60KW并網(wǎng)方案最新

1、浙江寶利特新能源股份有限公司浙江寶利特新能源股份有限公司40KW40KW 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)技技 術(shù)術(shù) 方方 案案合肥陽光電源有限公司2009-7一、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)簡介及概述一、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)簡介及概述江廈 40kwp 光伏并網(wǎng)發(fā)電項目，組件采用 185wp 的單晶硅組件，開路電壓44.6v，短路電流 5.46a，工作電壓 36.8v，工作電流 5.03a針對 40kwp 的太陽能電站，我公司采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案，設(shè)計太陽能方陣分兩個單元，采用 1 臺 SG10K3 和一臺 SG30K3 并網(wǎng)逆變器，對于 10KW 單元，太陽能電池 9 塊串聯(lián)為一方陣，共 6 個方陣，需太陽能

2、電池組件 54 塊,功率 9.99KW；對于 30KW 單元，太陽能電池 9 串為一個方陣，共 18 個方陣，需太陽能電池組件 162 塊，功率為 29.97KW；此部分共需太陽能電池組件 216 塊，實際總功率 39.96KW。為了減少電池串列到逆變器之間的連接線，以及方便操作和維護(hù)，本系統(tǒng)的電池串列采用分段連接，逐級匯流的方式接線。即先將部分電池串列通過光伏陣列防雷匯流箱（以下簡稱“匯流箱”）匯流，通過直流電纜再接至直流防雷配電柜匯流，然后再與逆變器的直流側(cè)相連。匯流箱的的防護(hù)等級為 IP65，可直接固定在太陽電池支架上，其接線方式為 6 進(jìn) 1 出，整個系統(tǒng)需配置 4 個匯流箱。交直流防

3、雷配電柜為戶內(nèi)安裝，整個系統(tǒng)配置一臺交直流防雷配電柜，交直流防雷配電柜具有 4 路直流輸入接口，與 4 臺匯流箱相連接，通過內(nèi)部的配電匯流后與 1 臺 SG10K3，1 臺 SG30K3 并網(wǎng)逆變器的直流側(cè)連接。為了實時監(jiān)測并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作參數(shù)以及環(huán)境條件，系統(tǒng)應(yīng)配置 1 套監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測儀，包括工業(yè) PC 機、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件和顯示裝置。系統(tǒng)的通訊方式可通過 RS485 或以太網(wǎng)(Ethernet)實現(xiàn)。整個系統(tǒng)實際總功率為 39.96kwp。光伏電站發(fā)電經(jīng)過逆變器輸出工頻 50赫茲、AC380V 交流電，輸出電力直接接入 250KVA 低壓變壓器低壓側(cè)，經(jīng)過低壓變壓器低壓側(cè)輸送

4、到各用電單位。二、系統(tǒng)的安全可靠評估二、系統(tǒng)的安全可靠評估為了確保系統(tǒng)的安全可靠發(fā)電，其安全可靠評估可從電能質(zhì)量、電網(wǎng)穩(wěn)定性、孤島效應(yīng)保護(hù)等幾個主要方面進(jìn)行綜合評估：( (1 1) )電能質(zhì)量方面電能質(zhì)量方面1 1對電網(wǎng)電壓的影響對電網(wǎng)電壓的影響電網(wǎng)電壓的影響從兩方面考慮，首先是太陽能發(fā)電站并網(wǎng)后對電網(wǎng)的沖擊和電壓波動，對于日出日落的自然并網(wǎng)、脫網(wǎng)情況，一般出現(xiàn)在早晨并網(wǎng)，傍晚脫網(wǎng)，由于此時太陽能發(fā)電器實際上輸出功率已經(jīng)很小，因此對電網(wǎng)沒有沖擊；當(dāng)發(fā)電設(shè)備需要人工調(diào)度停機或緊急停機時，其逆變器的功率變化率將嚴(yán)格滿足 GB/Z19964光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定的相關(guān)要求，因此對電網(wǎng)電壓的影

5、響將保證在規(guī)定范圍內(nèi)。其次是并網(wǎng)發(fā)電設(shè)備自身對電網(wǎng)的適應(yīng)性，并網(wǎng)逆變器將在三相 380V15范圍內(nèi)運行，這個范圍已經(jīng)遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)有可能的電網(wǎng)電壓波動。2 2對電網(wǎng)頻率的影響對電網(wǎng)頻率的影響電網(wǎng)的額定頻率為 50Hz，由于并網(wǎng)逆變器內(nèi)部安裝了同步鎖相電路，因此逆變器時刻與電網(wǎng)同步運行，同時為能夠適應(yīng)在分布式發(fā)電站或微型電網(wǎng)應(yīng)用的要求，實際的逆變器頻率可自動適應(yīng)至 47Hz-51.5Hz。3 3對電網(wǎng)諧波的影響對電網(wǎng)諧波的影響逆變器在運行時不應(yīng)造成電網(wǎng)電壓波形過度的畸變和注入電網(wǎng)過度的諧波電流，并且逆變器滿負(fù)載（線性負(fù)載）運行時，其電流總諧波畸變率限值為3%。4 4功率因數(shù)功率因數(shù)并網(wǎng)逆

6、變器為能夠最大限度的利用，其并網(wǎng)功率因數(shù)可達(dá)到 0.99 以上，符合相關(guān)國家的標(biāo)準(zhǔn)。5 5直流分量注入直流分量注入當(dāng)電網(wǎng)中存在直流分量時對電網(wǎng)的影響是不可忽視的，本光伏電站中并網(wǎng)逆變器，由于其內(nèi)部已安裝了工頻隔離變壓器，其注入電網(wǎng)的直流分量小于額定交流電流的 0.5%。( (2 2) )孤島效應(yīng)保護(hù)孤島效應(yīng)保護(hù)所謂“孤島效應(yīng)”是指當(dāng)電網(wǎng)的部分線路因故障或維修而停電時，停電線路由所連的并網(wǎng)發(fā)電裝置繼續(xù)供電，并連同周圍負(fù)載構(gòu)成一個自給供電的孤島的現(xiàn)象。一般來說，孤島效應(yīng)可能對整個配電系統(tǒng)設(shè)備及用戶端的設(shè)備造成不利的影響，主要包括：電力公司輸電線路維修人員的安全危害；影響配電系統(tǒng)上的保護(hù)開關(guān)動作程序

7、；電力孤島區(qū)域所發(fā)生的供電電壓與頻率的不穩(wěn)定現(xiàn)象；當(dāng)電力公司供電恢復(fù)時所造成的相位不同步問題；太陽能供電系統(tǒng)因單相供電而造成系統(tǒng)三相負(fù)載的欠相供電問題。防止孤島效應(yīng)的基本點和關(guān)鍵點是電網(wǎng)斷電的檢測，本公司的 SG 系列并網(wǎng)逆變器采用了兩種“孤島效應(yīng)”檢測方法：被動式和主動式防孤島保護(hù)方案。被動式檢測方法：指實時檢測電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位。當(dāng)電網(wǎng)失電時，會在電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位參數(shù)上，產(chǎn)生跳變信號，通過檢測跳變信號來判斷電網(wǎng)是否失電。由于被動式方案的檢測范圍有限，因此為了滿足逆變器防孤島保護(hù)安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須采用主動式方案。主動式方案通過有意地引入擾動信號來監(jiān)控系統(tǒng)中電壓、頻率以及阻

8、抗的相應(yīng)變化，以確定電網(wǎng)的存在與否。主動式檢測方法：指對電網(wǎng)參數(shù)產(chǎn)生小干擾信號，通過檢測反饋信號來判斷電網(wǎng)是否失電。本產(chǎn)品中采用的一種方法就是通過在并網(wǎng)電流中注入很小的失真電流，通過測量逆變器輸出的電流的相位和頻率，采用正反饋的方案，加大注入量。當(dāng)電網(wǎng)有電時，該擾動對電網(wǎng)電壓和頻率沒有任何影響，當(dāng)電網(wǎng)失電時，該擾動將會引起電網(wǎng)電壓和頻率發(fā)生較大變化，從而判斷是否出現(xiàn)了電網(wǎng)失電情況。根據(jù) UL1741 和 Q/SPS 222007（企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,逆變器檢測到電網(wǎng)失電后，會在 0.2 秒內(nèi)立即停止工作并與電網(wǎng)斷開。當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時，逆變器并不會立即投入運行，而是需要持續(xù)檢測電網(wǎng)信號在一

9、段時間內(nèi)（如 5 分鐘）完全正常，才重新并網(wǎng)投入運行。( (3 3) )系統(tǒng)具有完善的保護(hù)功能系統(tǒng)具有完善的保護(hù)功能本公司生產(chǎn)的并網(wǎng)逆變器完全參照相關(guān)的國家和國際標(biāo)準(zhǔn)（如 IEEE929-2000，UL1741）進(jìn)行設(shè)計，提供了完善的系統(tǒng)保護(hù)功能。. .a a“孤島效應(yīng)孤島效應(yīng)”防護(hù)技術(shù)防護(hù)技術(shù)“孤島效應(yīng)”指在電網(wǎng)失電情況下，發(fā)電設(shè)備仍作為孤立電源對負(fù)載供電這一現(xiàn)象?！肮聧u效應(yīng)”對設(shè)備和人員的安全存在重大隱患，體現(xiàn)在以下兩方面：一方面是當(dāng)檢修人員停止電網(wǎng)的供電，并對電力線路和電力設(shè)備進(jìn)行檢修時，若并網(wǎng)光伏電站的逆變器仍繼續(xù)供電，會造成檢修人員傷亡事故；另一方面，當(dāng)因電網(wǎng)故障造成停電時，若并網(wǎng)逆

10、變器仍繼續(xù)供電，一旦電網(wǎng)恢復(fù)供電，電網(wǎng)電壓和并網(wǎng)逆變器的輸出電壓在相位上可能存在較大差異，會在這一瞬間產(chǎn)生很大的沖擊電流，導(dǎo)致設(shè)備損壞。先進(jìn)的防護(hù)技術(shù)均采用了兩種“孤島效應(yīng)”檢測方法，包括被動式和主動式兩種檢測方法。被動式檢測方法指實時檢測電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位，當(dāng)電網(wǎng)失電時，會在電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位參數(shù)上，產(chǎn)生跳變信號，通過檢測跳變信號來判斷電網(wǎng)是否失電；主動式檢測方法指對電網(wǎng)參數(shù)產(chǎn)生小干擾信號，通過檢測反饋信號來判斷電網(wǎng)是否失電。本產(chǎn)品中采用的一種方法就是主動對逆變器輸出的電流在并網(wǎng)點的頻率進(jìn)行小的擾動，當(dāng)電網(wǎng)有電時，該擾動對電網(wǎng)電壓的頻率沒有任何影響，當(dāng)電網(wǎng)失電時，該擾動將會引

11、起電網(wǎng)電壓頻率發(fā)生較大變化，從而判斷是否出現(xiàn)了電網(wǎng)失電情況。此外，在并網(wǎng)逆變器檢測到電網(wǎng)失電后，會在 0.2 秒內(nèi)立即停止工作，當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時，并網(wǎng)逆變器并不會立即投入運行，而是需要持續(xù)檢測電網(wǎng)信號在一段時間（如 5 分鐘）內(nèi)完全正常，才重新投入運行。. .b b直流電壓保護(hù)直流電壓保護(hù)由于并聯(lián)在直流母線上的電解電容有一定的耐壓值，所以當(dāng)逆變器的直流輸入電壓數(shù)值超過此設(shè)備最高耐壓值時，將是十分危險的。逆變器將在 0.2s 內(nèi)停機，將逆變器與電網(wǎng)斷開，并發(fā)出警示信號。為了抗 AD 檢測的誤差干擾，當(dāng)連續(xù) 10 次直流電壓采樣均超出范圍時，將進(jìn)行直流電壓保護(hù)。當(dāng)直流輸入電壓數(shù)值低于 MPPT 范

12、圍時，逆變器此時無法將直流能量并入交流電網(wǎng)。如果此時逆變器已經(jīng)處于運行狀態(tài)，逆變器將在 3 分鐘內(nèi)判斷直流欠壓而內(nèi)停機，同時將逆變器與電網(wǎng)斷開。而如果逆變器處于停止?fàn)顟B(tài)，則直流電壓必須大于啟動電壓值，逆變器才開始工作。用戶需要特別注意在不同的季節(jié)的情況下，環(huán)境溫度對于太陽電池陣列開路電壓的影響，防止直流過壓。. .c c交流電網(wǎng)電壓保護(hù)交流電網(wǎng)電壓保護(hù)逆變器正常運行時，電網(wǎng)公共連接點（PCC）處的電壓允許偏差應(yīng)符合GB12325 的規(guī)定。三相電壓的允許偏差為額定電壓的7%，三相電網(wǎng)額定電壓為380V。當(dāng)電網(wǎng)電壓過高或過低時，逆變器在 0.2s 內(nèi)與電網(wǎng)斷開，同時發(fā)出警示信號。在實際應(yīng)用過程中，

13、由于中國電網(wǎng)電壓波動比較大，為了增加逆變器的適用范圍，并網(wǎng)光伏逆變器的工作電網(wǎng)電壓范圍可以由用戶設(shè)定，三相并網(wǎng)逆變器的最大范圍為 380V15%。. .d d交流電網(wǎng)頻率保護(hù)交流電網(wǎng)頻率保護(hù)逆變器正常運行時，電網(wǎng)公共連接點（PCC）處頻率的允許偏差應(yīng)符合GB/T 15945-1995 的規(guī)定，即偏差值允許0.5Hz。電網(wǎng)額定頻率為 50Hz。通過DSP 芯片的 CAPTURE 引腳檢測出電網(wǎng)頻率，當(dāng)頻率超出 50Hz0.5Hz 時，系統(tǒng)在 0.2s 內(nèi)進(jìn)行頻率保護(hù)，將逆變器與電網(wǎng)斷開，同時發(fā)出警示信號。為了抗干擾，連續(xù) 3 次頻率超出設(shè)定范圍時保護(hù)。在實際應(yīng)用過程中，為了增加逆變器的適用范圍，

14、并網(wǎng)逆變器的工作頻率范圍可以由用戶設(shè)定,三相并網(wǎng)逆變器的最大范圍為 4751.5Hz。. .e e過載保護(hù)過載保護(hù)并網(wǎng)逆變器采用電流的限定方式進(jìn)行過載保護(hù)。當(dāng)并網(wǎng)交流電流等于額定電流的 110時，將停止 MPPT 工作方式，而限定并網(wǎng)電網(wǎng)電流為額定電流的110。同時，DSP 采集逆變器機箱內(nèi)和散熱器上的溫度，并依據(jù)該溫度進(jìn)行并網(wǎng)電流的調(diào)整。當(dāng)散熱器溫度低于 53時，逆變器依據(jù) MPPT 方式工作。當(dāng)散熱器溫度達(dá)到 53以上時，逆變器將啟動散熱風(fēng)扇動作。當(dāng)散熱器溫度達(dá)到 70時，逆變器將根據(jù)溫度的高低相應(yīng)地減小并網(wǎng)電流。當(dāng)散熱器溫度達(dá)到 80時，逆變器將暫時停止工作，等待溫度降低后再次啟動。.

15、.f f直流輸入端反接保護(hù)直流輸入端反接保護(hù)依靠 IPM 模塊中的反向續(xù)流二極管，逆變器可以在直流輸入端反接時，將直流端短路。由于太陽電池可以短路。所以，此時不會對系統(tǒng)中的器件產(chǎn)生損害。用戶可以依據(jù)逆變器沒有任何反應(yīng)做出直流輸入端反接的判斷。三、系統(tǒng)的主要構(gòu)成三、系統(tǒng)的主要構(gòu)成太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)成如下：太陽電池組件；太陽電池支架；直流側(cè)防雷配電單元；光伏并網(wǎng)逆變器；隔離型升壓變壓器交流防雷配電單元；監(jiān)測和發(fā)電計量單元；整個系統(tǒng)的連接線以及防雷接地裝置；環(huán)境監(jiān)測儀等。四、系統(tǒng)的主要配置四、系統(tǒng)的主要配置1 1）太陽電池組件）太陽電池組件組件采用 185wp 的單晶硅組件。分兩個單元，

16、采用 1 臺 SG10K3 和一臺 SG30K3 并網(wǎng)逆變器，對于 10KW 單元，太陽能電池 9 塊串聯(lián)為一方陣，共 6 個方陣，需太陽能電池組件 54 塊,功率 9.99KW；對于 30KW 單元，太陽能電池 9 串為一個方陣，共 18 個方陣，需太陽能電池組件 162 塊，功率為 29.97KW；此部分共需太陽能電池組件 216 塊，總功率 39.96KW。2 2）光伏并網(wǎng)逆變器）光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)配置 1 臺 SG10K3,1 臺 SG30K3.逆變器參數(shù)逆變器參數(shù)型型號號SG10K3SG10K3SG50K3SG50K3隔離方式工頻變壓器工頻變壓器最大太陽電池陣列功率11KWp33KW

17、p最大陣列開路電壓450Vdc880Vdc太陽電池最大功率點跟蹤（MPPT）范圍220-380450Vdc820Vdc最大陣列輸入電流50 A130AMPPT 精度9999額定交流輸出功率10 KW50KW總電流波形畸變率3%（額定功率時）0.990.99最大效率94.5%95%歐洲效率93.5%94%允許電網(wǎng)電壓范圍（三相）330V450AC330V450AC允許電網(wǎng)頻率范圍4751.5Hz4751.5Hz夜間自耗電0W30W通訊接口RS485RS485冷卻方式風(fēng)冷風(fēng)冷保護(hù)功能極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、過熱保護(hù)、過載保護(hù)等使用環(huán)境溫度2040使用環(huán)境濕度095%，不結(jié)露尺寸（深寬

18、高）530*900*5008201964646設(shè)備外觀圖（供參考）設(shè)備外觀圖（供參考）SG10K3SG10K3SG30K3SG30K33 3）光伏陣列防雷匯流箱）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(hù)，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(型號:SPVCB-6)的性能特點如下：(1戶外壁掛式安裝，防水、防銹、防曬，滿足室外安裝使用要求；(2可同時接入 6 光伏陣列，每路光伏陣列的最大允許電流為 10A；(3光伏陣列的最大開路電壓值為 DC900V；(4每路光伏陣列配有光伏專用高壓直流熔絲進(jìn)行保護(hù)，其耐壓值為DC10

19、00V；(5直流輸出母線的正極對地、負(fù)極對地、正負(fù)極之間配有光伏專用高壓防雷器，防雷器采用菲尼克斯品牌；(6直流輸出母線端配有可分?jǐn)嗟闹绷鲾嗦菲?，斷路器采?ABB 品牌；光伏陣列防雷匯流箱的電氣原理框圖如下圖所示：整個并網(wǎng)系統(tǒng)配置 5 臺匯流箱。4 4）直流防雷配電單元）直流防雷配電單元太陽電池陣列通過光伏陣列防雷匯流箱在室外進(jìn)行匯流后，通過電纜接至配電房的直流防雷配電柜再進(jìn)行一次總匯流。匯流后輸入逆變器。直流防雷配電單元的電氣原理接線圖如下圖所示：直流防雷配電柜的每個配電單元都具有可分?jǐn)嗟闹绷鲾嗦菲?、防反二極管和防雷器。斷路器選用 ABB 品牌，防雷器選用菲尼克斯品牌。5 5）交流防雷配電柜）交流防雷配電柜光伏并網(wǎng)逆變器的交流輸出，經(jīng)過交流防雷配電柜的計量電度表和配電后，再到電網(wǎng)側(cè)的總輸出空開及防雷并入電網(wǎng)。6 6）環(huán)境監(jiān)測儀）環(huán)境監(jiān)測儀該裝置由風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成，適用于氣象、軍事、船空、海港、環(huán)保、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通