海島型微電網(wǎng)項目典型案例初設(shè)方案

某駐地海島型

微電網(wǎng)項目典型案例初設(shè)方案

（風(fēng)、光、柴、儲）

目錄

一、項目背景.................................................................-1-

二、整體建設(shè)方案.............................................................-2-

2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)................................................................-4-

2.1.1組件傾魚設(shè)計............................................................-5-

2.1.2太陽能電池陣列設(shè)計.....................................................-5-

2.1.3太陽能光伏方陣直流防雷匯流箱設(shè)計.....................................-8-

2.1.4直流配電柜設(shè)計................................................................................................-9-

2.1.5太陽能光伏并網(wǎng)逆變器的選擇............................................-10-

2.1.6光伏系統(tǒng)防雷接地裝置..................................................-13-

2.1.7光伏施工組織設(shè)計...................................................-14-

2.2風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)...............................................................-15-

2.2.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)描述........................................................-15-

2.2.2風(fēng)機主體選型...........................................................-16-

2.2.3風(fēng)機技術(shù)參數(shù)表........................................................-17-

2.2.4風(fēng)機逆變器技術(shù)設(shè)計....................................................-18-

2.2.5風(fēng)機控制器功能設(shè)計....................................................-20-

2.2.6風(fēng)機防雷設(shè)計...........................................................-22-

2.2.7地面風(fēng)機的安裝選型....................................................-23-

2.3柴油機供電系統(tǒng).............................................................-25-

2.3.1柴油機的基本參數(shù).......................................................-25-

2.3.2柴油機的基本參數(shù).......................................................-25-

2.4儲能系統(tǒng)...................................................................-26-

2.4.1儲能系統(tǒng)總體描述.....................................................-26-

2.4.2100kW雙向智能控制成套裝置(PCS)............................................................-31-

2.4.3儲能監(jiān)控..............................................................-39-

2.5微電網(wǎng)控制管理中心........................................................-40-

2.5.1微電網(wǎng)控制管理中心系統(tǒng)概述..........................................-40-

一、項目背景

微電網(wǎng)是指將一定區(qū)域分散的小型發(fā)電單元（分布式電源）、儲能裝置以及

當?shù)刎摵山M織起來形成的配用電系統(tǒng)。它可以與常規(guī)電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以獨立

運行。孤島微電網(wǎng)是指僅具備獨立運行功能的微電網(wǎng)，例如對偏遠地區(qū)或者海島

供電的微電網(wǎng)。

孤島系統(tǒng)通常遠離陸地并且島嶼面積也比較小，長期柴油運輸和消耗費用制

約了傳統(tǒng)系統(tǒng)的發(fā)展；另一方面，由于一次能源日益枯竭和人類生存環(huán)境日益惡

化世界各國都把開發(fā)新的可再生能源作為能源發(fā)展的方向。孤立島嶼傳統(tǒng)采用柴

油機自給自足供電，近幾年來發(fā)電量越來越難滿足用戶要求。

現(xiàn)以島某駐地為項目實施地點，對海島型微電網(wǎng)系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計。

島位于中國最南端，北隔瓊州海峽與相望，南臨廣闊的南海，地處熱帶，位

于東經(jīng)108°37111°05'，北緯18°10'—20°10'之間，與美國夏威夷處在相

近緯度。是中國最具熱帶海洋氣候特色的地方，全年暖熱）雨量充沛，干濕季節(jié)

明顯，常風(fēng)較大，熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)頻繁，氣候資源多樣。島年太陽總輻射量約

110-140千卡/平方厘米，年日照時數(shù)為1750至2650小時，光照率為50-60%。

根據(jù)該島的地形地貌和自然條件加之用電增長預(yù)測，不得不采用一種更為經(jīng)

濟的發(fā)電方式。而在眾多可再生能源技術(shù)開發(fā)中潛力最大、最具開發(fā)價值的是風(fēng)

能和太陽能，它們是一種取之不盡，用之不竭的可再生能源。風(fēng)-光-柴-蓄混

合互補發(fā)電系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電單元、太陽能發(fā)電單元、蓄電池充放電單元和柴油發(fā)

電機組成。配置的主要目標是，滿足孤立島嶼72h用電的同時要求發(fā)電效率高，

系統(tǒng)運行成本低。其優(yōu)化配置思想就是從一系列混合電源配置方案中找出一種最

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為理想的配置，該配置能盡可能多地利用太陽能和風(fēng)能，減少柴油機的運行，提

高整個系統(tǒng)的發(fā)電量。

圖1-1島航空全景圖

二、整體建設(shè)方案

島海島型微電網(wǎng)建設(shè)項目，設(shè)計負荷容量不小于lOkWh，負荷類型為單相負

荷和三相負荷混合用電接入。按當?shù)刈钚∪照蛰椛淞康娜照諘r數(shù)，和年平均風(fēng)速

建設(shè)當?shù)毓こ谭桨溉缦拢?/p>

＞結(jié)合駐地建設(shè)特點，利用屋頂和坡地建設(shè)發(fā)電峰值容量50kWp

的光伏發(fā)電系統(tǒng)2套；

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＞沿駐地周圍一側(cè)布置安裝具有微風(fēng)啟動、輕風(fēng)發(fā)電特點的5kW

小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)6臺，形成安裝容量為30k1V的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，

連同充電站屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)一起接入充電站供電網(wǎng)絡(luò)；

＞為保證系統(tǒng)連續(xù)供電的可靠性，配置30kW的電啟動電子調(diào)節(jié)閥

門柴油發(fā)電系統(tǒng)，作為冷后備電源，可一鍵啟動也可在交流母線失電后

自動啟動；

＞該項目配置lOOkWPCS，600kWh磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)接入海島型

彳微電網(wǎng)系統(tǒng)；

＞部署包含了二次測控保護、通訊與數(shù)據(jù)采集在的設(shè)備和微電網(wǎng)集

中管理系統(tǒng)，實現(xiàn)孤島微電網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)運行，最終建成一個包含

風(fēng)、光、柴、儲、微一體的智能化供電系統(tǒng)，利用微電網(wǎng)的實時調(diào)度與

控制實現(xiàn)整個系統(tǒng)的高效、安全運轉(zhuǎn)。

在完全沒有大電網(wǎng)接入的情況下，規(guī)戈“了風(fēng)、光、柴、儲一體的孤島型微網(wǎng)

系統(tǒng)的一次接線布置方案，如圖2-1所示。

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15kW風(fēng)機600kWh俚ill

池居能余統(tǒng)

圖2-1風(fēng)光柴儲一體化海島型微電網(wǎng)電網(wǎng)一次系統(tǒng)設(shè)計展示圖

由圖2-1可以看出該系統(tǒng)的配置解析如下：

＞分布能源（50皿光伏發(fā)電2套、600kWh儲能1套、30kW柴油發(fā)

電系統(tǒng)1套、15kW風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)2套）通過三相并網(wǎng)設(shè)備接入交流母線；

潮汐發(fā)電系統(tǒng)和海浪發(fā)電系統(tǒng)作為二期建設(shè)項目，其容量待定；

＞單相負荷為洗衣機、空調(diào)、冰箱、照明等生活用設(shè)備，三相負荷

有海水淡化系統(tǒng)等，日負荷平均用電量約為10kW；

＞由于儲能電池容量太大，所以風(fēng)光柴的容量設(shè)計的遠比用戶實際

負荷大，這樣才能保證短時間把儲能系統(tǒng)充滿，以應(yīng)對海上的極端天氣。

2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)

該駐地規(guī)劃2套光伏發(fā)電峰值容量為lOOkWp，根據(jù)現(xiàn)在光伏技術(shù)的發(fā)展

情況，可采用單晶硅光伏組件，經(jīng)三相逆變器直接接入380V母線。2套50kWp

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光伏板總占地面積約1000平方米。

2.1.1組件傾角設(shè)計

為使光伏陣列最有效地接受太陽能輻射能量，確定光伏陣列安裝的方位角和

傾角非常重要。

現(xiàn)場信旦

項目地點斫市1光伏陣列跟蹤模式

現(xiàn)場緯度20.03°N的傾角

嬲儂24|m光伏系統(tǒng)陣列的方位

水平面上的平均日增好am月平均溫度陣夕猴斜向平均日輻射

（kWh/m響侏/秒）(KPa)CC）（kWhE日）

一月32122101.4918.23.5651

二月3.452.410L3219.13.6942

三月4.112.5101.0421.94.2464

四月4.952.5100.7125.54.9216

五月5.322.2100.427.75.1201

六月5.4222100.0828.85.1307

七月5.5423100.05295.2775

八月4.992100.0628.54.8937

九月4.621.9100.4527.54.7103

十月4.342.2100.9525.94.6527

+一月3.842.2101.3234.3196

十二月3.3122101.5619.53.7853

月平均數(shù)4.432.23100.7824.554.5264

圖2-2以市為例的地區(qū)年度月輻射情況

上圖為輻射量統(tǒng)計框圖，根據(jù)當?shù)靥栞椛淞繑?shù)據(jù)和當?shù)亟?jīng)緯度，光伏組

件的方位魚取正南方向，由設(shè)計軟件得傾角設(shè)計為15°。

2.1.2太陽能電池陣列設(shè)計

1）太陽能光伏組件選型

采用單晶珪光伏電池組件DSPV800-240WP。太陽能光伏組件該光伏板在出廠

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時已經(jīng)進行過防鹽霧工藝處理，可適應(yīng)地及沿海地區(qū)使用。其主要技術(shù)參數(shù)見表

2-1，組件的安裝尺寸見圖2-3。

表2-1DSPV800-200WP太陽能電池組件性能參數(shù)表

組件參數(shù)

最大額定功率Wp200功率公差％+3

最大功率時電壓V37.80組件轉(zhuǎn)化效率%15.64

最大功率時電流A5.30開路電壓溫度系數(shù)%/℃-0.35

開路電壓V45.80功率溫度系數(shù)%/℃-0.45

短路電流A5.68短路電流溫度系數(shù)%/℃0.05

系統(tǒng)最大電壓V1000標準組件發(fā)電條件℃46+2

長*寬*厚mm1581*809*40

2）太陽能光伏組件串并聯(lián)方案

本方案采用DMPV-S7/50K3型號的并網(wǎng)逆變器，50kW并網(wǎng)逆變器的直流工作

電壓圍為：450Vdc?820Vde，為防止溫度的變化導(dǎo)致直流輸入電壓的變化，一般

取最佳直流電壓工作點為電壓圍的中間值考慮，以取最佳工作電壓為600Vde考

慮。

太陽能光伏組件串聯(lián)的組件數(shù)量Ns：

Ns=600/37.8+0,5^16°

單列串聯(lián)功率P:

P=16x200Wp=3200即。

單臺50k\V逆變器需要配置太陽能電池組件單列并聯(lián)的數(shù)量帥：

Ns=50000/3200^16?

50攵叱,太陽能光伏電伏陣列單元設(shè)計為17列支路并聯(lián)，共計256塊太陽能

電池組件，實際功率達到51.2kWp°

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考慮光伏電池板的一致性，單支路光伏陣列的工作電壓為600V,單支路光伏

陣列的開路電壓為732.8V。從逆變器的輸入圍和整個回路的絕緣水平來說，器

件的選型和計算符合工程實際要求。

3)太陽能光伏陣列的布置

＞光伏電池組件陣列間距設(shè)計

為了避免陣列之間遮陰，光伏電池組件陣列間距應(yīng)不小于。：

八0.7。7H

D--------------------------------------------------

7hn(arcsin0.648cos8-0.399sin°))

式中"為當?shù)氐乩砭暥?在北半球為正，南半球為負)，H為陣列前排最高點

與后排組件最低位置的高度差)。

根據(jù)上式計算，求得：

D=1560mw

實際工程應(yīng)用時取光伏電池組件前后排陣列間距1.56米。

＞總占地面積計算

太陽能50Wp光發(fā)電場由16組并列太陽能光伏陣列構(gòu)成，前后排陣列間距

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1.56米。占地面積約530平方米。

4)土建設(shè)計

>方陣支架基礎(chǔ)考慮頂棚的結(jié)構(gòu)強度和防腐蝕性，采用全鋼架結(jié)構(gòu)

設(shè)計，鋼架結(jié)構(gòu)全部采用冷鍍鋅處理鋼材。

>采用屋頂或坡地安裝結(jié)構(gòu)，無需安裝防護欄；

>工程實施時，考慮安裝防直接雷的措施，安裝接閃器，接閃器的

設(shè)計方法采用滾球半徑法。

2.1.3太陽能光伏方陣直流防雷匯流箱設(shè)計

如圖2-4所示，光伏陣列防雷匯流箱具有以下特點：

>滿足室外安裝的使用要求；

>同時可接入6路太陽電池串列，每路電流最大可達10A；

>接入最大光伏串列的開路電壓值可達DC900V；

>熔斷器的耐壓值不小于DC1000V；

>每路光伏串列具有二極管防反保護功能；

>配有光伏專用高壓防雷器，正極負極都具備防雷功能；

>采用正負極分別串聯(lián)的四極斷路器提高直流耐壓值，可承受的直

流電壓值不小于DC1000V。

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愣斷器

太陽電池中列1+

太陽電池串列2+

太陽中.池申列3+

太陽電池中列4+

太陽山池串列5+

太陽申池申列6十

白詭配中.單元

太陽中池申列1-

太R1電池串列2-

水問電池串列3?

大陽電池串列4-

太田電池串列5-

太陽電池串列6-

接地1

圖2-4光伏陣列防雷匯流箱

按照每6個太陽電池串列單元需要配置1臺光伏方陣防雷匯流箱，50kW并

網(wǎng)逆變器需配置3個匯流箱。實際應(yīng)用時，可考慮防雷匯流箱按4個支路輸入進

行設(shè)計，因此工程應(yīng)用配備4個直流匯流箱即可。

2.1.4直流配電柜設(shè)計

每臺直流配電柜按照50kWp的直流配電單元進行設(shè)計。每個直流配電單元

可按接入6路光伏方陣防雷匯流箱設(shè)計，每臺直流配電柜分別接入1臺50kW逆

變器，如下圖所示：

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-

-

-

-流

-直流配電柜

-至逆變器

-

-

圖2-5光伏陣列直流配電柜

實際應(yīng)用時，直流配電柜可按接入4個直流匯流箱考慮。

2.1.5太陽能光伏并網(wǎng)逆變器的選擇

此太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計為50kWp的光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，并網(wǎng)發(fā)電單

元需要1臺容量為50k1V的光伏并網(wǎng)逆變器。選用性能可靠、效率高、可進行多

機并聯(lián)的逆變設(shè)備，本方案選用額定容量為50kW的逆變器，主要技術(shù)參數(shù)列于

下表：

表2-250kW并網(wǎng)逆變器性能參數(shù)表

容量50kW

隔離方式工頻變壓器

最大太陽電池陣列功率55kWp

最大陣列開路電壓880Vdc

太陽電池最大功率點跟蹤（MPPT）圍450Vdc-820Vdc

最大陣列輸入電流130A

MPPT精度>99%

額定交流輸出功率50kW

總電流波形畸變率<2%（額定功率時）

功率因數(shù)>0.99

效率96%

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允許電網(wǎng)電壓圍（三相）380+10%

允許電網(wǎng)頻率圍50+0.02Hz

夜間自耗電<30

極性反接保護、短路保護、孤島效應(yīng)保護、過熱

保護功能

保護、過載保護、接地保護、欠壓及過壓保護等

通訊接口（選配）RS485或以太網(wǎng)

使用環(huán)境溫度—25℃?+55℃

使用環(huán)境濕度0-95%,不結(jié)露

尺寸（深x寬x高）mm600*720*1085

噪音W50dB

防護等級IP20（室）

電網(wǎng)監(jiān)控按照UL1741標準

電磁兼容性EN50081,parti；EN50082,parti

電網(wǎng)干擾EN61000-3-4

性能特點

選用光伏并網(wǎng)逆變器采用32位專用DSP控制芯片，主電路采用先進的智能

功率IPM模塊組裝，運用電流控制型PW有源逆變技術(shù)和優(yōu)質(zhì)進口高效隔離變壓

器，可靠性高，保護功能齊全，且具有電網(wǎng)側(cè)高功率因數(shù)正弦波電流、無諧波污

染供電等特點。該并網(wǎng)逆變器的主要技術(shù)性能特點如下：

>采用32位DSP芯片進行控制；

>采用智能功率模塊（IPM）；

>太陽電池組件最大功率跟蹤技術(shù)（MPPT）；

>50Hz工頻隔離變壓器，實現(xiàn)光伏陣列和電網(wǎng)之間的相互隔離；

>具有直流輸入手動分斷開關(guān)，交流電網(wǎng)手動分斷開關(guān)，緊急停機

操作開關(guān)。

>有先進的孤島效應(yīng)檢測方案；

>有過載、短路、電網(wǎng)異常等故障保護及告警功能；

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直流輸入電壓圍（450V?820V），整機效率高達95%以上；

>人性化的LCD液晶界面，通過按鍵操作，液晶顯示屏（LCD），可

清晰顯示實時各項運行數(shù)據(jù)，實時故障數(shù)據(jù)，歷史故障數(shù)據(jù)（大于50

條），總發(fā)電量數(shù)據(jù)，歷史發(fā)電量（按月、按年查詢）數(shù)據(jù)。

>逆變器支持按照群控模式運行，并具有完善的監(jiān)控功能；

>可提供包括RS485或Ethernet（以太網(wǎng)）遠程通訊接口。其中

RS485遵循Modbus通訊協(xié)議；Ethernet（以太網(wǎng)）接口支持TCP/IP協(xié)

議，支持動態(tài)（DHCP）或靜態(tài)獲取IP地址；

>逆變器具有CE認證資質(zhì)部門出具的CE安全證書。

電路結(jié)構(gòu)

50kW并網(wǎng)逆變器主電路的拓撲結(jié)構(gòu)如圖3-8所示，并網(wǎng)逆變電源通過三相

全橋變換器，將光伏陣列的直流電壓變換為高頻的三相斬波電壓，并通過濾波器

濾波變成正弦波電壓接著通過三相變壓器隔離升壓后并入電網(wǎng)發(fā)電。為了使光伏

陣列以最大功率發(fā)電，在直流側(cè)加入了先進的MPPT算法。

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□□□□

△

圖2-6逆變器主電路結(jié)構(gòu)

2.1.6光伏系統(tǒng)防雷接地裝置

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。

■接地線

接地線是避雷、防雷的關(guān)鍵，在進行配電室基礎(chǔ)建設(shè)和太陽電池方陣基礎(chǔ)建

設(shè)的同時，選擇接地扁鋼，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。

■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'匯流箱含高壓防雷器保護裝置，電池陣列匯流后再接入直流防雷配電柜，

經(jīng)過多級防雷裝置可有效地避免雷擊導(dǎo)致設(shè)備的損壞。

■交流側(cè)防雷措施

每臺逆變器的交流輸出經(jīng)交流防雷柜（含防雷保護裝置）接入電網(wǎng)，可有效

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地避免雷擊和電網(wǎng)浪涌導(dǎo)致設(shè)備的損壞)所有的機柜要有良好的接地。

■防直接雷

整個系統(tǒng)應(yīng)具有防直接雷的措施，原則上一般安裝外部接閃器作為防直接

雷的首選設(shè)備。該設(shè)備防止外部雷擊直接擊壞相關(guān)設(shè)備。

2.1.7光伏施工組織設(shè)計

(1)施工條件

擬建的50kWp太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)位于屋頂或坡地，工程施工地勢

開闊為良好的施工場地。

本工程推薦方案計劃安裝太陽能光伏組件256塊，總裝機容量51.2kWp。

基本布置為1個光伏陣列，施工特點為單體光伏陣列分散進行。

(2)工程占地

本期工程占地為國有島嶼建設(shè)用地，無需額外征用土地。

(3)主體工程施工

主體工程為光伏陣列基礎(chǔ)施工。施工需架設(shè)模板、綁扎鋼筋并澆筑混凝土'

混凝土在施工中經(jīng)常測量，以保證整體陣列的水平、間距精度。施工結(jié)束后涯凝

土表面必須立即遮蓋并灑水養(yǎng)護，防止表面出現(xiàn)開裂。一般情況盡量避免冬季施

工。施工過程中，待涯凝土強度達到28天齡期以上方可進行安裝。

(4)太陽能光伏陣列安裝

＞施工準備

安裝支架運至相應(yīng)的陣列基礎(chǔ)位置，太陽能光伏組件運至相應(yīng)的基礎(chǔ)位置。

＞陣列支架安裝

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支架分為基礎(chǔ)底梁、立柱、加強支撐、斜立柱。支架按照安裝圖紙要

求，采用鍍鋅螺栓連接。安裝完成整體調(diào)整支架水平后緊固螺栓。

＞太陽能電池組件安裝

細心打開組件包裝，禁止單片組件疊摞，輕拿輕放防止表面劃傷，用

螺栓緊固至支架上后調(diào)整水平，擰緊螺栓。

（7）施工總體進度

依據(jù)項目實施計劃，從項目開始實施之日起，3個月左右工程實施完

畢，并并網(wǎng)發(fā)電。

2.2風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

2.2.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)描述

根據(jù)整體規(guī)劃，在該駐地安排總?cè)萘繛?0kW的風(fēng)機。年平均風(fēng)速為2.23

m/s（全年數(shù)據(jù)參見表2-3。由于該駐地靠近沿海，周圍無任何遮擋物，因此風(fēng)速

會略高于平均風(fēng)速。平均風(fēng)速以3.Om/s計，3.0~20.Om/s有效風(fēng)能利用小時數(shù)

在2700小時以上。

表2-3全年平均風(fēng)速統(tǒng)計表（國際通用衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫得到以下氣象信息）

月份風(fēng)速大氣壓力月平均溫度

（米/秒）(KPa)(℃)

一月2.2101.4918.2

二月2.4101.3219.1

三月2.5101.0421.9

四月2.5100.7125.5

五月2.2100.427.7

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六月2.2100.0828.8

七月2.3100.0529

八月2100.0628.5

九月1.9100.4527.5

十月2.2100.9525.9

H"一月2.2101.323

十二月2.2101.5619.5

年平均2.23100.7824.55

可選擇啟動風(fēng)速為2.5m/s的5kW小型風(fēng)力發(fā)電機組，安裝數(shù)量6臺，安裝

位置設(shè)置駐地周圍向風(fēng)處。

小型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)由風(fēng)力機、發(fā)電機、并網(wǎng)控制器、并網(wǎng)逆變器、

隔離變壓器組成。并網(wǎng)控制器由斬波器和泄荷負載組成，起整流和保護作用，并

網(wǎng)逆變器將直流變換成交流輸出，并經(jīng)隔離變壓器上網(wǎng)。

Wind

圖2-7小型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成

2.2.2風(fēng)機主體選型

風(fēng)力機的風(fēng)輪把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能，風(fēng)力機的尾翼作為調(diào)向機構(gòu)實現(xiàn)

風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)面垂直于風(fēng)向。機械能驅(qū)動永磁式交流發(fā)電機產(chǎn)生交流電。并網(wǎng)

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控制器起整流和保護作用，把不規(guī)則的交流電變成直流電。并網(wǎng)逆變器再

將直流電逆變成交流電輸出后并入電網(wǎng)。

槳葉選型

優(yōu)選高升阻比翼型，兼顧寬尖速比和降噪進行氣動優(yōu)化設(shè)計，經(jīng)裝機

運行試驗和檢測，氣動效率高于0.4，噪音低于65db。采用兆瓦級風(fēng)力機

槳葉專用的膠衣樹脂和增強玻璃纖維制品制作的槳葉，結(jié)構(gòu)強度高，能保

證在高轉(zhuǎn)速下安全運行。

發(fā)電機選型

采用強磁材料，優(yōu)級軸承，F(xiàn)級絕緣IP54防護，按免維護技術(shù)設(shè)計，

保證使用壽命30000小時以上，壽命期無需解體保養(yǎng)。

風(fēng)輪選型

采用機械離心變槳距機構(gòu)，風(fēng)輪不旋轉(zhuǎn)時，槳葉欠于易于起動的角度，

風(fēng)速高于3m/s，風(fēng)輪即轉(zhuǎn)動；4~llm/s風(fēng)速下，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)槳葉受離心錘作

用，其角度隨轉(zhuǎn)速變化，跟蹤在利于加速的高升阻比狀態(tài)>風(fēng)輪保持高效

率平穩(wěn)運行；當風(fēng)速繼續(xù)增大，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速提高'槳葉在離心錘的作用下，

向負角度轉(zhuǎn)變，迫使風(fēng)輪恢復(fù)并維持在額定轉(zhuǎn)速附近運行）最高轉(zhuǎn)速不超

過360r/min°

塔體選型

此類塔體采用多棱形錐度結(jié)構(gòu)'選用優(yōu)質(zhì)鋼材制作而成，具備牢固地

抗大風(fēng)能力；外表進行熱鍍鋅防腐工藝處理，外觀簡潔、美觀；占地面積

小等特點。

防腐欠理

所有外露機件均采取了長效防腐蝕表面處理，保證風(fēng)力機在露天使用

不銹蝕。

2.2.3風(fēng)機技術(shù)參數(shù)表

表2-4風(fēng)機技術(shù)參數(shù)表

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技術(shù)參數(shù)表

額定功率(W)5000葉片材料增強玻璃鋼

額定風(fēng)速m/s)9限速方式離心變槳限速

啟動風(fēng)速m/s)3發(fā)電機型式永磁三相交流發(fā)電機

工作風(fēng)速(m/s)3~25塔架高度(m)4?8

安全風(fēng)速(m/s)50停車方式后掠變槳

額定轉(zhuǎn)速

360主機重量(kg)約130

(r/min)

拉索塔桿重量

風(fēng)輪直徑(m)4100

(kg)

工作電壓(V)DC48V/240/AC220V工作環(huán)境(°C)-40-85

年發(fā)電量(KWH)2000/6000絕緣等級F

2.2.4風(fēng)機逆變器技術(shù)設(shè)計

逆變器控制功能主要是把通過風(fēng)機控制器整流的的直流電通過單相全

橋電路進行逆變，將輸入的直流電壓變換為高頻的斬波電壓，并通過濾波

器濾波變成正弦波電壓接著通過變壓器隔離升壓后電流饋入電網(wǎng)(如圖

2-8)。為了使風(fēng)力發(fā)電機以最大功率發(fā)電,逆變器使用了先進的MPPT算法。

圖2-8并網(wǎng)逆變器原理結(jié)構(gòu)示意圖

端子定義：

RS485:RS485A/B通訊線通過RS485/RS232轉(zhuǎn)換器和PC機相連。

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DC+：直流輸入正極端子，最多允許兩路接入。

DC-：直流輸入負極端子，最多允許兩路接入。

ACOUTPUT：交流輸出L、N和接地端子

待機在運行后，如果直流側(cè)電流過小（近似于0A）并保持3分鐘后，逆

變器從運行轉(zhuǎn)為待機狀態(tài)，停止工作。在待機模式下逆變器不斷檢測小風(fēng)

機控制器是否有足夠的能量并網(wǎng)發(fā)電，當直流電壓在20V-40V之間時，逆變

器從待機模式轉(zhuǎn)入運行模式。

運行在此模式下，逆變器將控制器輸出的直流電變換為交流電并入電

網(wǎng)。同時在此模式下逆變電源一直以最大功率點跟蹤（MPPT）方式使小風(fēng)

機輸出的能量最大，故并網(wǎng)發(fā)電模式一般也稱MPPT模式。

故障當小風(fēng)機發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，逆變電源會停止工作，將交流

側(cè)的接觸器立即斷開。系統(tǒng)此時持續(xù)監(jiān)測故障是否消除，如果故障未消除，

則保持故障狀態(tài)；如果故障消除，5分鐘以后重新并網(wǎng)發(fā)電。

表2-5DMIV-W6/5K特性參數(shù)

連續(xù)過載能力110%

瞬時過載能力130%，20秒

輸入直流電壓圍230-400V

并網(wǎng)啟動電壓（VDC）180V

額定功率電壓點（VDC）240V

額定交流輸出功率5KW

總電流波形畸變率<3%

功率因數(shù)>0.99

最大效率94%

歐洲效率92%

允許電網(wǎng)電壓圍（單相）180V~260VAe（可設(shè)定）

允許電網(wǎng)頻率圍47~52Hz/57~62Hz（可設(shè)定）

交流電網(wǎng)接入方法直插式端子

夜間自耗電<10W

噪音<40dB

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防護等級IP65

冷卻自然冷卻

通訊接口RS485/Ethemet

使用環(huán)境溫度-20℃~+40℃

尺寸(寬X高X深)490x385x177mm

重量44kg

2.2.5風(fēng)機控制器功能設(shè)計

選用DMEC-5kW型風(fēng)機并網(wǎng)控制器，其原理如圖2-9所示，基本結(jié)構(gòu)如圖

2-10所示，主要有三個功能：

(1)將風(fēng)機輸出的單相交流電整流為直流供后級逆變器輸入；

(2)當風(fēng)機輸出功率過大時，根據(jù)部控制信號，接入功率連續(xù)可調(diào)(最

大5.5kW)的卸荷負載，消耗多余能量，在不停機的情況下保護系統(tǒng)。

(3)當緊急情況發(fā)生或維修等其他用戶需要的時候，手動閉合剎車開

關(guān)，風(fēng)機單相輸出短路使得風(fēng)機停機，保護整個系統(tǒng)。

風(fēng)機

圖2-9風(fēng)機并網(wǎng)控制器原理圖

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當直流電壓超過380V且小于450V時或者輸出功率超過5kW時，系統(tǒng)將輸

出卸荷負載控制信號，卸荷負載控制信號共有兩級，首先輸出1級剎車信號，

當輸出1級剎車信號五分鐘后，輸出2級剎車信號，可以根據(jù)需要選擇使用

一級或兩級剎車信號，此信號為干結(jié)點信號，驅(qū)動能力220VAe/1A.。卸荷

負載的接入為與輸出功率相對應(yīng)的反時限保護，即輸出功率越高，所需的

接入卸荷負載的保持時間越短。系統(tǒng)發(fā)生故障時，也將自動接入卸荷負載

以保護風(fēng)機和系統(tǒng)。