太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化、利用與存儲(chǔ)技術(shù) 課件 第5-7章 控制、逆變及匯流配電系統(tǒng)；箱變系統(tǒng)及系統(tǒng)接入；電纜

第五章控制、逆變及匯流配電系統(tǒng)CONTENTS目錄光伏控制器PART

01逆變系統(tǒng)PART

02匯流箱及配電柜PART

03光伏控制器Part.01光伏控制器01光伏控制器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一。光伏控制器是用光伏發(fā)電系統(tǒng)中，控制多路光伏電池方陣對(duì)蓄電池充電以及蓄電池給逆變器負(fù)載供電的自動(dòng)控制設(shè)備。01光伏控制器工作原理光伏控制器光伏控制器主要是通過(guò)MCU主控制器來(lái)對(duì)整個(gè)充放電進(jìn)行控制。它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏組件電壓、蓄電池電壓、工作環(huán)境溫度，并能發(fā)出MOSFET功率開(kāi)關(guān)管PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)開(kāi)關(guān)管的通斷實(shí)施控制。小功率控制器中功率控制器大功率控制器01光伏控制器功能光伏控制器（1）防止蓄電池過(guò)充電和過(guò)放電，延長(zhǎng)蓄電池壽命；（2）防止光伏組件或電池方陣、蓄電池極性接反；（3）防止負(fù)載、控制器、逆變器和其他設(shè)備內(nèi)部短路；（4）具有防雷擊功能；（5）具有溫度補(bǔ)償功能；（6）顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)，包括：蓄電池（組）電壓、負(fù)載狀態(tài)、電池方陣工作狀態(tài)、輔助電源狀態(tài)、環(huán)境溫度狀態(tài)、故障報(bào)警等。01光伏控制器按照功率大小分類(lèi)光伏控制器（1）小功率光伏控制器，（2）中功率光伏控制器，（3）大功率光伏控制器小功率控制器中功率控制器大功率控制器01光伏控制器按照電路方式分類(lèi)光伏控制器（1）并聯(lián)型光伏控制器（2）串聯(lián)型光伏控制器（3）脈寬調(diào)制型光伏控制器（4）多路型光伏控制器（5）智能型光伏控制器（6）最大功率點(diǎn)跟蹤型光伏控制器光伏控制器基本電路串聯(lián)型光伏控制器的電路原理并聯(lián)型光伏控制器的電路原理01光伏控制器按照電路方式分類(lèi)光伏控制器（1）并聯(lián)型光伏控制器（2）串聯(lián)型光伏控制器（3）脈寬調(diào)制型光伏控制器（4）多路型光伏控制器（5）智能型光伏控制器（6）最大功率點(diǎn)跟蹤型光伏控制器光伏控制器基本電路脈寬調(diào)制(PWM)型光伏控制器電路原理01光伏控制器按照電路方式分類(lèi)光伏控制器（1）并聯(lián)型光伏控制器（2）串聯(lián)型光伏控制器（3）脈寬調(diào)制型光伏控制器（4）多路型光伏控制器（5）智能型光伏控制器（6）最大功率點(diǎn)跟蹤型光伏控制器光伏控制器基本電路多路型光伏控制器電路原理01光伏控制器按照電路方式分類(lèi)光伏控制器（1）并聯(lián)型光伏控制器（2）串聯(lián)型光伏控制器（3）脈寬調(diào)制型光伏控制器（4）多路型光伏控制器（5）智能型光伏控制器（6）最大功率點(diǎn)跟蹤型光伏控制器光伏控制器基本電路智能型光伏控制器電路原理01光伏控制器按照電路方式分類(lèi)光伏控制器（1）并聯(lián)型光伏控制器（2）串聯(lián)型光伏控制器（3）脈寬調(diào)制型光伏控制器（4）多路型光伏控制器（5）智能型光伏控制器（6）最大功率點(diǎn)跟蹤型光伏控制器光伏控制器基本電路光伏陣列輸出功率特性曲線(xiàn)（1）系統(tǒng)工作電壓：即額定工作電壓，是指光伏發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池或蓄電池組的工作電壓。這個(gè)電壓要根據(jù)直流負(fù)載的工作電壓或交流逆變器的配置選型確定，一般為12V、24V，中、大功率控制器也有48V、110V、200V等。（2）額定輸入電流：取決于光伏組件或方陣的輸出電流。（3）最大充電電流：光伏組件或方陣輸出的最大電流。（4）光伏控制器的額定負(fù)載電流：控制器輸出到直流負(fù)載或逆變器直流輸入電流，該數(shù)據(jù)要滿(mǎn)足負(fù)載或逆變器的輸入要求。（5）光伏方陣輸入路數(shù)：控制器的輸入路數(shù)要多于或等于光伏電池方陣設(shè)計(jì)的輸入路數(shù)，各路電池方陣的輸出電流應(yīng)小于或等于控制器每路允許輸入的最大電流值。01光伏控制器的技術(shù)參數(shù)光伏控制器（6）電路自身?yè)p耗：也叫空載損耗（靜態(tài)電流）或最大自消耗電流，電路自身?yè)p耗要盡可能低。最大自身?yè)p耗不得超過(guò)其額定充電電流的l%或0.4W，自身?yè)p耗一般為5～20mA。（7）蓄電池過(guò)充電保護(hù)電壓(HVD)：也稱(chēng)充滿(mǎn)斷開(kāi)或過(guò)壓關(guān)斷電壓，根據(jù)需要及蓄電池類(lèi)型的不同，設(shè)定在14.1～14.5V(12V系統(tǒng))、28.2～29V(24V系統(tǒng))和56.4～58V(48V系統(tǒng))，典型值分別為14.4V、28.8V相57.6V。充電保護(hù)的關(guān)斷恢復(fù)電壓(HVR)一般設(shè)定為13.1～13.4V（12V系統(tǒng)）、26.2～26.8V(24V系統(tǒng))和52.4～53.6V（48V系統(tǒng)）之間，典型值分別為13.2V、26.4V和52.8V。（8）蓄電池的過(guò)放電保護(hù)電壓(LVD)：也稱(chēng)欠壓斷開(kāi)或欠壓關(guān)斷電壓，根據(jù)需要及蓄電池類(lèi)型不同，設(shè)定在10.8～11.4V(12V系統(tǒng))、21.6～22.8V(24V系統(tǒng))和43.2～45.6V(48V系統(tǒng))之間，典型值分別為11.lV、22.2V和44.4V。過(guò)放電保護(hù)的關(guān)斷恢復(fù)電壓(LVR)一般設(shè)定為12.1～12.6V(12V系統(tǒng))、24.2～25.2V(24V系統(tǒng))和48.4～50.4V（48V系統(tǒng)）之間，典型值分別為12.4V、24.8V和49.6V。01光伏控制器的技術(shù)參數(shù)光伏控制器（9）蓄電池充電浮充電壓：一般為13.7V(12V系統(tǒng))、27.4V(24V系統(tǒng))和54.8V(48V系統(tǒng))。（10）溫度補(bǔ)償：以適應(yīng)不同的環(huán)境工作溫度，為蓄電池設(shè)置更為合理的充電電壓?？刂破鞯臏囟妊a(bǔ)償系數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足蓄電池的技術(shù)要求，其溫度補(bǔ)償值一般為-20～-40mV/℃。（11）工作環(huán)境溫度：控制器使用或工作環(huán)境溫度范圍隨廠(chǎng)家不同，一般在-20～+50℃之間。01光伏控制器的技術(shù)參數(shù)光伏控制器（12）其他保護(hù)功能①控制器輸入、輸出短路保護(hù)功能。輸入、輸出電路都要具有短路保護(hù)電路，提供保護(hù)功能。②防反充保護(hù)功能。要具有防止蓄電池向光伏電池反向充電的保護(hù)功能。③極性反接保護(hù)功能。光伏組件或蓄電池接入控制器，當(dāng)極性接反時(shí)，控制器要具有保護(hù)電路的功能。④防雷擊保護(hù)功能?？刂破鬏斎攵藨?yīng)具有防雷擊的保護(hù)功能，避雷器的類(lèi)型和額定值應(yīng)能確保吸收預(yù)期的沖擊能量。⑤耐沖擊電壓和沖擊電流保護(hù)。在控制器光伏陣列輸入端施加1.25倍的標(biāo)稱(chēng)電壓持續(xù)1h，控制器不應(yīng)該損壞。將控制器充電回路電流達(dá)到標(biāo)稱(chēng)電流的1.25倍并持續(xù)1h，控制器也不應(yīng)損壞。01光伏控制器的技術(shù)參數(shù)光伏控制器01光伏控制器技術(shù)性能參數(shù)光伏控制器某小型控制器技術(shù)性能參數(shù)如右表所示：01光伏控制器技術(shù)性能參數(shù)光伏控制器某中型控制器技術(shù)性能參數(shù)某大型控制器技術(shù)性能參數(shù)逆變系統(tǒng)Part.02逆變系統(tǒng)02把交流電變換成直流電的過(guò)程稱(chēng)為整流,把完成整流功能的電路稱(chēng)為整流電路,把實(shí)現(xiàn)整流過(guò)程的裝置稱(chēng)為整流設(shè)備或整流器。與之相對(duì)應(yīng),把直流電變換成交流電的過(guò)程稱(chēng)為逆變,把完成逆變功能的電路稱(chēng)為逆變電路,把實(shí)現(xiàn)逆變過(guò)程的裝置稱(chēng)為逆變?cè)O(shè)備或逆變器。有關(guān)逆變器分類(lèi)的方法很多,可以按宏觀(guān)、輸出交流電能的頻率、輸出相數(shù)、逆變器主電路的形、控制方式、開(kāi)關(guān)電路工作方式、輸出波形和隔離方式等進(jìn)行分類(lèi)。(1)按宏觀(guān)可分為普通型、逆變/控制一體機(jī)、郵電通信專(zhuān)用、航天及軍隊(duì)專(zhuān)用。(2)按逆變器輸出交流電能的頻率可分為工頻、中頻及高頻逆變器。工頻的頻率為50~60Hz,中頻的頻率一般為400Hz到十幾千赫,高頻的頻率一般為十幾千赫到幾兆赫。(3)按逆變器輸出相數(shù)可分為單相、三相及多相逆變器。02逆變器的分類(lèi)逆變系統(tǒng)02逆變器的分類(lèi)逆變系統(tǒng)(4)按逆變器主電路的形式可分為單端式、推挽式、半橋式及全橋式逆變器。(5)按逆變器控制方式可分為調(diào)頻式(PFM)及調(diào)脈寬式(PWM)逆變器。(6)按逆變器開(kāi)關(guān)電路工作方式可分為諧振式、定頻硬開(kāi)關(guān)式及定頻軟開(kāi)關(guān)式逆變器。(7)按逆變器輸出波形可分為方波、階梯波、正弦波逆變器。(8)按隔離方式可分為離網(wǎng)逆變器和并網(wǎng)逆變器。三相正弦波逆變電路單相正弦波全橋逆變電路02逆變器的分類(lèi)逆變系統(tǒng)(8)按隔離方式可分為離網(wǎng)逆變器和并網(wǎng)逆變器。并網(wǎng)逆變器離網(wǎng)逆變器02逆變器的分類(lèi)逆變系統(tǒng)①離網(wǎng)逆變器。離網(wǎng)逆變器應(yīng)用在離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中,主要應(yīng)用在偏遠(yuǎn)地區(qū)、交通信號(hào)燈等。3kW正弦波離網(wǎng)工頻逆變器02逆變器的分類(lèi)逆變系統(tǒng)②并網(wǎng)逆變器。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏并網(wǎng)逆變器02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)逆變器的工作原理是通過(guò)逆變電路中的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷作用,把直流電變換成交流電。單相逆變器的基本電路有推挽式、半橋式和全橋式三種,雖然電路結(jié)構(gòu)不同,但工作原理類(lèi)似。電路中都使用具有開(kāi)關(guān)特性的半導(dǎo)體功率器件,由控制電路周期性地對(duì)功率器件發(fā)出開(kāi)關(guān)脈沖控制信號(hào),控制各個(gè)功率器件輪流導(dǎo)通和關(guān)斷,再經(jīng)過(guò)變壓器耦合升壓或降壓后,整形濾波輸出符合要求的交流電。02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)1.單相推挽逆變器電路電路工作原理如圖所示,該電路由兩只共負(fù)極功率開(kāi)關(guān)和一個(gè)帶有中心抽頭的升壓變壓器組成。若輸出端接阻性負(fù)載時(shí),當(dāng)t1≤t≤t2時(shí),VT1功率管加上柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)ug1,VT1導(dǎo)通,VT2截止,變壓器輸出端輸出正電壓;當(dāng)t3≤t≤t4時(shí),VT2功率管加上柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)

ug2時(shí),VT2導(dǎo)通,VT1截止,變壓器輸出端輸出負(fù)電壓。因此變壓輸出電壓Uo為方波。02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)2.單相半橋式逆變器電路電路工作原理如圖,該電路由兩只功率開(kāi)關(guān)管、兩只儲(chǔ)能電容器等組成。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí),電容C1能量釋放到負(fù)載R和L上;當(dāng)VT2導(dǎo)通時(shí),電容C2能量通過(guò)變壓器釋放到負(fù)載R和L上;VT1、VT2輪流導(dǎo)通,在負(fù)載兩端獲得了交流電源。逆變器電路輸入/輸出電壓如圖。02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)3.全橋式逆變器電路電路工作原理圖如圖。電路由兩個(gè)半橋電路組成,開(kāi)關(guān)功率管VT1和VT2互補(bǔ),VT3和VT4互補(bǔ),當(dāng)VT1與VT3同時(shí)導(dǎo)通時(shí),負(fù)載電壓U0=Ud;當(dāng)VT2與VT4同時(shí)導(dǎo)通時(shí),負(fù)載電壓U0=-Ud;VT1、VT3和VT2、VT4輪流導(dǎo)通,負(fù)載兩端得到交流電能,。若負(fù)載具有一定電感,即負(fù)載電流落后于電壓,在VT1、VT3功率管加上驅(qū)動(dòng)信號(hào),由于電流的滯后,此時(shí)VT1、VT3仍處于導(dǎo)通續(xù)流階段,當(dāng)經(jīng)過(guò)電角度

φ時(shí),電流仍過(guò)零,電源向負(fù)載輸送有功功率,同樣當(dāng)VT2、VT4加上柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí),VT2、VT4仍處于續(xù)流狀態(tài),此時(shí)能量從負(fù)載饋送回直流側(cè),經(jīng)過(guò)電角度φ后,VT2、VT4才真正流過(guò)電流。VT1、VT3和VT2、VT4分別工作半個(gè)周期,波形圖如圖。02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)4.逆變結(jié)構(gòu)上述幾種電路都是逆變器的最基本電路,在實(shí)際應(yīng)用中,除了小功率光伏逆變器主電路采用這種單級(jí)的(DC-AC)轉(zhuǎn)換電路外,中、大功率逆變器主電路都采用兩級(jí)(DC-DC-AC)

或三級(jí)(DC-AC-DC-AC)的電路結(jié)構(gòu)形式。02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的轉(zhuǎn)換過(guò)程。半導(dǎo)體功率開(kāi)關(guān)器件在控制電路的作用下以(1/100)s的速度開(kāi)關(guān),將直流切斷,并將其中一半的波形反向而得到矩形的交流波形,然后通過(guò)電路使矩形的交流波形平滑,得到正弦交流波形。02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)5.不同波形單相逆變器優(yōu)缺點(diǎn)逆變器按照輸出電壓波形的不同,可分為方波逆變器、階梯波逆變器和正弦波逆變器,其輸出波形如圖所示。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,方波和階梯波逆變器一般都用在小功率場(chǎng)合。02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)5.不同波形單相逆變器優(yōu)缺點(diǎn)(1)方波逆變器。方波逆變器輸出的波形是方波,又稱(chēng)矩形波。盡管方波逆變器所使用的電路不盡相同,但共同的優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)路簡(jiǎn)單(使用的功率開(kāi)關(guān)管數(shù)量最少)、價(jià)格便宜、維修方便,其設(shè)計(jì)功率一般在數(shù)百瓦到幾千瓦之間。缺點(diǎn)是調(diào)壓范圍窄、噪聲較大。方波電壓中含有大量高次諧波,帶感性負(fù)載,如電動(dòng)機(jī)等用電器中將產(chǎn)生附加損耗,因此效率低,電磁干擾大。方波逆變器不能應(yīng)用于并網(wǎng)發(fā)電的場(chǎng)合。02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)5.不同波形單相逆變器優(yōu)缺點(diǎn)(2)階梯波逆變器。階梯波逆變器又稱(chēng)修正波逆變器。階梯波波形比方波波形有明顯改善,波形類(lèi)似于正弦波,波形中的高次諧波含量少,故可以帶包括感性負(fù)載在內(nèi)的各種負(fù)載。用無(wú)變壓器輸出時(shí),整機(jī)效率高。缺點(diǎn)是線(xiàn)路較為復(fù)雜。為把方波修正成階梯波,需要多個(gè)不同的復(fù)雜電路,產(chǎn)生多種波形疊加修正而成。這些電路使用的功率開(kāi)關(guān)管也較多,電磁干擾嚴(yán)重。階梯波逆變器不能應(yīng)用于并網(wǎng)發(fā)電的場(chǎng)合。02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)5.不同波形單相逆變器優(yōu)缺點(diǎn)(3)正弦波逆變器。正弦波逆變器輸出的波形與交流市電的波形相同。這種逆變器的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形好、失真度低、干擾小、噪聲低、保護(hù)功能齊全、整機(jī)性能好、技術(shù)含量高。缺點(diǎn)是線(xiàn)路復(fù)雜、維修困難、價(jià)格較高。02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)6.三相電壓型逆變器電路三個(gè)單相逆變器電路可組合成一個(gè)三相逆變器電路。應(yīng)用最廣的是三相橋式逆變器電路,可看成由三個(gè)半橋逆變電路組成。

每橋臂導(dǎo)電180°,同一相上下兩橋臂交替導(dǎo)電,各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度差120°,任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通,每次換流都是在同一相上下兩橋臂之間進(jìn)行,又稱(chēng)縱向換流。三相電壓型橋式逆變電路如圖所示。02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)

02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)

02逆變器工作原理及相關(guān)介紹逆變系統(tǒng)7.逆變器命名方式正弦波系列逆變器型號(hào)命名由五部分組成:正弦波系列逆變器代號(hào)、輸入直流額定電壓、輸出容量額定值、區(qū)分代號(hào)、安裝使用方式。第一部分用字母SN表示正弦波系列逆變器;第二部分用數(shù)字表示輸入直流額定電壓(單位為V);第三部分用數(shù)字表示輸出容量額定值(單位為V·A);第四部分用數(shù)字或字母表示區(qū)分代號(hào)。字母含義省略表示單相輸出C表示單相輸出帶市電旁路3表示三相輸出3C表示三相輸出帶市電旁路S表示單相輸出，光伏、風(fēng)力發(fā)電專(zhuān)用3S表示三相輸出，光伏、風(fēng)力發(fā)電專(zhuān)用CS表示單相輸出帶市電旁路，光伏、風(fēng)力發(fā)電專(zhuān)用例如:型號(hào)為SN22010K3CSD1的逆變器表示為220V輸出,容量10kW,三相光伏專(zhuān)用正弦波逆變器。02逆變器的技術(shù)參數(shù)逆變系統(tǒng)1.輸出電壓的穩(wěn)定度2.輸出電壓的波形失真度3.額定輸出頻率4.負(fù)載功率因數(shù)5.逆變器效率6.額定輸出電流(或額定輸出容量)7.起動(dòng)特性8.噪聲02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場(chǎng)中較為常見(jiàn)的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。1.集中式逆變器集中式逆變器是市面上較為常見(jiàn)的一種光伏逆變器種類(lèi),其工作原理是將多個(gè)光伏組件工作產(chǎn)生的直流電流進(jìn)行匯流和最大功率峰值跟蹤(MPPT),而后集中逆變進(jìn)行直交流電轉(zhuǎn)換與升壓,從而實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。集中式逆變器一般采用單路MPPT,單個(gè)MPPT配有2~16組光伏組串,每路MPPT功率可達(dá)到125~1000kW,單體容量通常在500kW以上。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場(chǎng)中較為常見(jiàn)的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。1.集中式逆變器集中式逆變器的優(yōu)點(diǎn):(1)逆變器數(shù)量少,便于管理。(2)逆變器元器件數(shù)量少,可靠性高。(3)諧波含量少,直流分量少,電能質(zhì)量高。(4)逆變器集成度高,功率密度大,成本低。(5)逆變器各種保護(hù)功能齊全,電站安全性高。(6)有功率因數(shù)調(diào)節(jié)功能和低電壓穿越功能,電網(wǎng)調(diào)節(jié)性好。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場(chǎng)中較為常見(jiàn)的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。1.集中式逆變器集中式逆變器的缺點(diǎn):(1)直流匯流箱故障率較高,影響整個(gè)系統(tǒng)。(2)集中式逆變器MPPT電壓范圍窄,一般為450~820V,組件配置不靈活。在陰雨天,霧氣多的地區(qū)發(fā)電時(shí)間短。(3)逆變器自身耗電以及機(jī)房通風(fēng)散熱噪聲大,系統(tǒng)維護(hù)相對(duì)復(fù)雜。(4)使用集中式逆變器,光伏組件方陣經(jīng)過(guò)兩次匯流到達(dá)逆變器,逆變器最大功率跟蹤功能不能監(jiān)控到每一路組件的運(yùn)行情況,因此不可能使每一路組件都處于最佳工作點(diǎn),當(dāng)有一塊組件發(fā)生故障或者被陰影遮擋,會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電效率。(5)集中式逆變器無(wú)冗余能力,如發(fā)生故障停機(jī),整個(gè)系統(tǒng)將停止發(fā)電。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場(chǎng)中較為常見(jiàn)的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。2.組串式逆變器組串式逆變器是將光伏組件產(chǎn)生的直流電直接轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妳R總后升壓、并網(wǎng),因此逆變器的功率都相對(duì)較小,光伏電站中一般采用100kW以下的組串式逆變器,外形如圖所示。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場(chǎng)中較為常見(jiàn)的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。2.組串式逆變器組串式逆變器的優(yōu)點(diǎn):(1)組串式逆變器采用模塊化設(shè)計(jì),每?jī)陕方M串對(duì)應(yīng)一路MPPT,直流端具有最大功率跟蹤功能,交流端并聯(lián)并網(wǎng),其優(yōu)點(diǎn)是不受光伏組件間模塊差異和陰影遮擋的影響,同時(shí)減少光伏組件最佳工作點(diǎn)與逆變器不匹配的情況,最大程度增加了發(fā)電量。(2)組串式逆變器MPPT電壓范圍寬,一般為200~1000V,最大目前達(dá)到600~1500V,組件配置更為靈活。在陰雨天、霧氣多的地區(qū),發(fā)電時(shí)間長(zhǎng)。(3)組串式逆變器體積小、質(zhì)量小、搬運(yùn)和安裝都非常方便,不需要專(zhuān)業(yè)工具和設(shè)備,也不需要專(zhuān)門(mén)的配電室;在各種應(yīng)用中都能夠簡(jiǎn)化施工、減少占地;直流線(xiàn)路連接也不需要直流匯流箱和直流配電柜等。(4)組串式逆變器自耗電低、故障率低、更方便維護(hù)。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場(chǎng)中較為常見(jiàn)的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。2.組串式逆變器組串式逆變器的缺點(diǎn):(1)多個(gè)逆變器并聯(lián)時(shí),總諧波高,單臺(tái)逆變器THDI可以控制到2%以上,但如果超過(guò)40臺(tái)逆變器并聯(lián)時(shí),總諧波會(huì)疊加,而且較難抑制,容易產(chǎn)生諧振。(2)電子元器件較多,功率器件和信號(hào)電路在同一塊板上,設(shè)計(jì)和制造的難度大,可靠性稍差。功率器件電氣間隙小,不適合高海拔地區(qū)。戶(hù)外型安裝,風(fēng)吹日曬很容易導(dǎo)致外殼和散熱片老化。(3)大型地面電站,采用組串式逆變器數(shù)量較多,總故障率會(huì)升高,系統(tǒng)監(jiān)控難度大。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場(chǎng)中較為常見(jiàn)的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。3.微型逆變器微型逆變器一般指的是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的功率小于或等于1000W、對(duì)每塊組件進(jìn)行獨(dú)立的MPPT控制的逆變器,全稱(chēng)是微型光伏逆變器,如圖所示?！拔⑿汀笔窍鄬?duì)于傳統(tǒng)的集中式逆變器而言的。傳統(tǒng)的光伏逆變方式是將所有的光伏電池在陽(yáng)光照射下生成的直流電全部串并聯(lián)在一起,再通過(guò)一個(gè)逆變器將直流電逆變成交流電接入電網(wǎng);微型逆變器則對(duì)每塊組件進(jìn)行逆變。02典型逆變器逆變系統(tǒng)目前市場(chǎng)中較為常見(jiàn)的逆變器有集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。3.微型逆變器微型逆變器主要特點(diǎn)如下。（1）安全傳統(tǒng)的集中式逆變器或組串式逆變器通常具有幾百伏至上千伏的直流電壓,容易起火,且起火后不易撲滅。微型逆變器僅幾十伏的直流電壓,全部并聯(lián),最大程度降低了安全隱患。（2）智能組件級(jí)的監(jiān)控,可在ECU中看到每塊組件的工作狀態(tài)。（3）多發(fā)電組件級(jí)的MPPT,無(wú)木桶效應(yīng),降低了遮擋對(duì)發(fā)電量的影響;弱光效應(yīng)好,因?yàn)閱?dòng)電壓低,僅20V,在光照弱的時(shí)候也能工作。（4）壽命長(zhǎng)通常微型逆變器設(shè)計(jì)壽命為

25年,傳統(tǒng)逆變器為10年。（5）方便、美觀(guān)不需要專(zhuān)門(mén)建設(shè)配電房,微型逆變器可以直接安裝在組件后面或者支架上,因?yàn)槭遣⒙?lián)結(jié)構(gòu),后期增加規(guī)?？芍苯影惭b,無(wú)須更改之前的配置。匯流箱及配電柜Part.03匯流箱及配電柜03直流匯流箱直流匯流箱又稱(chēng)直流接線(xiàn)箱,直流匯流箱主要應(yīng)用在中、大型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,用于把光伏方陣的多路輸出電纜集中輸入、分組連接,不僅使連線(xiàn)井然有序,而且便于分組檢查、維護(hù),當(dāng)光伏陣列局部發(fā)生故障時(shí),可以局部分離檢修,不影響整體發(fā)電系統(tǒng)的連續(xù)工作。匯流箱及配電柜03直流匯流箱單路輸入直流匯流箱內(nèi)部電路圖多路輸入直流匯流箱內(nèi)部電路圖匯流箱及配電柜03直流匯流箱直流匯流箱的技術(shù)參數(shù)需求如下:(1)直流匯流箱須滿(mǎn)足室外安裝的使用要求,絕緣防護(hù)等級(jí)要達(dá)到IP65。第1個(gè)標(biāo)記數(shù)字是指接觸保護(hù)和外來(lái)物保護(hù)等級(jí);第2個(gè)標(biāo)記數(shù)字是指防水保護(hù)等級(jí)。IP防護(hù)類(lèi)別是用兩個(gè)數(shù)字標(biāo)記的：例如一個(gè)防護(hù)類(lèi)別IP44標(biāo)記字母第1個(gè)標(biāo)記數(shù)字第2個(gè)標(biāo)記數(shù)字匯流箱及配電柜03直流匯流箱直流匯流箱的技術(shù)參數(shù)需求如下:(1)直流匯流箱須滿(mǎn)足室外安裝的使用要求,絕緣防護(hù)等級(jí)要達(dá)到IP65。第1個(gè)標(biāo)記數(shù)字是指接觸保護(hù)和外來(lái)物保護(hù)等級(jí);第2個(gè)標(biāo)記數(shù)字是指防水保護(hù)等級(jí)。(2)同時(shí)可接入6路以上的光伏陣列。(3)每路電流最大可達(dá)20A,接入最大光伏陣列的開(kāi)路電壓值可達(dá)直流電壓1500V,熔斷器的耐壓值不小于直流電壓1500V。匯流箱及配電柜03直流配電柜直流配電柜主要是將匯流箱輸出的直流電纜接入后進(jìn)行匯流,各路直流輸入通過(guò)直流配電柜的正極母排和負(fù)極母排集中匯流,然后通過(guò)直流專(zhuān)用斷路器輸出到直流輸出端,再接至并網(wǎng)逆變器。該配電柜含有直流輸入斷路器、防反二極管、光伏防雷器,方便操作和維護(hù)。直流配電柜的電氣原理框圖匯流箱及配電柜03直流配電柜直流專(zhuān)用電壓儀表:顯示直流母線(xiàn)的直流電壓值;直流專(zhuān)用電流儀表:顯示直流母線(xiàn)的直流電流值;直流專(zhuān)用斷路器:閉合或斷開(kāi)直流母線(xiàn)電壓,方便用戶(hù)操作;光伏專(zhuān)用高壓避雷器:配有光伏專(zhuān)用高壓防雷器,正極負(fù)極都具備防雷功能。匯流箱及配電柜03直流配電柜直流配電柜的參數(shù)如下:(1)每路最大輸入電流。指的是每條支路允許流過(guò)的最大電流值,由匯流箱輸出的最大電流決定。例如最大輸入電流/路為120A。(2)輸入路數(shù)。指的是直流配電柜的總輸入數(shù),要與輸入?yún)R流箱數(shù)量相對(duì)應(yīng)。例如輸入路數(shù)為20,是指直流配電柜輸入可連接20個(gè)匯流箱。(3)最大陣列開(kāi)路電壓。指的是每條支路允許流過(guò)的最大電壓,由匯流箱輸出的最大電壓決定。匯流箱及配電柜03直流配電柜直流配電柜主要性能特點(diǎn)如下:(1)每臺(tái)500kW逆變器,匹配一臺(tái)直流配電柜;(2)每臺(tái)直流配電柜可提供多路直流輸入接口,分別與光伏陣列匯流箱連接;(3)每路直流輸入回路配有防反二極管;(4)每路直流輸入回路配有直流斷路器,額定直流電壓為1500V;(5)直流輸出回路配置光伏專(zhuān)用防雷器;(6)直流輸出側(cè)配置電壓顯示儀表。匯流箱及配電柜03交流配電柜1.交流配電柜組成光伏電站交流配電柜是用來(lái)接受和分配交流電能的電力設(shè)備,主要由控制電器

(斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)等)、保護(hù)電器(熔斷器、繼電器、避雷器等)、測(cè)量電器(電流互感器、電壓互感器、電壓表、電流表、電能表、功率因數(shù)表等),以及母線(xiàn)和載流導(dǎo)體等組成。匯流箱及配電柜03交流配電柜2.交流配電柜分類(lèi)交流配電柜按照設(shè)備所處場(chǎng)所,可分為戶(hù)內(nèi)配電柜和戶(hù)外配電柜;按照電壓等級(jí),可分為高壓配電柜和低壓配電柜;按照結(jié)構(gòu)形式,可分為裝配式配電柜和成套式配電柜。匯流箱及配電柜03交流配電柜3.交流配電柜基本原理右圖所示為兩路輸入、三路輸出的配電結(jié)構(gòu)。其中,K1、K2是隔離開(kāi)關(guān)。接觸器J1和J2用于兩路輸入的互鎖控制,即當(dāng)輸入1有電并閉合K1時(shí),接觸器J1線(xiàn)圈得電吸合,接觸器J12將輸入2斷開(kāi);同理,當(dāng)輸入2有電并閉合K2時(shí),接觸器J22自動(dòng)斷開(kāi)輸入1,起到互鎖保護(hù)的作用。另外,配電柜的三路輸出分別由三個(gè)接觸器進(jìn)行控制,可根據(jù)實(shí)際情況及各路負(fù)載的重要程度分別進(jìn)行控制操作。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術(shù)要求及選配1)交流配電柜技術(shù)要求(1)動(dòng)作準(zhǔn)確,運(yùn)行可靠;(2)在發(fā)生故障時(shí),能夠準(zhǔn)確、迅速地切斷事故電流,避免事故擴(kuò)大;(3)在一定的操作頻率工作時(shí),具有較高的機(jī)械壽命和電氣壽命;(4)電器元件之間在電氣、絕緣和機(jī)械等方面的性能能夠配合協(xié)調(diào);(5)工作安全、操作方便、維護(hù)容易;(6)體積小、質(zhì)量小、工藝好、制造成本低;(7)設(shè)備自身能耗小。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術(shù)要求及選配2)配電柜的海拔問(wèn)題按照有關(guān)電氣產(chǎn)品技術(shù)規(guī)定,通常低壓電氣設(shè)備的使用環(huán)境都限定在海拔2000m以下,而對(duì)于4500m以上地區(qū),由于氣壓低、相對(duì)濕度大、溫差大、太陽(yáng)輻射強(qiáng)、空氣密度低等問(wèn)題,導(dǎo)致大氣壓力和相對(duì)密度降低,電氣設(shè)備的外絕緣強(qiáng)度也隨之下降。因此,在設(shè)計(jì)配電柜時(shí),必須考慮當(dāng)?shù)貝毫迎h(huán)境對(duì)電氣設(shè)備的不利影響。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術(shù)要求及選配3)接有防雷器裝置光伏發(fā)電系統(tǒng)的交流配電柜中一般都接有防雷器裝置,用來(lái)保護(hù)交流負(fù)載或交流電網(wǎng)免遭雷電破壞。防雷器一般接在總開(kāi)關(guān)之后,具體接法如圖所示。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術(shù)要求及選配4)電能表連接在可逆流的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中,除了正常用電計(jì)量的電能表之外,為了準(zhǔn)確地計(jì)量發(fā)電系統(tǒng)饋入電網(wǎng)的電量(賣(mài)出的電量)和電網(wǎng)向系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)充的電量(買(mǎi)入的電量),就需要在交流配電柜內(nèi)另外安裝兩塊電能表進(jìn)行用電量和發(fā)電量的計(jì)量,其單相接線(xiàn)法和三相接線(xiàn)法如圖所示。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術(shù)要求及選配5)交流配電柜的保護(hù)功能交流配電柜應(yīng)具有多種線(xiàn)路故障的保護(hù)功能。一旦發(fā)生保護(hù)動(dòng)作,用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理,排除故障,恢復(fù)斷電。(1)輸出過(guò)載和短路保護(hù)。當(dāng)輸出電路有短路或過(guò)載等故障發(fā)生時(shí),相應(yīng)斷路器會(huì)自動(dòng)跳閘斷開(kāi)。當(dāng)有更嚴(yán)重的情況發(fā)生時(shí),甚至?xí)l(fā)生熔斷器燒斷。這時(shí),應(yīng)首先查明原因,排除故障,然后再接通負(fù)載。(2)輸入欠電壓保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)的輸入電壓降到電源額定電壓的70%~35%時(shí),輸入控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘斷電;當(dāng)系統(tǒng)的輸入電壓低于額定電壓的35%時(shí),斷路器開(kāi)關(guān)不能閉合送電。此時(shí)應(yīng)查明原因,使配電裝置的輸入電壓升高,再恢復(fù)供電。交流配電柜在用逆變器輸入供電時(shí),具有蓄電池欠電壓保護(hù)功能。當(dāng)蓄電池放電達(dá)到一定深度時(shí),由控制器發(fā)出切斷負(fù)載信號(hào),控制交流配電柜中的負(fù)載繼電器動(dòng)作,切斷相應(yīng)負(fù)載?；謴?fù)送電時(shí),只需進(jìn)行按鈕操作即可。匯流箱及配電柜03交流配電柜4.交流配電柜技術(shù)要求及選配5)交流配電柜的保護(hù)功能交流配電柜應(yīng)具有多種線(xiàn)路故障的保護(hù)功能。一旦發(fā)生保護(hù)動(dòng)作,用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理,排除故障,恢復(fù)斷電。(3)輸入互鎖功能。光伏電站交流配電柜最重要的保護(hù),是兩路輸入的繼電器及斷路器開(kāi)關(guān)雙重互鎖保護(hù)?；ユi保護(hù)功能是當(dāng)逆變器輸入或柴油發(fā)電機(jī)組輸入只要有一路有電時(shí),另一路繼電器就不能閉合,即按鈕操作失靈。也就是說(shuō),斷路器開(kāi)關(guān)互鎖保護(hù)是只允許一路開(kāi)關(guān)合閘通電。匯報(bào)人：XXX懇請(qǐng)批評(píng)指正！第六章箱變系統(tǒng)及系統(tǒng)接入CONTENTS目錄箱變系統(tǒng)CabinetTypeTransformerStationPART

01系統(tǒng)接入systemaccessPART

02箱變系統(tǒng)Part.01箱變系統(tǒng)01什么是箱變系統(tǒng)箱變系統(tǒng)即箱式變電站,箱式變電站又稱(chēng)戶(hù)外成套變電站、組合式變電站或戶(hù)外緊湊式配電設(shè)備。

箱變系統(tǒng)的組成由多回路高壓開(kāi)關(guān)系統(tǒng)、鎧裝母線(xiàn)、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、通訊、遠(yuǎn)動(dòng)、計(jì)量、電容補(bǔ)償及直流電源等電氣單元組合而成。箱變系統(tǒng)01智能箱變系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)最初的箱變系統(tǒng)是將高壓柜、配電變壓器、低壓柜按照一定接線(xiàn)方案組裝到一個(gè)箱體內(nèi)，不具備計(jì)量、無(wú)功補(bǔ)償及狀態(tài)監(jiān)測(cè)的功能，隨著傳感器檢測(cè)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了具備計(jì)量、無(wú)功補(bǔ)償和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能的智能箱式變電站。這種智能箱式變電站技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、自動(dòng)化程度高、可以工廠(chǎng)預(yù)制化、組合方式靈活、占地面積小。箱變系統(tǒng)01拼裝式。將高低壓成套裝置和變壓器裝入金屬箱體，高低壓配電裝置中留有操作走廊，這種箱變體積較大，現(xiàn)很少采用。組合裝置型。不使用現(xiàn)有成套裝置，而將高低壓控制、保護(hù)電器設(shè)備直接裝入箱內(nèi)，成為一個(gè)整體。設(shè)計(jì)按免維護(hù)考慮，無(wú)操作走廊，箱體小，又叫歐式箱變或普通型箱變。一體型。簡(jiǎn)化高壓控制、保護(hù)裝置，將高低壓配電裝置與變壓器主體一齊裝入變壓器油箱，成為一個(gè)整體，體積更小，接近同容量油浸變壓器，是歐式箱變的1/3。又叫美式箱變或緊湊型箱變。箱變系統(tǒng)分類(lèi)系統(tǒng)接入Part.02系統(tǒng)接入02什么是系統(tǒng)接入將光伏電站產(chǎn)生的光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，通過(guò)DC/DC穩(wěn)壓后接入DC/AC逆變系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)同頻同相同幅值的三相電，簡(jiǎn)而言之就是接入電力系統(tǒng)，也就是發(fā)電機(jī)并網(wǎng)。光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)的電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)光伏發(fā)電站的容量及電網(wǎng)的具體情況，在接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)中經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。光伏發(fā)電站向當(dāng)?shù)亟涣髫?fù)載提供電能和向電網(wǎng)發(fā)送的電能質(zhì)量應(yīng)符合公用電網(wǎng)的電能質(zhì)量要求。光伏發(fā)電站應(yīng)具有相應(yīng)的繼電保護(hù)功能。大、中型光伏發(fā)電站應(yīng)具備與電力調(diào)度部門(mén)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的能力，并網(wǎng)雙方的通信系統(tǒng)應(yīng)符合電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)電力通信的要求。系統(tǒng)接入的規(guī)定系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)Part.02系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02電氣一次(電氣主接線(xiàn))電氣一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過(guò)程的高壓電氣設(shè)備。包括發(fā)電設(shè)備、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、自動(dòng)開(kāi)關(guān)、接觸器、刀開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)、輸電線(xiàn)路、電力電纜、電抗器、電動(dòng)機(jī)等。電氣一次設(shè)備相互連接，構(gòu)成發(fā)電、輸電、配電或進(jìn)行其他生產(chǎn)過(guò)程的電氣回路稱(chēng)為一次回路或一次接線(xiàn)系統(tǒng)。其電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，電氣一次系統(tǒng)安全防護(hù)要求及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程。系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02變壓器的分類(lèi)在高、低壓供配電系統(tǒng)中，常用的電力變壓器有如下幾種分類(lèi)方式：①按相數(shù)分類(lèi)有三相電力變壓器和單相電力變壓器；②繞組導(dǎo)電材料分類(lèi)有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器；③絕緣介質(zhì)分類(lèi)有油浸式變壓器和干式變壓器兩大類(lèi)；④繞組連接組別分類(lèi)有Yyn0和Dynll兩種。變壓器型號(hào)示意圖主變壓器的選擇光伏電站升壓站主變壓器的選擇應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T5222—2021《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)規(guī)程》的規(guī)定,參數(shù)宜按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6451—2015《油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》、GB/T10228—2015《干式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》、GB20052—2020《電力變壓器能效限定值及能效等級(jí)》的規(guī)定進(jìn)行選擇。

系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02站用電系統(tǒng)變電站的站用電系統(tǒng)是維持站內(nèi)用電安全可靠的關(guān)鍵。如果站用電發(fā)生故障，可能會(huì)導(dǎo)致變電站失去安全防線(xiàn)，開(kāi)關(guān)刀閘無(wú)法操作，尤其在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致事故范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，甚至發(fā)生電網(wǎng)崩潰、解列等嚴(yán)重事件的發(fā)生。站用電系統(tǒng)分類(lèi)站用電的負(fù)荷包括I類(lèi)、II類(lèi)以及III類(lèi)負(fù)荷三個(gè)類(lèi)別站用電設(shè)計(jì)原則：光伏電站站用電系統(tǒng)的電壓宜采用380V。380V站用電系統(tǒng),應(yīng)采用動(dòng)力與照明網(wǎng)絡(luò)共用的中性點(diǎn)直接接地方式。站用電工作電源引接方式應(yīng)符合國(guó)標(biāo)要求。站用電系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置備用電源,其引接方式應(yīng)符合國(guó)標(biāo)要求。站用電變壓器容量選擇應(yīng)符合一定的要求。

站用電裝置的布置位置及方式應(yīng)根據(jù)光伏電站的容量、光伏方陣的布局和逆變器的技術(shù)

參數(shù)等條件確定。

系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)是給繼電保護(hù)、信號(hào)、自動(dòng)裝置等控制負(fù)荷和交流不間斷電源裝置、斷路器合閘機(jī)構(gòu)及直流事故照明等動(dòng)力負(fù)荷提供直流電源的電源設(shè)備直流系統(tǒng)的組成主要由蓄電池組、充電模塊、交流配電、直流饋電、配電監(jiān)控、監(jiān)控模塊、絕緣檢測(cè)儀、電池監(jiān)測(cè)儀等設(shè)備組成系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02配電裝置光伏電站的升壓站(或開(kāi)關(guān)站)配電裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)DL/T5352—2018《高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》及GB50060—2017《3~110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。升壓站35kV以上配電裝置應(yīng)根據(jù)地理位置選擇戶(hù)內(nèi)或戶(hù)外布置。在沿海及土石方開(kāi)挖工程量大的地區(qū)宜采用戶(hù)內(nèi)配電裝置;在內(nèi)陸及荒漠不受氣候條件、占用土地及施工工程量等限制時(shí),宜采用戶(hù)外配電裝置。10~35kV配電裝置宜采用戶(hù)內(nèi)成套式高壓開(kāi)關(guān)柜配置形式,也可采用戶(hù)外裝配式配電裝置。對(duì)沿海、海拔高于2000m及土石方開(kāi)挖工程量大的地區(qū),當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí),66kV及以上電壓等級(jí)的配電裝置可采用氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備;在內(nèi)陸及荒漠地區(qū)可采用戶(hù)外裝配式布置。系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02無(wú)功補(bǔ)償裝置光伏電站發(fā)出的電能有無(wú)功有有功,可這些功率總是上下波動(dòng)經(jīng)常不穩(wěn)定,所以可以把它看作一個(gè)變量,但需求的輸出卻是一個(gè)穩(wěn)定恒定的量,這就要有設(shè)備來(lái)調(diào)整這個(gè)輸出。但有時(shí)輸出的無(wú)功達(dá)不到要求,要有裝置補(bǔ)償這個(gè)無(wú)功,因此須選用先進(jìn)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)原則光伏電站的無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)按電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償就地平衡和便于調(diào)整電壓的原則配置。并聯(lián)電容器裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50227—2017《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)備的形式宜選用成套設(shè)備。無(wú)功補(bǔ)償裝置依據(jù)環(huán)境條件、設(shè)備技術(shù)參數(shù)及當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)行經(jīng)驗(yàn),可采用戶(hù)內(nèi)或戶(hù)外布置形式,并應(yīng)考慮維護(hù)和檢修方便系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02電氣二次(繼電保護(hù))電氣二次電路也叫輔助電路，是為實(shí)現(xiàn)特定的控制要求對(duì)主電路（一次電路）進(jìn)行監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制及調(diào)節(jié)所需的低壓電氣設(shè)備相互連接所組成的回路。二次回路中的各種設(shè)備叫二次設(shè)備，包括各種控制開(kāi)關(guān)，繼電器、信號(hào)燈、測(cè)量?jī)x等。電氣二次設(shè)備應(yīng)布置在繼電器室,繼電器室面積應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)備布置和定期巡視維護(hù)的要求,并留有備用屏位。光伏電站內(nèi)的電氣元件保護(hù)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14285—2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。系統(tǒng)接入-升壓站電氣系統(tǒng)02過(guò)電壓保護(hù)及防雷保護(hù)光伏電站的升壓站區(qū)和就地逆變升壓室的過(guò)電壓保護(hù)和接地應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T620—1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》的規(guī)定。光伏電站生活輔助建(構(gòu))筑物防雷應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50057—2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。光伏方陣場(chǎng)地內(nèi)應(yīng)設(shè)置接地網(wǎng)。接地網(wǎng)除應(yīng)采用人工接地外,還應(yīng)充分利用支架基礎(chǔ)的金屬構(gòu)件。電纜選擇與敷設(shè)(除光伏電纜外)光伏電站電纜的選擇與敷設(shè),應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50217—2018《電力工程電纜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,電纜截面應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選擇確定。集中敷設(shè)于溝道、槽盒中的電纜宜選用C類(lèi)阻燃電纜。光伏組件之間及組件與匯流箱之間的電纜應(yīng)有固定措施和防曬措施。電纜敷設(shè)可采用直埋、電纜溝、電纜橋架、電纜線(xiàn)槽等方式。動(dòng)力電纜和控制電纜宜分開(kāi)排列。電纜溝不得作為排水通路；

遠(yuǎn)距離傳輸時(shí),網(wǎng)絡(luò)電纜宜采用光纖電纜。系統(tǒng)接入-升壓站接入系統(tǒng)Part.02系統(tǒng)監(jiān)控01光伏電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)廠(chǎng)房的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)廠(chǎng)區(qū)全自動(dòng)化管理。中央控制顯示器安裝在升壓室內(nèi)，可對(duì)光伏電站進(jìn)行全面監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)電站與終端之間的調(diào)度和通信功能。01系統(tǒng)監(jiān)控具備的功能（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理。（2）限值監(jiān)視和報(bào)警處理。（3）控制操作。（4）通信功能。（5）在線(xiàn)自診斷功能。（6）自恢復(fù)功能。（7）具備VQC功能，即電壓無(wú)功率控制。02系統(tǒng)保護(hù)輸入信號(hào)測(cè)量部分邏輯部分執(zhí)行部分輸出部分整定值一是當(dāng)系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置迅速給出準(zhǔn)確的故障距離，離元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)斷開(kāi)，最大限度地減少元件的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響。二是當(dāng)電氣設(shè)備的不正常工作時(shí)，繼電保護(hù)裝置根據(jù)不正常工作情況發(fā)出準(zhǔn)確的信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。圖6-4繼電保護(hù)裝置原理圖1）變壓器保護(hù)A瓦斯保護(hù)B縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)2）線(xiàn)路保護(hù)A瞬時(shí)電流速斷保護(hù)B限時(shí)電流速斷保護(hù)C定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)

系統(tǒng)保護(hù)分類(lèi)02A瓦斯保護(hù)當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，故障處產(chǎn)生的高溫會(huì)引起變壓器中的油膨脹甚至沸騰，油內(nèi)溶解的空氣被排出，導(dǎo)致變壓器內(nèi)油液液面下降。根據(jù)此特點(diǎn)設(shè)計(jì)的瓦斯保護(hù)，其主要結(jié)構(gòu)原理如圖6-5所示。圖6-5瓦斯保護(hù)結(jié)構(gòu)原理1—?dú)馊?—?dú)馊菽福?—探針；4—封塞；5—開(kāi)口杯；6—重錘；7—擋板；8—磁鐵；9—接線(xiàn)端子；10—彈簧；11—調(diào)節(jié)桿；12—干簧接點(diǎn)變壓器保護(hù)02B縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)可用于防御變壓器繞組和引出線(xiàn)的各種相間短路故障、繞組的匝間短路故障以及中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線(xiàn)的單相接地短路。圖6-6雙繞組單相變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的原理接線(xiàn)圖變壓器保護(hù)02A瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。對(duì)于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù)，稱(chēng)為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。B限時(shí)電流速斷保護(hù)。作為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的后備，限時(shí)電流速斷保護(hù)主要是在瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的基礎(chǔ)上，增加一段新的保護(hù)，用來(lái)切除本線(xiàn)路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)范圍以外的故障，又稱(chēng)電流保護(hù)的Ⅱ段。C定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。與電流速斷保護(hù)不同，過(guò)電流保護(hù)通常是指其啟動(dòng)電流按躲開(kāi)最大負(fù)荷電流來(lái)整定的一種保護(hù)，它在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不啟動(dòng)，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)因電流的增大而反應(yīng)動(dòng)作。線(xiàn)路保護(hù)02系統(tǒng)通信光伏發(fā)電站通信可分為接入通信與站內(nèi)通信。通信設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《電力通信運(yùn)行管理規(guī)程》DL/T544—2012《電力系統(tǒng)自動(dòng)交換電話(huà)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》DL/T598—2010031）接入通信光伏電力系統(tǒng)在接入時(shí)，必須要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選定進(jìn)行信息溝通交流的方式，使系統(tǒng)接納接入請(qǐng)求。光伏發(fā)電站應(yīng)裝設(shè)與電力調(diào)度部門(mén)聯(lián)系的專(zhuān)用調(diào)度通信設(shè)施。主要包括：繼電保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、電能計(jì)量信息傳送、電話(huà)通道。系統(tǒng)通信032）站內(nèi)通信站內(nèi)通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)光伏電站正常生產(chǎn)運(yùn)行和調(diào)度管理的重要保證。站內(nèi)通信包括生產(chǎn)管理通信和生產(chǎn)調(diào)度通信。光伏電站行政管理通信通過(guò)租用當(dāng)?shù)氐墓簿W(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。光伏電站內(nèi)配置無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)，為運(yùn)維人員檢修、維護(hù)及巡視時(shí)提供通信聯(lián)絡(luò)。為滿(mǎn)足光伏電站職工工作以及文化娛樂(lè)需求，站內(nèi)還需設(shè)置一條綜合布線(xiàn)系統(tǒng)，主要包括語(yǔ)音數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)電視系統(tǒng)。自動(dòng)化04大、中型光伏發(fā)電站應(yīng)配置相應(yīng)的自動(dòng)化終端設(shè)備，采集發(fā)電裝置及并網(wǎng)線(xiàn)路的遙測(cè)和遙信量，接收遙控、遙調(diào)指令，通過(guò)專(zhuān)用通道與電力調(diào)度部門(mén)相連。（1）遙測(cè)量應(yīng)包括：①發(fā)電總有功功率和總無(wú)功功率；②無(wú)功補(bǔ)償裝置的進(jìn)相及滯相運(yùn)行時(shí)的無(wú)功功率；③升壓變壓器高壓側(cè)有功功率和無(wú)功功率；④雙向傳輸功率的線(xiàn)路、變壓器的雙向功率；⑤站用總有功電量；⑥光伏發(fā)電站的電壓、電流、頻率、功率因數(shù)；⑦大、中型光伏發(fā)電站的輻照強(qiáng)度、溫度等；⑧光伏發(fā)電站的儲(chǔ)能容量狀態(tài)。（2）遙信量應(yīng)包括：①并網(wǎng)點(diǎn)斷路器的位置信號(hào)；②有載調(diào)壓主變分接頭位置；③逆變器、變壓器和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的斷路器位置信號(hào)；④事故總信號(hào)；⑤出線(xiàn)主要保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。

同時(shí)，當(dāng)?shù)仉娏φ{(diào)度部門(mén)根據(jù)需要亦可向光伏電站傳送以下遙控或遙調(diào)命令：①并網(wǎng)線(xiàn)路斷路器的分合；②無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切；③有載調(diào)壓變壓器分接頭的調(diào)節(jié)；④光伏發(fā)電站的啟停；⑤光伏發(fā)電站的功率調(diào)節(jié)。自動(dòng)化04主講：第七章

電

纜

CONTENTS目錄電纜種類(lèi)、材料組成及選擇PART

01電纜設(shè)計(jì)選型原則與計(jì)算PART

02PART

02電纜種類(lèi)、材料組成及選擇Part.01電纜種類(lèi)、材料組成及選擇01電纜的選擇需考慮因素(1)電纜的絕緣性能。(2)電纜的耐熱阻燃性能。(3)電纜的防潮、防光(抗輻射)。(4)電纜的敷設(shè)方式。(5)電纜導(dǎo)體的材料(銅芯、鋁芯)。(6)電纜截面的規(guī)格。電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——電纜的類(lèi)型01直流電纜使用在組件與組件之間的串聯(lián)電纜直流配電箱至逆變器之間電纜組串之間及其組串至直流配電箱(匯流箱)之間的并聯(lián)電纜直流電纜戶(hù)外敷設(shè)需防潮、防暴曬、耐寒、耐熱、抗紫外線(xiàn),某些特殊的環(huán)境下還需防酸堿等化學(xué)物質(zhì)電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——電纜的類(lèi)型01交流電纜逆變器至升壓變壓器的連接電纜配電裝置至電網(wǎng)或用戶(hù)的連接電纜升壓變壓器至配電裝置的連接電纜交流電纜戶(hù)外敷設(shè)可按照一般電力電纜選型要求選擇電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——電纜導(dǎo)體材料01銅

芯抗氧化能力更好、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好；壓降和電量損耗?。蝗嵝院迷试S的彎度半徑小抗疲勞、反復(fù)折彎不易斷裂鋁

芯易氧化現(xiàn)象；投資成本高電纜導(dǎo)體材料電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——電纜絕緣護(hù)套材料01在各種環(huán)境和應(yīng)用中都能使用成本低、柔韌性好、堅(jiān)固,并且具有防火、防油材料含對(duì)環(huán)境和人體有害物質(zhì)聚氯乙烯(PVC)材料廣泛用作電線(xiàn)電纜的包覆材料在高溫下也具有很強(qiáng)的抗變形能力低密度PE(LDPE)更柔韌,防潮性極佳更環(huán)保聚乙烯(PE)材料電纜絕緣護(hù)套材料耐油耐磨機(jī)械特性和橡膠相似用于環(huán)境惡劣、防油等場(chǎng)合的電源、信號(hào)連接聚氨酯(PUR)材料電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——電纜絕緣護(hù)套材料01優(yōu)異的低溫性能具有良好的耐化學(xué)性和耐油性非常柔韌,良好的耐磨性和表面紋理不如PUR堅(jiān)固耐用熱塑性彈性體(TPE/TPR)材料卓越的高耐磨、高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化的特性成熟的環(huán)保材料熱塑性聚氨酯(TPU)材料電纜絕緣護(hù)套材料非常惡劣的環(huán)境質(zhì)量小、堅(jiān)硬、摩擦因數(shù)低、耐油性好、耐水性佳、耐化學(xué)性和抗紫外線(xiàn)性能優(yōu)異、成本低氯化聚乙烯(CPE)材料極佳的防火、阻燃、低煙、無(wú)毒任何需要防火的場(chǎng)所陶瓷化硅橡膠材料電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類(lèi)選擇01光伏專(zhuān)用電纜組串到匯流箱的電纜一般用:光伏專(zhuān)用電纜PV1-F1×4mm2。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,耐熱、耐寒、耐油、耐紫外線(xiàn),可在惡劣的環(huán)境條件下使用,具備一定的機(jī)械強(qiáng)度。敷設(shè):可穿管中加以保護(hù)光伏專(zhuān)用電纜電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類(lèi)選擇01動(dòng)力電纜鋼帶鎧裝阻燃交聯(lián)電纜ZRC-YJV22應(yīng)用:匯流箱到直流柜、直流柜到逆變器、逆變器到變壓器、變壓器到配電裝置、配電裝置到電網(wǎng)的連接電纜。特點(diǎn):介質(zhì)損耗小、耐化學(xué)腐蝕和電壓敷設(shè)不受落差限制;具有較高機(jī)械強(qiáng)度,耐環(huán)境應(yīng)力好,良好的熱老化性能和電氣性能。敷設(shè):可直埋,適用于固定敷設(shè),適應(yīng)不同敷設(shè)環(huán)境(地下、水中、溝管及隧道)的需要。動(dòng)力電纜電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類(lèi)選擇01動(dòng)力電纜NH-VV是銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套耐火電力電纜。適合于額定電壓0.6kV/1kV。特點(diǎn):長(zhǎng)期允許工作溫度為80℃。敷設(shè)時(shí)允許的彎曲半徑:單芯電纜不小于20倍電纜外徑,多芯電纜不小于12倍電纜外徑。電纜在敷設(shè)時(shí)環(huán)境溫度不低于0℃的條件下,無(wú)須預(yù)先加熱。電壓敷設(shè)不受落差限制。敷設(shè):適合于有耐火要求的場(chǎng)合,可敷設(shè)在室內(nèi)、隧道及溝管中。注意不能承受機(jī)械外力的作用,可直接埋地敷設(shè)。動(dòng)力電纜電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類(lèi)選擇01控制電纜ZRC-KVVP是銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套編織屏蔽控制電纜。適用:交流額定電壓450V/750V及以下控制、監(jiān)控回路及保護(hù)線(xiàn)路。特點(diǎn):長(zhǎng)期允許使用溫度為70℃。最小彎曲半徑不小于外徑的6倍。敷設(shè):一般敷設(shè)在室內(nèi)、電纜溝管等要求屏蔽、阻燃的固定場(chǎng)所?？刂齐娎|電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類(lèi)選擇01通信電纜DJYVRP2-22是聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套銅絲編織屏蔽鎧裝計(jì)算機(jī)專(zhuān)用軟電纜適用：額定電壓500V及以下對(duì)于防干擾要求較高的電子計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化連接電纜。特點(diǎn):抗氧化性、絕緣電阻高、耐電壓好、介電常數(shù)小的特點(diǎn),減少回路間的相互串?dāng)_和外部干擾,信號(hào)傳輸質(zhì)量高。最小彎曲半徑不小于電纜外徑的12倍。敷設(shè):允許在環(huán)境溫度-40~+50℃的條件下固定敷設(shè)使用。敷設(shè)于室內(nèi)、電纜溝、管道等要求靜電屏蔽的場(chǎng)所。通信電纜

DJYVRP2-22電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類(lèi)選擇01通信電纜銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套絕緣屏蔽軟電纜PVVP,又稱(chēng)電氣連接抗干擾軟電纜。適用：報(bào)警、安防等需防干擾,安全高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ烹娎|。特點(diǎn):額定工作電壓為3.6kV/6kV,電纜導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)期工作溫度為90℃,最小允許彎曲半徑為電纜外徑的6倍。主要用來(lái)做通信電纜,起到抗干擾的作用。敷設(shè):不能在日光下暴曬,底部線(xiàn)芯必須良好接地。如需抑制電氣干擾強(qiáng)度的弱電回路通信電纜,敷設(shè)于鋼制管、盒中。與電力電纜平行敷設(shè)時(shí)相互間距,宜在能遠(yuǎn)離的范圍內(nèi)盡量遠(yuǎn)離。通信電纜RVVP電纜種類(lèi)、材料組成及選擇——光伏系統(tǒng)電纜種類(lèi)選擇01射頻電纜SYV是實(shí)心聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套射頻同軸電纜。特點(diǎn):要傳輸視頻信號(hào)在200m范圍內(nèi)可以用SYV75-3；在350m范圍內(nèi)就可以用SYV75-5。敷設(shè):可穿管敷設(shè)。射頻電纜電纜設(shè)計(jì)選型原則與計(jì)算Part.02電纜設(shè)計(jì)選型原則與計(jì)算——電纜設(shè)計(jì)選型原則02電纜設(shè)計(jì)選型原則(1)如果系統(tǒng)的最高電壓是380V,要選擇450V/750V的光伏交流電纜,選擇耐壓值大于系統(tǒng)的最高電壓的電纜,防止電纜被高電壓損壞。(3)交流負(fù)載的連接，選取的光伏電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.25倍。(2)光伏方陣內(nèi)部和方陣之間的連接，選取的電纜額定電流為計(jì)算所得光伏電纜中最大連續(xù)電流的1.56倍。(4)逆變器的連接,選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.25倍。(5)考慮溫度對(duì)電纜性能的影響。溫度越高,電纜的載流量就越少,電纜要盡量安裝在通風(fēng)散熱的地方。(6)電壓降的最高值不能超過(guò)2%，直流回路工作中有很多的不確定因素會(huì)導(dǎo)致回路接地,使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行不正常。電纜設(shè)計(jì)選型原則與計(jì)算——電纜設(shè)計(jì)計(jì)算02電纜設(shè)計(jì)計(jì)算電纜截面的選擇應(yīng)滿(mǎn)足允許溫升、電壓損失、機(jī)械強(qiáng)度等要求，直流系統(tǒng)電纜按電纜長(zhǎng)期允許載流量選擇,并按電纜允許壓降校驗(yàn)，計(jì)算公式如下:

按電纜長(zhǎng)期允許載流量:式中：Ipc

—電纜允許載流量,A;Ical

—回路長(zhǎng)期工作計(jì)算電流,A。按回路允許電壓降:式中：Ica

—計(jì)算電流,A;Scac

—電纜計(jì)算截面,mm2

;ρ—電阻系數(shù),銅導(dǎo)體

ρ=0.0184Ω·mm2/m,

鋁導(dǎo)體