太阳能电站方案Word格式.docx
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1月
136.5
140.5
142.3
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151.4
2月
146.7
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3月
193.1
194.7
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196.1
196.2
196
195.1
4月
180.4
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179.9
179.4
178.9
178.2
177.4
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5月
247.8
245.6
244.3
242.7
240.9
239
236.9
234.5
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6月
241.6
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232.5
230.1
227.5
224.8
218.7
7月
230.7
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226.5
224.7
222.7
220.5
218.1
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8月
226.2
225.2
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223.5
222.3
220.9
219.3
217.5
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9月
196.3
197.6
198
198.2
198.1
197.7
197.2
195.5
10月
181.9
185.5
187.1
188.4
189.6
190.6
191.4
192
192.6
11月
146.6
148.5
150.3
151.9
154.7
155.9
157.8
12月
127.4
131.7
133.7
135.5
137.2
138.8
140.3
141.6
143.8
全年
2251.3
2264.7
2268.4
2270
2268
2263
2257
2239
4、太阳能光伏组件串并联方案
太阳能光伏组件串联的组件数量Ns=560/23.5±
0.5=24（块），那个地点考虑温度变化系数,取太阳能电池组件18块串联,单列串联功率P=18×
165Wp=2970Wp；
单台250KW逆变器需要配置太阳能电池组件串联的数量Np=250000÷
2970≈85列，1兆瓦太阳能光伏电伏阵列单元设计为340列支路并联，共计6120块太阳能电池组件，实际功率达到1009.8KWp。
整个10兆瓦系统所需165Wp电池组件的数量M1=10×
6120=61200（块），实际功率达到10.098兆瓦。
该工程光伏并网发电系统需要165Wp的多晶硅太阳能电池组件61200块,18块串联,3400列支路并联的阵列。
5、太阳能光伏阵列的布置
（1）光伏电池组件阵列间距设计
为了幸免阵列之间遮阴,光伏电池组件阵列间距应不小于D:
D=0.707H/tan〔arcsin（0.648cosΦ-0.399sinΦ）〕
式中Φ为当地地理纬度（在北半球为正，南半球为负），H为阵列前排最高点与后排组件最低位置的高度差）。
依照上式运算，求得：
D=5025㎜。
取光伏电池组件前后排阵列间距5.5米。
（2）太阳能光伏组件阵列单列排列面布置见下图：
（三）直流配电柜设计
每台直流配电柜按照250KWp的直流配电单元进行设计，1兆瓦光伏并网单元需要4台直流配电柜。
每个直流配电单元可接入10路光伏方阵防雷汇流箱，10兆瓦光伏并网系统共需配置40台直流配电柜。
每台直流配电柜分别接入1台250KW逆变器，如下图所示：
直流配电柜
每个1MW并网单元可另配备一套群控器（选配件），其功能如下：
（1）群控功能的说明：
这种网络拓朴结构和操纵方式适合大功
率光伏阵列在多台逆变器公用可分断直流母线时使用，能够有效增加系统的总发电效率。
（2）当太阳升起时，群控器操纵所有的群控用直流接触器
KM1～KM3闭合，并指定一台逆变器INV1第一工作，而其他逆变器处于待机状态。
随着光伏阵列输出能量的不断增大，当INV1的功率达到80%以上时，操纵直流接触器KM2断开，同时操纵INV3进行工作。
随着日照连续增大，将按上述顺序依次投入逆变器运行；
太阳落山时，则按相反顺序依次断开逆变器。
从而最大限度地减少每台逆变器在低负载、低效率状态下的运行时刻，提高系统的整体发电效率。
（3）群控器能够通过RS485总线猎取各个逆变器的运行参数、
故障状态和发电参数，以作出运行方式判定。
（4）群控器同时提供友好的人机界面。
用户能够直截了当通过LCD
和按键实现运行参数观看、运行模式设定等功能。
（5）用户能够通过手动方式解除群控运行模式。
（6）群控器支持至少20台逆变器按照群控模式并联运行。
（四）太阳能光伏并网逆变器的选择
此太阳能光伏并网发电系统设计为10个1兆瓦的光伏并网发电单元，每个并网发电单元需要4台功率为250KW的逆变器，整个系统配置40台此种型号的光伏并网逆变器，组成10兆瓦并网发电系统。
选用性能可靠、效率高、可进行多机并联的逆变设备，本方案选用额定容量为250KW的逆变器，要紧技术参数列于下表：
表13250KW并网逆变器性能参数表
容量
250KW
隔离方式
工频变压器
最大太阳电池阵列功率
275KWp
最大阵列开路电压
900Vdc
太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范畴
450Vdc～880Vdc
最大阵列输入电流
560A
MPPT精度
>
99％
额定交流输出功率
总电流波形畸变率
<
4%（额定功率时）
功率因数
0.99
效率
94%
承诺电网电压范畴（三相）
320V～440AC
承诺电网频率范畴
47～51.5Hz
夜间自耗电
50W
爱护功能
极性反接爱护、短路爱护、孤岛效应爱护、过热爱护、过载爱护、接地爱护、欠压及过压爱护等
通讯接口（选配）
RS485或以太网
使用环境温度
－20℃～＋40℃
使用环境湿度
0～95%
尺寸（深×
宽×
高）mm
800×
1200×
2260
噪音
≤50dB
防护等级
IP20（室内）
电网监控
按照UL1741标准
电磁兼容性
EN50081,part1；
EN50082,part1
电网干扰
EN61000-3-4
1、性能特点
选用光伏并网逆变器采纳32位专用DSP（LF2407A）操纵芯片，主电路采纳智能功率IPM模块组装，运用电流操纵型PWM有源逆变技术和优质进口高效隔离变压器，可靠性高，爱护功能齐全，且具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染供电等特点。
该并网逆变器的要紧技术性能特点如下：
（1）采纳32位DSP芯片进行操纵；
（2）采纳智能功率模块（IPM）；
（3）太阳电池组件最大功率跟踪技术（MPPT）；
（4）50Hz工频隔离变压器，实现光伏阵列和电网之间的相互隔
离；
（5）具有直流输入手动分断开关，交流电网手动分断开关，紧
急停机操作开关。
（6）有先进的孤岛效应检测方案；
（7）有过载、短路、电网专门等故障爱护及告警功能；
（8）直流输入电压范畴（450V～880V），整机效率高达94%；
（9）人性化的LCD液晶界面，通过按键操作，液晶显示屏（LCD）
可清晰显示实时各项运行数据，实时故障数据，历史故障数据（大于50条），总发电量数据，历史发电量（按月、按年查询）数据。
（10）逆变器支持按照群控模式运行，并具有完善的监控功能；
（11）可提供包括RS485或Ethernet（以太网）远程通讯接口。
其中RS485遵循Modbus通讯协议；
Ethernet（以太网）接口支持TCP/IP协议，支持动态（DHCP）或静态猎取IP地址；
（12）逆变器具有CE认证资质部门出具的CE安全证书。
2、电路结构
250KW并网逆变器主电路的拓扑结构如上图所示，并网逆变电源通过三相半桥变换器，将光伏阵列的直流电压变换为高频的三相斩波电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压接着通过三相变压器隔离升压后并入电网发电。
为了使光伏阵列以最大功率发电，在直流侧加入了先进的MPPT算法。
（五）交流防雷配电柜设计
按照2个250KWp的并网单元配置1台交流防雷配电柜进行设计，即每台交流配电柜可接入2台250KW逆变器的交流防雷配电及计量装置，系统共需配置20台交流防雷配电柜。
每台逆变器的交流输出接入交流配电柜，经交流断路器接入升压变压器的0.4KV侧，并配有逆变器的发电计量表。
每台交流配电柜装有交流电网电压表和输出电流表，能够直观地显示电网侧电压及发电电流。
（六）交流升压变压器
并网逆变器输出为三相0.4KV电压，考虑到当地电网情形，需要采纳35KV电压并网。
由于低压侧电流大，考虑线路的综合排部，选用5台S9系列（0.4）KV/（35-38.5）KV,额定容量2500KVA升压变压器分支路升压，变压器技术参数如下：
表14变压器技术参数表
项目
单位
参数
额定容量
KVA
2000
额定电压
高压
KV
35±
5%
低压
0.4
损耗
空载
KW
3.2
负载
20.7
空载电流
%
0.8
短路阻抗
6.5
重量
油
T
1.81
变压器身
4.1
总重
7.95
外形尺寸
长×
高（mm）
2850×
1820×
3100
轨距
mm
1070
（七）系统组成方案原理框图
（八）系统接入电网设计
本系统由10个1兆瓦的光伏单元组成，总装机10兆瓦，太阳能光伏并网发电系统接入35KV/50Hz的中压交流电网，按照2兆瓦并网单元配置1套35KV/0.4KV的变压及配电系统进行设计，即系统需要配置5套35KV/0.4KV的变压及配电系统。
每套35KV中压交流电网接入方案描述如下：
1、系统概述
2、重要单元的选择
（1）35KV/0.4KV配电变压器的爱护
35KV/0.4KV配电变压器的爱护配置采纳负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的爱护配置，既可提供额定负荷电流，又可断开短路电流，并具备开合空载变压器的性能，能有效爱护配电变压器。
系统中采纳的负荷开关,通常为具有接通、隔断和接地功能的三工位负荷开关。
变压器馈线间隔还增加高遮断容量后备式限流熔断器来提供爱护。
这是一种简单、可靠而又经济的配电方式。
（2）高遮断容量后备式限流熔断器的选择
由于光伏并网发电系统的造价昂贵，在发生线路故障时，要求线路切断时刻短，以爱护设备。
熔断器的特性要求具有精确的时刻-电流特性（可提供精确的始熔曲线和熔断曲线）；
有良好的抗老化能力；
达到熔断值时能够快速熔断；
要有良好的切断故障电流能力，可有效切断故障电流。
依照以上特性，能够把该熔断器作为线路爱护，和并网逆变器以及整个光伏并网系统的爱护使用，并通过选择合适的熔丝曲线和配合，实现上级熔断器与下级熔断器及熔断器与变电站爱护之间的配合。
关于35kV线路爱护，《3-110kV电网继电爱护装置运行整定规程》要求：
除极少数有稳固问题的线路外，线路爱护动作时刻以爱护电力设备的安全和满足规程要求的选择性为要紧依据，不必要求速动爱护快速切除故障。
通过选用性能优良的熔断器，能够大大提高线路在故障时的反应速度，降低事故跳闸率，更好地爱护整个光伏并网发电系统。
（3）中压防雷爱护单元
该中压防雷爱护单元选用复合式过电压爱护器，可有效限制大气过电压及各种真空断路器引起的操作过电压，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用。
该复合式过电压爱护器不但能爱护截流过电压、多次重燃过电压及三相同时开断过电压，而且能爱护雷电过电压。
过电压爱护器采纳硅橡胶复合外套整体模压一次成形，外形美观，引出线采纳硅橡胶高压电缆，除四个线鼻子为裸导体外，其他部分被绝缘体封闭，故用户在安装时，无需考虑它的相间距离和对地距离。
该产品可直截了当安装在高压开关柜的底盘或互感器室内。
安装时，只需将标有接地符号单元的电缆接地外，其余分别接A、B、C三相即可。
设置自控接入装置对排除谐振过电压也具有一定作用。
当谐振过电压幅值高至危害电气设备时，该防雷模块接入电网，电容器增大主回路电容，有利于破坏谐振条件，电阻阻尼震荡，有利于降低谐振过电压幅值。
因此能够在高次谐波含量较高的电网中工作，适应的电网运行环境更广。
另外，该防雷单元可增设自动操纵设备，如放电记录器，清晰掌控工作动作状况。
能够配置自动脱离装置，当设备过压或处于故障时，脱离开电网，确保正常运行。
（4）中压电能计量表
中压电能计量表是真正反应整个光伏并网发电系统发电量的计量装置，其准确度和稳固性十分重要。
采纳性能优良的高精度电能计量表至关重要。
为保证发电数据的安全，建议在高压计量回路同时装一块机械式计量表，作为IC式电能表的备用或参考。
该电表不仅要有优越的测量技术，还要有专门高的抗干扰能力和可靠性。
同时，该电表还能够提供灵活的功能：
显示电表数据、显示费率、显示损耗（ZV）、状态信息、警报、参数等。
此外，显示的内容、功能和参数可通过光电通讯口用爱护软件来修改。
通过光电通讯口，还能够处理报警信号，读取电表数据和参数。
3、监控装置
系统采纳高性能工业操纵PC机作为系统的监控主机，能够每天24小时不间断对所有的并网逆变器进行运行数据的监测。
光伏并网系统的监测软件使用本公司开发的大型光伏并网系统专用网络版监测软件SPS-PVNET（Ver2.0）。
该软件可连续记录运行数据和故障数据：
（1）要求提供多机通讯软件，采纳RS485或Ethernet（以太网）
远程通讯方式，实时采集电站设备运行状态及工作参数并上传到监控主机。
（2）要求监控主机至少能够显示下列信息：
✧可实时显示电站的当前发电总功率、日总发电量、累计总
发电量、累计CO2总减排量以及每天发电功率曲线图。
✧可查看每台逆变器的运行参数，要紧包括：
A、直流电压
B、直流电流
C、直流功率
D、交流电压
E、交流电流
F、逆变器机内温度
G、时钟
H、频率
I、功率因数
J、当前发电功率
K、日发电量
L、累计发电量
M、累计CO2减排量
N、每天发电功率曲线图
✧监控所有逆变器的运行状态，采纳声光报警方式提示设备
显现故障，可查看故障缘故及故障时刻，监控的故障信息至少因包括以下内容：
A、电网电压过高；
B、电网电压过低；
C、电网频率过高；
D、电网频率过低；
E、直流电压过高；
F、直流电压过低；
G、逆变器过载；
H、逆变器过热；
I、逆变器短路；
J、散热器过热；
K、逆变器孤岛；
L、DSP故障；
M、通讯失败；
（3）要求监控软件集成环境监测功能，要紧包括日照强度、风
速、风向、室外温度、室内温度和电池板温度等参量。
（4）要求最短每隔5分钟储备一次电站所有运行数据，包括环
境数据。
故障数据需要实时储备。
（5）要求至少能够连续储备20年以上的电站所有的运行数据
和所有的故障纪录。
（6）要求至少提供中文和英文两种语言版本。
（7）要求能够长期24小时不间断运行在中文WINDOWS2000，
XP操作系统
（8）要求使用高可靠性工业PC作为监控主机
（9）要求提供多种远端故障报警方式，至少包括：
SMS（短信）
方式，E_MAIL方式，FAX方式。
（10）监控器在电网需要停电的时候应能接收电网的调度指令。
4、环境监测装置
在太阳能光伏发电场内配置1套环境监测仪，实时监测日照
强度、风速、风向、温度等参数。
该装置由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、操纵盒及支架组成。
可测量环境温度、风速、风向和辐射强度等参量，其通讯接口可接入并网监控装置的监测系统，实时记录环境数据。
5、系统防雷接地装置
为了保证本工程光伏并网发电系统安全可靠，防止因雷击、浪涌等外在因素导致系统器件的损坏等情形发生，系统的防雷接地装置必不可少。
（1）地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设的同时，选择电厂邻近土层较厚、潮湿的地点，挖1～2米深地线坑，采纳40扁钢，添加降阻剂并引出地线，引出线采纳35mm2铜芯电缆，接地电阻应小于4欧姆。
（2）直流侧防雷措施：
电池支架应保证良好的接地，太阳能电池阵列连接电缆接入光伏阵列防雷汇流箱，汇流箱内含高压防雷器爱护装置，电池阵列汇流后再接入直流防雷配电柜，通过多级防雷装置可有效地幸免雷击导致设备的损坏。
（3）交流侧防雷措施：
每台逆变器的交流输出经交流防雷柜（内含防雷爱护装置）接入电网，可有效地幸免雷击和电网浪涌导致设备的损坏，所有的机柜要有良好的接地。
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