1MW光伏并网技术方案.docx

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1MW光伏并网技术方案

1MWp光伏并网发电系统

技术方案

一、总体设计方案

针对1MWp的太阳能光伏并网发电系统项目，我公司建议采用分块发电、集中并网方案，将系统分成10个100KW的并网发电单元，每个100KW的并网发电单元都接入10KV升压站的0.4KV低压配电柜，经过0.4KV/10KV（1250KVA）变压器升压装置，最终实现整个并网发电系统并入10KV中压交流电网。

系统的电池组件选用180Wp（35V）单晶硅太阳能电池组件，其工作电压为35V，开路电压约为45V。

经过计算，每个光伏阵列按照16块电池组件串联进行设计，100KW的并网单元需配置10个光伏阵列，560块电池组件,其功率为100.8KWp。

则整个1MWp并网发电系统需配置5600块180Wp电池组件，实际功率约为1.008MWp。

为了减少光伏阵列到逆变器之间的连接线及方便日后维护，建议在室外配置光伏阵列防雷汇流箱，该汇流箱可直接安装在电池支架上，每个汇流箱可接入6路光伏阵列，每100KW并网单元配置6台汇流箱，整个1MWp并网系统需配置60台光伏阵列防雷汇流箱。

为了将每个100KW并网单元的6台光伏阵列防雷汇流箱的直流输出汇流后再接入SG100K3逆变器，系统需要配置4台直流防雷配电柜，每个配电柜按照3个100KW直流配电单元进行设计，分成3路直流输出分别接至3台SG100K3逆变器。

整个并网发电系统按照10个100KW的并网发电单元进行设计，每个发电单元配置1台SG100K3逆变器，整个1MWp系统需配置10台SG100K3逆变器。

每台逆变器的交流输出（AC380/220V,50Hz）分别接入10KV升压站的0.4KV三相交流低压配电柜。

本系统需配置1套10KV升压站，包含10kV主变（0.4/10KV,1250KVA）、10kV开关柜、0.4KV开关柜以及直流电源、二次控制柜等装置，柜与柜之间通过铜排或电缆连接。

其中，0.4KV开关柜应配置10路三相交流低压输出接口（AC380/220V,50Hz），通过电缆分别接至10台SG100K3逆变器的交流输出端，从而实现整个并网系统并入10KV中压交流电网。

综上所述，本系统主要由太阳能电池组件、光伏阵列防雷汇流箱、直流防雷配电柜、光伏并网逆变器和10KV升压站所组成。

另外，系统应配置1套监控装置，用来监测系统的运行状态和工作参数。

二、系统组成

太阳能光伏并网发电系统主要组成如下：

（1）太阳能电池组件及其支架；

（2）光伏阵列防雷汇流箱；

（3）直流防雷配电柜；

（4）光伏并网逆变器（带工频隔离变压器）；

（5）10KV升压站；

（6）系统的通讯监控装置；

（7）系统的防雷及接地装置；

（8）土建、配电房等基础设施；

（9）系统的连接电缆及防护材料；

三、相关规范和标准

本并网逆变系统的制造、试验和验收可参考如下标准：

GB/T191包装储运图示标志

GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求

GB/T20046-2006光伏（PV）系统电网接口特性（IEC61727:

2004,MOD）

GB/Z19964-2005光伏发电站接入电力系统技术规定

GB/T2423.1-2001电工电子产品基本环境试验规程试验A：

低温试验方法

GB/T2423.2-2001电工电子产品基本环境试验规程试验B：

高温试验方法

GB/T2423.9-2001电工电子产品基本环境试验规程试验Cb：

设备用恒定湿热试验方法

GB4208外壳防护等级（IP代码）（equIEC60529:

1998）

GB3859.2-1993半导体变流器应用导则

GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波

GB/T15543-1995电能质量三相电压允许不平衡度

四、设计过程

4.1并网逆变器

此次光伏并网发电系统设计为10个100KW并网发电单元，每个100KW并网发电单元配置1台型号为SG100K3并网逆变器，整个系统配置10台SG100K3并网逆变器，组成1MWp并网发电系统。

4.1.1性能特点简介

SG100K3并网逆变器采用美国TI公司专用DSP控制芯片，主电路采用日本最先进的智能功率IPM模块组装，运用电流控制型PWM有源逆变技术和优质进口高效隔离变压器，可靠性高，保护功能齐全，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。

该并网逆变器的主要性能特点如下：

（1）采用美国TI公司DSP芯片进行控制；

（2）采用日本三菱公司第五代智能功率模块（IPM）；

（3）太阳电池组件最大功率点跟踪技术（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）具有先进的孤岛效应检测方案及具有完善的监控功能；

（7）具有过载、短路、电网异常等故障保护及告警功能；

（8）宽直流输入电压范围（450V～880V），整机效率高达95%；

（9）人性化的LCD液晶界面，中英文菜单，通过按键操作，液晶显示屏可显示实时各项运行数据、实时故障数据、历史故障数据、总发电量数据和历史发电量数据。

（10）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）或静态获取IP地址；

（11）逆变器具有CE认证资质部门出具的CE安全证书。

4.1.2电路结构

SG100K3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。

4.1.3技术指标

型号

SG100K3

隔离方式

工频变压器

最大太阳电池阵列功率

110KWp

最大阵列开路电压

880Vdc

太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范围

480Vdc～820Vdc

最大阵列输入电流

250A

MPPT精度

>99％

额定交流输出功率

100KW

总电流波形畸变率

<3%（额定功率时）

功率因数

>0.99

最大效率

96.2%

欧洲效率

95.2%

允许电网电压范围（三相）

330V～450AC

允许电网频率范围

47～51.5Hz

夜间自耗电

<30W

保护功能

极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护等

通讯接口

RS485或以太网（选配）

使用环境温度

－20℃～＋40℃

使用环境湿度

0～95%，不结露

冷却方式

风冷

噪音

≤60dB

尺寸（深×宽×高）

770×1020×1900mm

防护等级

IP20（室内）

电网监控

按照UL1741标准

4.1.4LCD液晶显示及菜单简介

SG100K3光伏并网逆变电源智能化程度高，每天自动启停工作，无需人为控制。

在逆变电源的最上端有3个主要状态显示LED灯，LCD面板上有5个LED灯和6个按键（如下图所示），通过这些指示灯和按键可知道逆变电源的工作状态并对逆变器进行控制。

逆变电源采用LCD液晶显示（如下图所示），为了更好进行人机界面交互操作，面板上设置了6个按键，5个运行指示灯。

（1）按键操作介绍

按键的功能，如下表所示：

按键

功能

ESC

返回、结束

向上选择待设置值/

参数设置时增加设定值

▼

向下选择待设置值/

参数设置时减少设定值

向左选择待设置值

向右选择待设置值

ENTER

确认进入菜单

确认设置值

注：

按任一键，液晶的背光灯亮持续2分钟。

（2）LED指示灯说明

LED灯

含义

POWER

逆变电源工作电源灯（控制板开始工作）

RUN

并网运行灯（并网发电，灯亮）

STOP

停止并网

FAULT

故障灯（出现故障，灯亮）

COM

通讯测试灯（通讯正常，灯亮）

在LCD面板的上方有POWER,RUN,FAULT3个状态指示灯，在下方有1个STOP紧急停机按钮，3个指示灯的含义与LCD面板上的指示灯含义相同，STOP为紧急停机按钮，当用户需要紧急停机时按下此按钮，效果如同在LCD操作下关机，系统自动停机，此时STOP灯亮。

（3）液晶显示界面介绍

●液晶控制板上电后显示界面

✧说明：

显示产品公司名称、产品名称。

●主界面

✧说明：

显示当前的直流输入电流和电压、三相交流输出电流和电压、交流输出功率、运行状态、当前运行时间。

●主菜单界面

✧说明：

为了了解并网逆变电源的详细信息以及对其进行控制和运行参数设置，特设计此菜单。

其包括：

参数信息、故障信息、启停控制、参数设置。

通过▼键进行选择。

●运行信息子界面

✧说明：

在主菜单界面中当箭头指向“参数信息”并按ENTER键后，可得到详细的参数信息。

其包括：

输出功率、交流电压、交流电流、电网频率、阵列电压、阵列电流、机内温度和较少二氧化碳排放量等信息。

✧运行信息还包括日输出功率曲线图：

直坐标是当天的时间，纵坐标是输出功率占总功率100KW的百分比。

✧日发电量柱状图:

直坐标是当天的时间，纵坐标是输出能量占总100KWH的百分比。

●故障信息子界面

✧说明：

在主菜单界面中当箭头指向“故障信息”并按ENTER键后，可进入此界面。

其包括：

当前故障信息和历史故障信息。

有如下的故障：

直流过压、直流欠压、直流过流、交流过压、交流欠压、交流过流、频率异常、孤岛效应、温度异常、DSP异常、接地异常、模块异常、通讯异常。

✧系统保留最近的20条故障的名称和时间。

●启停控制子界面

✧说明：

在主菜单界面中当箭头指向“启停控制”并按ENTER键后，可进入此界面。

其包括：

开机和关机控制。

通过ENTER键进行开关机。

●参数密码确认界面

✧说明：

为防止非用户对并网逆变器的参数进行修改，参数设置需通过密码认证。

默认的密码为：

1111。

●参数设置调整界面

✧说明：

在参数设置密码确认屏中输入正确密码后并按ENTER键即可进入此界面。

其包括：

语言设置、时钟调整、发电量补偿、恢复出厂值。

●语言设置界面

✧说明：

通过此界面设置可以进行中英文和西班牙文的切换显示。

●时间调整界面

✧说明：

时钟显示与当前时间不一致时，通过按键调整时间从而与当前时间一致。

●发电量补偿界面

✧说明：

发电量补偿用来补偿，显示的总发电量与专用电表不一致的部分，通过▼键可选择＋或－补偿量。

此界面按ENTER键后会显示“补偿完毕！

”。

●恢复出厂值界面

✧说明：

恢复出厂值用来清空历史故障记录和发电量记录。

需输入密码，默认值为1111。

●串口调整界面

说明：

通过此界面来设置占号和波特率。

●校正参数设置屏

说明：

当实际测量参数与液晶显示参数不一致时，需要在此屏进行调整，用户可以将真实测量值输入，供内部校正系数用。

●保护参数设置屏

说明：

此软件版本暂无保护参数设置。

●密码错误提示屏

说明：

当用户输入错误密码时此界面会出现。

●设置完毕提示屏

说明：

当用户设置完毕后此界面会出现。

4.1.5并网逆变器图片

4.2太阳能电池组件

目前在光伏并网系统中，特别是在大型光伏电站中，普遍选用具有较大功率的太阳能电池组件，本系统可选用单块180Wp（35V）单晶硅太阳能电池组件，其工作电压为35V，开路电压约为45V。

当然，也可选用其它类型的太阳能电池组件。

SG100K3并网逆变器的直流工作电压