光电建筑一体化应用BIPV项目主要产品部件及性能参数.docx

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光电建筑一体化应用BIPV项目主要产品部件及性能参数

光电建筑一体化应用BIPV项目主要产品部件及性能参数

系统由太阳能电池组件、方阵防雷接线箱、并网逆变器、群控器、直流配电单元、配电保护系统、电压配电单元和系统的通讯监控装置等组成。

●BIPV太阳能电池组件及其支架,方阵支架及接线箱

●方阵防雷接线箱——设计采用带组串监控的智能汇流箱（室外方阵场）；

●直流配电柜——将若干智能汇流箱汇流输入逆变器；

●交流配电柜

●系统的通讯监控装置；

●太阳能电池方阵，直流配电柜，逆变器，交流配电柜防雷保护系统及接地装置；

●土建、配电房等基础设施；

●系统的连接电缆及防护材料；

1.1光伏组件

本工程非晶硅太阳电池组件型号为昌盛日电AM150C。

组件参数如下：

最大额定功率151.16Wp开路电压132.16V

最大功率时电压110.14V短路电流1.56A

最大功率时电流1.372A太阳能光伏转换效率：

10.4％

组件尺寸：

1400mm×1100mm×16.28mm

1.2并网逆变器

本项目采用的逆变器均为北京科诺伟业公司生产的KGI-100、KGI-150并网逆变器。

              型号

技术参数

KGI-100

输入数据

最大支流输入功率（kW）

110

最大直流输入电压（V）

600

MPPT范围（V）

300-600

MPPT效率

98%

最大直流输入电流（A）

335

直流电压纹波

<3%

输出数据

额定交流输出功率（kW）

100

最大交流输出电流（A）

170

允许电网电压范围（三相）（V）

380（±10%）

允许电网频率范围（Hz）

50&60（±0.5）（可选）

总谐波畸变率THD

<3%

功率因数

>0.99

效率

最大效率

94%

欧洲效率

92.6%

体积及重量

参考尺寸（深/宽/高）（mm）

770/1020/1900

参考重量（kg）

850

其它

通讯接口

RS485/232

待机自耗电（W）

<50

防护等级

IP20

使用环境温度（℃）

-10-+40

使用环境湿度

15-95%

冷却方式

风冷

保护

直流过流保护、直流过压保护、交流过流保护、交流过压保护、输出短路保护、防孤岛效应保护、过热保护、电网异常保护

技术规格：

                   型号

技术参数

KGI-150

输入数据

最大支流输入功率（kW）

160

最大直流输入电压（V）

600

MPPT范围（V）

300-600

MPPT效率

98%

最大直流输入电流（A）

500

直流电压纹波

<3%

输出数据

额定交流输出功率（kW）

150

最大交流输出电流（A）

260

允许电网电压范围（三相）（V）

380（±10%）

允许电网频率范围（Hz）

50&60（±0.5）（可选）

总谐波畸变率THD

<3%

功率因数

>0.99

效率

最大效率

95%

欧洲效率

91.3%

体积及重量

参考尺寸（深/宽/高）（mm）

800/1500/2200

参考重量（kg）

1500

其它

通讯接口

RS485/232

待机自耗电（W）

<50

防护等级

IP20

使用环境温度（℃）

-10-+40

使用环境湿度

15-95%

冷却方式

风冷

保护

直流过流保护、直流过压保护、交流过流保护、交流过压保护、输出短路保护、防孤岛效应保护、过热保护、电网异常保护

1.3直流配电柜

由于逆变器的输入回路数量有限，采用汇流箱将多串电池组件进行汇流，然后再输入逆变器，使逆变器的输入功率达到合理的值，同时节省直流电缆，降低工程造价。

1）直流汇流箱的功能和特点：

a）防护等级IP65，防水、防灰、防锈、防晒，能够满足室外安装使用要求；

b）可同时接入16路电池串列，每路电池串列的允许最大电流20A；

c）宽直流电压输入范围，最大接入开路电压可达1000V；

d）每路电池串列的正负极都配有光伏专用高压直流熔丝进行保护；

e）汇流箱配有16路电流监控装置，对每1路电池串列进行电流监控，通过通讯接口上传到上位机监控装置；

f）直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用防雷器。

g）直流输出母线端配有可分断的直流断路器。

2）直流汇流箱接线示意图

3）直流防雷汇流箱技术参数

最大接入输入组件数目

16路

输入阵列正负极连接线径

4～6mm²

输出阵列正负极连接线径

70mm²

汇流箱接地线线径

16mm²

每路允许输入电流

12/16/20A

通讯连接方式

RS485

通讯电源要求

9～30Vdc,3W（单台）

机壳防水等级

IP65

重量

27kg

体积（宽*高*深）

670*536*192mm

直流防雷配电柜的每个配电单元都具有可分断的直流断路器、防反二极管和防雷器。

1.4交流配电柜

逆变器交流输出接入交流配电柜，经交流断路器接入电网用电侧，交流配电柜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，可以直观地显示电网侧电压及发电电流。

1.5监控设备

在每一个配电室配备一套太阳能需装备系统监控设备采用高性能工业控制PC机作为系统的监控主机，配置光伏并网系统多机版监控软件，采用RS485通讯方式，连续每天24小时不间断对所有并网逆变器的运行状态和数据进行监测，实现对环境数据（光照强度、温度）、累计发电量、瞬时功率（最大值以及平均值）、减排量等数据的实时监测，直观地了解发电系统的各项性能参数，并将采集数据和状态信息传递给中央数据中心。

（1）监控主机的照片和系统特点如下：

∙嵌入式低功耗PentiumM处理器

∙CRT/LVDS接口

∙以太网接口

∙RS232/485接口

∙USB2.0

∙512M内存

∙80G硬盘

∙工控机和光伏并网逆变器之间的通讯采用RS485总线通讯方式。

（2）光伏并网系统的监测软件可连续记录运行数据和故障数据如下：

1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。

2可查看每台逆变器的运行参数，主要包括：

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

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

3监控所有逆变器的运行状态，采用声光报警方式提示设备出现故障，可查看故障原因及故障时间，监控的故障信息至少包括以下内容：

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、逆变器过载；

G、逆变器过热；

H、逆变器短路；

I、散热器过热；

J、逆变器孤岛；

K、DSP故障；

L、通讯失败；

（3）监控软件具有集成环境监测功能，主要包括日照强度、风速、风向、室外和室内环境温度和电池板温度等参量。

（4）监控装置可每隔5分钟存储一次电站所有运行数据，可连续存储20年以上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录。

（5）可提供中文和英文两种语言版本。

（6）可长期24小时不间断运行在中文WINDOWS2000，XP操作系统。

（7）监控主机同时提供对外的数据接口，即用户可以通过网络方式，异地实时查看整个电源系统的实时运行数据以及历史数据和故障数据。

1.7防雷接地设置

（1）直接雷防护：

综合考虑本项目年平均雷暴日和太阳能电池板占地面积等因素，拟采用避雷针方式实现本项目内太阳能电池方阵的直击雷防护。

——普通避雷针：

普通避雷针属于被动型避雷，其安装高度一般在20～40m，需要设置独立的钢结构或环形杆针塔。

普通避雷针对光伏方阵的阳光遮挡严重，本项目的光伏方阵不宜采用普通避雷针。

——提前放电式避雷针：

是一种具有联锁反应装置的主动型避雷系统，它是在传统避雷针的基础上增加了一个主动触发系统，提前于普通避雷针产生上行迎面先导来吸引雷电，从而增大避雷针保护范围，可比普通避雷针降低安装高度。

采用提前放电避雷针，能大量减少避雷针的数量，降低避雷针的安装高度，减小对光伏电池方阵的遮挡影响。

提前放电避雷针已被全球范围内十几万个工程项目采用，如上海世贸中心广场、浦东机场、北京故宫、香港会展中心以及国内外众多的高层建筑、电厂、炼油厂、机场、微波站台等。

根据调研，目前市场上提前放电避雷针有两种，一种是固定式提前放电避雷针，另一种是光敏感应型提前放电避雷针。

固定式提前放电避雷针安装高度为5m左右（指高出太阳能电池板最高点的相对高度），为固定式安装。

光敏感应型提前放电避雷针是在提前放电避雷针的基础上，增加了光敏检测元件，并据此控制避雷针的竖立或放倒，其避雷针安装高度相对较高（12m左右），能大量减少避雷针的数量，避雷针对光伏电池方阵的遮挡基本没有影响。

对两种提前放电避雷针进行了对比研究分析，按照本项目地形的高低起伏和太阳能电池板方阵的布置情况，采用光敏感应型提前放电避雷针。

（2）其他区域的直击雷防护：

在逆变并网机房、就地站用低压配电室、柴油发电机室、10kV配电控制室、等建筑物屋顶设置避雷带用于直击雷防护。

交流侧的直击雷防护按照电力系统行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》进行，在10kV设置独立避雷针、构架上设置避雷针实现对10kV配电装置、户外DWZT装置等的直击雷防护，10kV线路设置避雷线。

（3）感应雷防护：

本项目拟采取接地、分流、屏蔽、均压等电位等方法对感应雷进行有效的防护，以保证人身和设备的安全。

——接地：

本项目拟将防雷接地、保护接地、工作接地统一为一个共用接地装置，接地电阻值按不大于10Ω考虑，其中10kV站内接地电阻允许值为0.5Ω。

本项目拟对每个方阵集中的区域，分别设置一个共用接地系统，区域之间又都通过电缆桥架将各逆变器交流输出汇集到10kV配电室内，因此实际上各区域之间通过电缆桥架与各接地网的连接形成一个大的统一共用接地系统。

本项目所在场地为喀斯特地貌，土壤中有大量的岩溶石，初步可以判断土壤电阻率会比较高。

太阳能光伏方阵的接地包括两方面，一方面是太阳能电池板和安装支架的连通，另一方面是支架和大地之间的连通。

太阳能电池板铝合金外框上留有用于安装接地线的螺栓孔位置，施工时采用专用绝缘接地线将电池铝合金外框和电池板支架可靠导通即可。

在太阳能电池板安装钢性支架之间采取措施形成整体的水平接地带，并沿5～8m间距，利用太阳能电池板安装支架的基础设置满足要求的垂直接地极。

——分流：

为完成对雷电感应过电流的分流，在各级直流汇流箱、逆变器内设电涌保护器、在10kV母线上装设氧化锌避雷器、在主压器中性点装设一组氧化锌避雷器，并设并联放电间隙。

——屏蔽：

拟将逆变并网机房、10kV配电控制室等建筑物内的梁柱主筋、屋顶避雷带引下线等连接起来，且与电站的主接地网不少于两点可靠连接，形成闭合良好的法拉第笼；并将所有电气设备的金属外壳与法拉第笼良好连接，完成外部屏蔽措施。

——等电位：

本太阳能电站内按雷电分区的原则，在同一个防雷分区和分区的交界处做等电位连接。