光伏并網逆變電源選型指南

1、光伏并網逆變電源選型指南在中、大型光伏并網發(fā)電系統(tǒng)中，經常遇到設備選型難的問題，應該如何選用設備匹配整個系統(tǒng)，使得系統(tǒng)達到最佳狀態(tài)？我公司經過理論分析和實際應用，針對目前國內市場的遇到的幾種情況進行了系統(tǒng)分析和研究，提供以下幾種選型原則和方法以供參考。一、系統(tǒng)選型指南對于中大型光伏并網發(fā)電系統(tǒng)，選擇多臺并聯(lián)運行的方式，建議使用同種規(guī)格型號的電源（方便于系統(tǒng)的群控和數(shù)據的采集）。具體選型建議為：1、1mw以上光伏發(fā)電的系統(tǒng)：建議選擇多臺gsg250kc的電源進行并聯(lián)運行；2、500kw至1mw的系統(tǒng)：建議選擇多臺gsg100kc的電源進行并聯(lián)運行；3、200kw至500kw的光伏發(fā)電系統(tǒng)：建議選

2、擇多臺gsg50kc的并聯(lián)運行;4、200kw以下的光伏發(fā)電系統(tǒng)： 建議采用多臺gsg20kc或gsg50kc的電源進行并聯(lián)運行。二、選擇并聯(lián)運行的優(yōu)勢采用多臺并聯(lián)運行具有諸多優(yōu)勢，現(xiàn)把其中部分舉例如下：并聯(lián)優(yōu)勢 單臺運行多臺并聯(lián)運行提高系統(tǒng)的可靠性維修時需關閉整個系統(tǒng)。維修時只需把要檢修的某臺（某部分）退出，不影響整個系統(tǒng)正常運行。另系統(tǒng)功率是按峰值功率設計的，單臺設備退出時不會影響系統(tǒng)發(fā)電量。提高系統(tǒng)運行效率空載損耗較大。另在日照不強的情況下，整臺設備都處于運行的狀態(tài)。此時電源負載率極低，系統(tǒng)效率極低?？蛰d損耗較小。根據光照強弱，群控器自動逐臺投切，控制投入運行電源的數(shù)量，使每臺電源在較高

3、的負載率下運行，有效提高系統(tǒng)的效率。提高系統(tǒng)的壽命整機常年處于運行工作狀態(tài)，老化較快?？筛鶕庹涨闆r，合理選擇某臺（某部分）投入運行，系統(tǒng)的單臺可進行輪休(循環(huán)工作)、輪檢。方便系統(tǒng)擴容可根據系統(tǒng)的需要靈活進行擴容，靈活增加設備。三、設計過程 采用多臺并網光伏逆變器并聯(lián)使用以滿足系統(tǒng)總容量需求：高壓電網直流母線高壓合閘及防雷gsg型并網逆變器gsg型并網逆變器高壓電網升壓變壓器0.4kv低壓配電箱直流母線防雷匯流箱防雷匯流箱光伏陣列光伏陣列防雷匯流箱gsg型并網逆變器光伏陣列.n.n.n.光伏并網發(fā)電系統(tǒng)原理框圖以10mw為例，10mwp光伏電站采用模塊化設計方案，采用40臺250kw大功率并

4、網逆變器，輸出電壓0.4kv，可直接并入低壓電網，或共用一套升壓系統(tǒng)，采用10kv或22kv或35kv等并網接入方案：高壓電網直流母線高壓合閘及防雷gsg250kc型并網逆變器gsg250kc型并網逆變器高壓電網升壓變壓器0.4kv低壓配電箱直流母線防雷匯流箱防雷匯流箱250kwp光伏陣列250kwp光伏陣列防雷匯流箱gsg250kc型并網逆變器250kwp光伏陣列.n=40.n=40.n=40.10mwp光伏并網發(fā)電系統(tǒng)原理框圖1、系統(tǒng)構成大型并網光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由下述各部分組成: 1) 光伏方陣: 包括太陽電池組件、支承結構(支架及基礎等)、接線箱、電纜電線等; 2) 直流-交流逆變設備:

5、 包括直流屏、配電柜、并網逆變器等; 3) 升壓并網設施: 包括升壓變壓器、戶外真空斷路器、高壓避雷器等; 4) 控制檢測系統(tǒng): 包括系統(tǒng)控制裝置、數(shù)據檢測及處理與顯示系統(tǒng)、遠程信息交換設備等; 5) 附屬設施: 防雷及接地保護裝置、光伏組件清潔設備、廠房及辦公室、防護圍欄、通道及道路等。2、光伏組件: 選用性能優(yōu)良、質量可靠的光伏組件。光伏組件的串聯(lián)后開路電壓必須小于光伏并網逆變器的開路電壓，光伏組件的串聯(lián)后額定電壓必須與光伏并網逆變器的額定電壓相符。3、 支承結構太陽能方陣支架采用熱浸鍍鋅鋼結構，能抵御8級以上大風，具有足夠的抗腐蝕能力，足夠使用25年。4、并網逆變器4.1性能特點簡介光伏

6、并網逆變器是采用美國ti公司dsp芯片作為控制部件的數(shù)字信號處理。此產品具有以下優(yōu)異的特性：1.逆變部分采用開關速度快、功耗小的智能igbt(ipm)作為功率器件。逆變變壓器又是采用高效完全隔離型的，所以逆變器具有了輸出波形失真??；動態(tài)特性好；逆變效率高的特性。2.控制部分是采用高速度的微處理器為核心的控制部件，所以具有了輸出過載，輸出高、低電壓保護動作快，抗干擾能力強，穩(wěn)壓精度高等特性。3.輸出短路保護，采用輸出回路檢測保護和模塊飽和壓降檢測等雙重保護，從而大大提高短路保護的可靠性。4.逆變器輸出部分裝有射頻濾波器，使逆變器所帶的負載（電網）免受高頻諧波的干擾。5.友好的人機接口界面，通過顯

7、示面板就能很清楚的了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)。比如：直流側電壓、電流、網側電壓、電流、頻率等參數(shù)都能顯示。6.有各種報警功能，比如有電網異常報警，光伏組件輸出欠過壓報警等等。7具有直流輸入手動分斷開關，交流電網手動分斷開關，開關機操作按鈕等。8. 適應嚴酷的電網環(huán)境9. mppt自尋優(yōu)技術,最大限度提高系統(tǒng)的發(fā)電量4.2.液晶顯示及菜單簡介冠亞品牌光伏并網逆變電源智能化程度高，每天自動啟停工作，無需人為控制。在逆變電源的最上端有2個主要狀態(tài)顯示led燈，lcd面膜上有5個按鍵（如下圖所示），通過這些指示燈和按鍵可知道逆變電源的工作狀態(tài)并對逆變器進行控制。4.1.1led指示燈說明led 燈含義并網并網

8、工作(并網發(fā)電，燈亮)離網停止并網(離網，燈亮)4.1.2按鍵說明1)監(jiān)控系統(tǒng)單元共設有五個按鍵，功能名稱按順序分別為：返回鍵(esc)、上翻鍵( ),下翻鍵( ) 、確認鍵（read）、復位鍵（reset）。2)液晶顯示菜單中的一級菜單包括：系統(tǒng)設置、實時時鐘、實時監(jiān)控、故障記錄。 a、系統(tǒng)設置 ：語言設置時間調整設置參數(shù)設置發(fā)電量校準設置電網電壓設置保護參數(shù)設置恢復出廠值b、實時時鐘可以查看當前系統(tǒng)的年、月、日、星期、小時、分鐘、秒。 c、實時監(jiān)控中監(jiān)控顯示的數(shù)據包括：日發(fā)電量累計發(fā)電量直流電壓直流電流網側電壓網側電流電網頻率輸出功率當前環(huán)境溫度總運行時數(shù)d、 故障記錄： 直流過壓 直流欠

9、壓 直流過流 輸出過壓 輸出欠壓 輸出過流 溫度異常 頻率異常3)按鍵功能如下描述：按下“返回鍵”返回到上一級菜單；通過“上翻鍵”和“下翻鍵”可以選擇需要查看的菜單以及同一級菜單中的不同頁，選中的菜單以反白形式顯示；按下“確認鍵”將進入被選中菜單的下一級菜單；在進行系統(tǒng)設置時，選中選項，然后按一下“確認鍵”進行確認，如果修改成功即會提示“修改成功！”字樣，此時表示完成修改；首先選種要設置的選項并按一下“確認鍵”，然后通過“上翻鍵”（即加1）和“下翻鍵”（即減1）進行加1和減1操作；最后按一下“確認鍵”進行參數(shù)確認，完成修改。4)密碼只對“系統(tǒng)設置”起作用，如果系統(tǒng)設有密碼，必須輸入8位的密碼方

10、可進入以上兩個菜單?？梢酝ㄟ^“系統(tǒng)設置”取消密碼和修改密碼，出廠時不設密碼。修改密碼的操作如下：進入“系統(tǒng)設置密碼設置修改密碼”，然后通過“上翻鍵”（此時代表1）和“下翻鍵”（此時代表0）進行密碼設置，由此可見，密碼是由1和0組成的8位數(shù)字，在密碼修改過程中可以通過“返回鍵”刪除剛剛輸入的數(shù)字（0或1），當密碼輸滿8位后會自動提示下一步，不需要按“確認鍵”。密碼的修改需要輸入密碼兩次，兩次輸入的密碼不一致系統(tǒng)會提示“密碼不一致”，否則會提示“修改成功”，此時按“返回鍵”即可退出密碼修改狀態(tài)。5)密碼一旦丟失，請告知我公司，我公司即可通過相關軟件破解。4.3.遠程控制部分說明：并網電源可以通過和

11、pc機近、遠程聯(lián)接（通過rs485接口）實現(xiàn)以下控制： pc機上顯示直流電流、直流電壓、網側電壓、網側電流、輸出功率等； pc機上顯示當日發(fā)電量、累計發(fā)電量等； 故障告警：對并網逆變電源上出現(xiàn)的故障可通過rs485接口傳輸?shù)絧c機上； 查看當前的時間信息； 可在pc機上的控制軟件里面對并網電源進行遠程控制，調整并網電源的各項控制參數(shù)。4.4、專用上位機軟件該軟件為用戶提供一個遠程監(jiān)管供電、用電設備的在線系統(tǒng)，配合我公司的光伏并網逆變電源發(fā)電系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行實時數(shù)據顯示與處理、系統(tǒng)功能分析，系統(tǒng)事故追憶、各種文檔備份、用戶級別選擇，實現(xiàn)遠程特定功能控制、新用戶電源使用學習，在線幫助等功能。具體功

12、能 a:實時數(shù)據顯示與處理采用召喚應答式規(guī)約 ，在線實現(xiàn)數(shù)據實時顯示。對于實時數(shù)據處理后，可以參照對比專家系統(tǒng)意見，提供最佳電源使用優(yōu)化方案。對于系統(tǒng)電量、事故記錄等非實時數(shù)據，根據電源系統(tǒng)采集周期，做定時采集，打包。在系統(tǒng)相應采集周期設定時間段內進行處理并備份。功能強大的類地理信息管理系統(tǒng)設計。 1).多站同時監(jiān)控主界面 2).單站觀測3).數(shù)據處理全面，深刻，顯示方式多樣化。b:事故追憶包括離線事故和在線事故。為不能長時間開啟電腦的客戶提供更多便利。具備詳細的事故記錄（精確到秒，以時間段顯示，同時記錄系統(tǒng)所有運行參數(shù)備查）多種查詢方式（按站點，按時間，按日期及起組合方式）報表生成和打印數(shù)據

13、軟件備份和數(shù)據硬件備份c：十分強大的告警功能具備報警參數(shù)設定，告警參數(shù)顯示與保持提供聲音（內容可以自行選擇，滿足個性需求，同時提供pc機內部蜂鳴器報警，為用戶節(jié)約電能），光，短信，郵件，電話等報警方式。d：安全模式對用戶：提供權限管理、密碼登錄、無誤操作設計，免費在先升級電源知識數(shù)據庫，新電源用戶學習影像資料。對電源設備：實時控制，參數(shù)全面具體（并網告警提供近二十種告警設計）,防誤操作處理。e：附加功能，人性化設計人性化界面設計數(shù)據顯示多樣化方便的窗口排列設置避免重復運行的設計多種時間日期顯示f：不斷創(chuàng)新，力求完美（無線監(jiān)控介紹）系統(tǒng)描述：設備只需插入一張sim卡，就可通過gsm網絡以短消息或

14、數(shù)傳（data）的形式完成遠程的雙向數(shù)據傳輸。而遠程終端可以是pc機，移動手機或其他移動設備。gsm網絡在短消息方面應用具有覆蓋范圍廣，傳輸可靠，價格低廉等優(yōu)點。適合與需頻繁傳輸小流量數(shù)據和不宜鋪設線路的應用場合。目前系統(tǒng)已經能夠支持多站控制。4.5、機箱外形 4.6、技術參數(shù)型 號gsg20kgcgsg50kgcgsg100kgcgsg250kgc直流輸入額定容量（kw）2050100250允許最大電池陣列功率（kw）2460120300額定電壓（vdc）260480最大開路電壓（vdc）4501000mppt范圍（vdc）200-400350-700交流輸出額定交流輸出功率（kw）2050

15、100250電網電壓范圍（vac） 305456電網頻率范圍（hz）46.852.2效率95% 95.5 % 96 %歐洲標準效率94% 94 % 94.5 %總電流波形畸變率 (thd)thd(iac) 4 %(滿功率時)mppt精度99性能特點電網監(jiān)控數(shù)據通過帶電氣隔離的rs485進行傳輸電磁兼容性en50081,part1/ en50082,part1電網干擾en61000-3-2電網檢測din vde 126相移1設備運行自消耗電能（w）30 設備待機自消耗電能（w） 30直流電壓紋波vpp 10 %保護功能極性反接保護、短路保護、孤島效應保護、過熱保護、過載保護等環(huán)境使用環(huán)境溫度15

16、40使用環(huán)境濕度095%(不結露)機箱參考尺寸（深、寬、高）500*700*1400600*800*1800800*1050*2000800*2200*20005、光伏陣列防雷匯流箱為了減少光伏陣列到逆變器之間的連接線及方便日后維護，本系統(tǒng)在室外配置光伏陣列防雷匯流箱，該匯流箱可直接安裝在電池支架上。光伏陣列防雷匯流箱的性能特點如下：1) 戶外壁掛式安裝，防水、防銹、防曬、防鹽霧和防酸霧，完全滿足室外安裝使用要求；2) 每路光伏陣列配有光伏專用高壓直流熔絲進行保護，其耐壓值為dc1000v；3) 直流輸出母線的正極對地、負極對地、正負極之間配有光伏專用高壓防雷器；4) 直流輸出母線端配有可分斷

17、的高壓直流專用斷路器，斷路器采用abb品牌；光伏陣列防雷匯流箱的電氣原理框圖如下圖所示：6、 直 流 屏直流屏采用母線并聯(lián)方式，將所有的匯流箱的匯流輸出統(tǒng)一接入直流屏，由直流屏進行集中監(jiān)控管理，使用操作維護方便。每臺逆變器的直流輸入均從直流屏母線上進行直流配電和直流匯集。即使有某一臺光伏并網電源出現(xiàn)故障，光伏能量仍然可以被其他光伏并網電源繼續(xù)充分利用，不會出現(xiàn)因為一臺并網電源出現(xiàn)故障，致使對應的光伏組件能量得不到有效利用，充分提高光伏能量的利用率，體現(xiàn)環(huán)保高效。7、 升壓變壓器（升壓站）1. 電壓 0.4 kv/35 kv；（根據要求的并網接入電壓確定）；2. 容量 （根據系統(tǒng)容量配置）；3.

18、 高壓并網接入方案須有專業(yè)電力設計院設計并有專業(yè)施工隊施工。8、控制檢測系統(tǒng)1. 采集并記錄運行數(shù)據，如太陽輻射等氣象資料、電性能參數(shù)、設備工作狀態(tài)等；2. 執(zhí)行相關的控制操作,如切合逆變器輸出、太陽電池方陣的輸出,及跟蹤控制等；3. 系統(tǒng)故障的自動保護功能,記錄并保存故障信息,發(fā)送報警信號;4. 遠程數(shù)據監(jiān)控功能。 監(jiān)控系統(tǒng)配置配置一臺工控計算機和冠亞電源的專業(yè)環(huán)境數(shù)據監(jiān)測儀,以及冠亞電源的多機版監(jiān)控軟件，遠程監(jiān)控需要網絡支持。可擴展大屏幕顯示實時發(fā)電數(shù)據。9、 建筑物（計算機機房和辦公室區(qū)域）建筑物的設計施工規(guī)范嚴格按照國家標準實施，計算機機房的防雷設計施工規(guī)范嚴格執(zhí)行國家標準gb50174-1993,辦公室區(qū)域的防雷設計施工規(guī)范嚴格執(zhí)行國家標準gb50057-94.10、 防雷及接地保護10.1光伏并網電站的所有建筑物（計算機機房和辦公室區(qū)域）的防雷措施應嚴格執(zhí)行國家標準：建筑物防雷設計規(guī)范：gb50057-94計算機房設計規(guī)范：gb50174-199310.2為了避免建筑物遭受雷擊或將雷擊損失降到最低，均采用綜合防雷措施。綜合防雷措施設計方案應包括兩個方面：直擊雷的防護和感應雷的防護。缺少任何一個方面，均是不完整的、有缺陷的和有潛在危險。10.2.1直擊雷的防護：主要使用避雷針、避雷網、避雷帶及良好的接地系統(tǒng)。其目的保護建筑物不受雷擊的破壞，給建筑物內