目前子系統(tǒng)1MW容量闡明特點闡明 ：電站采用“集中設計、集中控制、單點并網(wǎng)的總體技術方案。(1) 在電氣線路上，并網(wǎng)系統(tǒng)分為多個獨立的1MWp分系統(tǒng)； (2) 每個1MWp分系統(tǒng)包括2個500kWp子系統(tǒng)、1臺1000kVA的升壓變壓器；(3) 每個子系統(tǒng)由光伏方陣、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器組成，輸出0.27KV三相交流電；(4)光伏電站站用電：站用電源由10kV配電安裝引接前端可加雙電源切換安裝，容量定為500kVA，站用電用于供應本站內(nèi)各處照明、暖通、檢修等負荷。8子系統(tǒng)配置闡明1MW單元：國內(nèi)外為主

3、流、為典型運用系統(tǒng)單元：在國內(nèi)外運轉最多、最平安穩(wěn)定的是1MW為單元，具有成熟的配套元件產(chǎn)品及成熟的電氣維護線路，例如，市場設備廠家，專門提供1MW光伏公用升壓變系統(tǒng)及開關維護設備，此1MW構造采用雙分裂雙繞組變壓器。對于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，影響系統(tǒng)的發(fā)電量是多方面的，而最直接的影響就是逆變器的效率和升壓變壓器的效率，所以為了提高系統(tǒng)的發(fā)電效率，每個 1MW 并網(wǎng)子站采用 2臺單機 500KW 高效無變壓器型大功率并網(wǎng)逆變器，配置 1 臺 0.27/0.27/35KV 雙分裂升壓變壓器，經(jīng)過一次升壓方案完成 35KV 上網(wǎng)發(fā)電。9表示電氣圖10光伏方陣逆變器500KW光伏方陣逆變器500KW地埋

4、電纜升壓變中壓開關站控制樓直配柜直配柜構造圖11三、光伏發(fā)電系統(tǒng)設計1、設計步驟2、逆變器選型及相關引見3、配電設計匯流箱設計、直流配電柜設計、監(jiān)控設計、箱式變設計、高低配電柜設計等4、電纜銜接布線設計5、防雷接地設計6、施工建立流程設計并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計步驟1、在調(diào)查的根底上進展預可行性設計與研討；2、技術方案確定和設備選型太陽電池、逆變器、監(jiān)控、其它輔助設備、運轉方式等；3、工程設計：(土建施工方案、抗風才干、防雷接地、電網(wǎng)電氣接入系統(tǒng))；4、特殊設計：1) 對于大型光伏電站：占地計算、場地、根底、機房、圍欄、 自動跟蹤系統(tǒng)等。12逆變器選型及相關引見逆變器拓撲構造圖可靠性元器件選擇、

5、維護功能最大功率點跟蹤技術MPPT孤島檢測和防護電網(wǎng)鎖一樣步技術輸出電流總諧波控制并網(wǎng)電路拓撲構造并網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控及調(diào)度技術13并網(wǎng)逆變器的拓撲構造本身不帶隔離變壓器自帶變壓器(用戶側型)14可靠性并網(wǎng)逆變器的設計要與整個光伏電站系統(tǒng)設計壽命相符合，產(chǎn)品的可靠性、可用性、順應性為重點內(nèi)容。為此要求逆變器在軟件上、硬件上都要相應做好可靠性設計。1硬件上：逆變器IGBT模塊、直流輸入開關、交流輸出開關、電容器、散熱風機、濾波器等選型計算及配置以500KW為例：逆變器IGBT模塊選型主要思索IGBT模塊的電壓及導通壓降等、電流限值、最高開關頻率等因數(shù)；其它設備要思索電壓電流參數(shù)等級及運用壽命，普通廠商

6、選用知名廠商：ABB、LS等。2) 軟件上：采用先進數(shù)子化DSP技術，周全的維護電路來保證系統(tǒng)平安運轉可靠。16IGBT功率模塊 接觸器開關排風機 防雷器 模塊吸收電路-1模塊吸收電路-2 17最大功率點跟蹤技術MPPT光伏電池輸出特性隨溫度、光照條件變化而變化。最大功率點跟蹤的過程本質上是一個自尋優(yōu)過程，即經(jīng)過微調(diào)理光伏電池端電壓來控制最大功率的輸出。要求：快速、準確和穩(wěn)定孤島景象和防護孤島景象： 當電網(wǎng)的部分線路因缺點或檢修而停電時，停電線路由所連的并網(wǎng)發(fā)電安裝繼續(xù)供電，并連同周圍的負載構成一個自給供電的孤島。21鎖一樣步與功率調(diào)理 逆變器本體具有并網(wǎng)鎖一樣步技術，具有與遠方指令上行與下傳

7、信息功能。輸出電流總諧波電流諧波測試電流總諧波電流畸變限值檢驗結果結論5%3.5%奇次諧波電流畸變限值檢驗結果結論3次9次4.0%2.21%11次15次2.0%0.27%17次21次1.5%0.07%23次33次0.6%0.16%偶次諧波電流畸變限值檢驗結果2次8次1.0%0.15%10次32次0.5%0.02%電壓諧波測試電網(wǎng)標稱電壓:380V電壓總諧波畸變率檢驗結果結論5%4.6%各次諧波電壓含有率奇次檢驗結果4%3.8%偶次檢驗結果2%1.6%備注滿足國標準:及國標23并網(wǎng)電路拓撲構造大型并網(wǎng)光伏電站配置拓撲圖24大型電站設備配置組成太陽電池方陣接線箱直流配電逆變器高低配柜變壓器(室內(nèi)或

8、室外)并網(wǎng)及數(shù)據(jù)顯示和通訊2526并網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控及調(diào)度技術IEEE1547規(guī)定，功率超越250kW的分布式電源必需安裝監(jiān)測系統(tǒng)，以監(jiān)視電站的接入形狀、有功、無功輸出和銜接點的電壓大功率逆變器要求具有：接受遠方調(diào)度指令進展有功輸出調(diào)理、功率要素的調(diào)理、遠程開關機功能、低電壓穿越功能等27配電設計匯流箱設計: 防雷匯流箱主要用于光伏電站并網(wǎng)系統(tǒng)、離網(wǎng)自發(fā)自用系統(tǒng)中，起到光伏組件到逆變器的銜接過渡作用，主要用于維護系統(tǒng)的平安性、現(xiàn)場施工的方便與可維護性，特別對于大型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，為了減少光伏組件與逆變器之間的銜接線、方便維護提高可操作性與平安性，加裝匯流箱起到直流的聚集作用，同時經(jīng)過加裝相關安裝

9、可起到光伏組件的串聯(lián)支路的電流電壓監(jiān)測及通斷報警功能，產(chǎn)品普通與逆變器做為配套運用，用戶根據(jù)逆變器的直流輸入電壓范圍，將一定數(shù)量的光伏組件進展串聯(lián)后，多個陣列的光伏組件接入?yún)R流箱進展匯流，由匯流箱內(nèi)防雷器與斷路器維護后輸出，大大方便后端逆變器的接入，由匯流箱輸出到直流配電單元，再接到逆變器 28參考電氣圖(8進1出防雷匯流箱)直流保險29直流配電柜設計 直流配電柜主要用于對前端防雷匯流箱的支路進展匯流，根據(jù)對應逆變器的容量，將一定數(shù)量的匯流箱輸出進展并聯(lián)，在每個輸入端加裝電流顯示加裝輸入斷路器開關輸出端加裝防雷安裝、電壓顯示安裝總輸出開關安裝等，直流配電柜輸出總正極、總負極給對應的并網(wǎng)逆變器直

10、流輸入處。30直流配電柜參考電氣圖31光伏組串數(shù)設計1、取決于逆變器的直流輸入電壓范圍和最高允許電壓；2、取決于光伏組件的Vm和Voc；3、取決于當?shù)囟景滋熳畹蜏囟?溫度系數(shù)的比例關系);4、根據(jù)電池板的規(guī)格：30VMP普通設計在2021串聯(lián)；36VMP普通設計在1618串聯(lián)。48VMP普通設計12-14串聯(lián)。32監(jiān)控通訊引見監(jiān)控系統(tǒng)采用實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件，構建一致的實時數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺，經(jīng)過采集安裝采集電站內(nèi)一切發(fā)電設備的數(shù)據(jù)，包括以下設備：逆變器、匯流箱、直流柜，環(huán)境采集器。實現(xiàn)電站內(nèi)所連設備數(shù)據(jù)的實時監(jiān)視、管理和存貯。監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能： 監(jiān)控設計331數(shù)據(jù)采集 2數(shù)據(jù)監(jiān)視 3通訊機制4系

11、統(tǒng)管理平安措施5) 數(shù)據(jù)庫功能6) 計算處置功能7) 事件記錄及報警8報表功能 9)打印功能10遠程閱讀功能34逆變器自帶監(jiān)控軟件界面表示圖35多設備集中監(jiān)控界面表示圖 36監(jiān)控系統(tǒng)的主畫面37電站逆變器監(jiān)視畫面38用戶終端主畫面39遠程監(jiān)控表示圖例 40高低配電柜設計接入點方案與配置： 前端逆變器系統(tǒng)圖41要求升壓變壓器為雙分裂雙繞組,低壓側額定電壓為270VAC/270VAC;高壓側額定電壓為10KV/35KV;設計容量為500KVA/500KVA/1000KVA/每臺變壓器42相關設計圖43444546接入點實物與接線圖47電纜布線設計48防雷接地設計電站場地整理1、爐渣鋪墊、壓實2、只

12、對道路進展處置3、不做任何處置4、依勢而建，沒有平整。施工建立流程設計建立階段(續(xù))平整土地Source: Phoenix Solar支架打樁50水泥地基簡單地埋直接埋地水泥墩地扦固定建立階段(續(xù))51Source: Phoenix Solar建立階段支架正式安裝52電站機房建立預制機房混凝土機房沒有機房53電纜鋪設54匯流箱安裝接線Source: Phoenix Solar55防雷和接地56電站圍欄 建立57電網(wǎng)接入系統(tǒng)58四、特殊設計遮擋和占地計算、抗風才干設計、系統(tǒng)的防雷接地59太陽電池方陣間距計算計算當太陽電池子陣前后安裝時的最小間距D。普通確定原那么：冬至當天早9：00至下午3：00

13、 太陽電池方陣不應被遮擋。60按照國家規(guī)范公式計算間距： 當光伏電站功率較大，需求前后排布太陽電池方陣，或當太陽電池方陣附近有高達建筑物或樹木的情況下，需求計算建筑物或樹木的陰影，以確定方陣間的間隔或太陽電池方陣與建筑物的間隔。 普通確定原那么：冬至當天早9：00至下午3：00 太陽電池方陣不應被遮擋。 計算公式如下：太陽高度角的公式：sin = sin sin+cos cos cos太陽方位角的公式：sin = cos sin/cos式中：為當?shù)鼐暥龋粸樘柍嗑?，冬至日的太陽赤緯?23.5度；為時角，上午9:00的時角為45度。D = cosL，L = H/tan， = arcsin (s

14、in sin+cos cos cos)61太陽電池方陣抗風才干設計根據(jù)：GB50009-2006 建筑構造荷載規(guī)范、GB50017-20031、需求計算受風梁在受風條件下的彎曲應力和彎曲度；2、需求計算支撐臂在順風條件下的壓曲強度和逆風條件下的拉伸強度；3、需求計算在受風條件下螺栓的剪切力折斷力的耐受強度。62設備的防雷和接地措施1：架設避雷針防止低空直擊雷措施2: 太陽電池方陣支架可靠接地；措施3：太陽電池方陣接線箱內(nèi)，輸入、輸出 處加裝防雷器，各機殼均可靠接地；措施4：機房設備需可靠接地。措施5：控制室進、出線處均增設防雷隔離箱， 內(nèi)裝防雷保安器，防止感應雷；63防雷措施可恢復的防雷器不可恢復的防雷器64根本概念了解接閃器：直接截受雷擊的避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)等，架空安裝。引下線建筑：銜接接閃器和接地體的金屬導體。1、2、3類建 筑的引下線均不得少于2根。接地體：埋入土壤中或混凝土根底中作為散流作用的導體。接地線：銜接引下線和接地體的導體。過電壓維護器：避雷器、放電間隙、壓敏電阻等。防雷安裝：接閃器、接地體、接地線、引下線、過電壓維護器的 總合。接地：將接閃器、被維護安裝、設備或過電壓維護器用接地線與接地體銜接，稱為接地。接地包括：任務接地、維護接地和過電壓