光伏基础知识培训讲解

光伏系统知识培训 2016.03.31 -2-2- 光伏系统组成 -3-3- 一、光伏组件 二、智能防雷汇流箱 三、逆变器（含直流配电柜） 四、箱式升压变 五、就地通讯管理机 六、其他辅件辅材 光伏系统主要设备 1、光伏场区主要设备 -4-4- 一、一次设备 二、二次设备 光伏系统主要设备 1、升压站主要设备 -5-5- 一、光伏组件 太阳能电池组件光伏发电的源头。 -6-6- 光伏组件种类主要分为：晶体硅光伏电池组件、非晶硅电池和薄膜光伏 电池组件、数倍聚光太阳能电池组件。目前晶体硅仍是当前太阳能光伏 电池的主流，主要分为多晶硅电池组件、单晶硅电池组件。 单晶硅组件多晶硅组件非晶薄膜组件聚光太阳能组件 -7-7- 光伏组件工作原理 光伏组件是将太阳光能直接转变为直流电能的太阳能发电装置。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电 子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电 效应太阳能电池的工作原理。 -8-8- 光伏组件特性 随着温度的上升，短路电流上升，开路电压减小，转换效率降低。 温度的升高，可使硅材料的禁带宽度降低，电子具有更低的能量就可 从价带越过禁带到达导带，短路电流会提高。 温度的变化，影响最大的是开路电压。 -9-9- 辐照度对Isc的影响较大，对Voc的影响较小 通常可以近似认为辐照度与Isc成正比例关系 -10-10- 二、智能防雷汇流箱 汇流箱作用 在太阳能光伏发电系统中，为了减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之 间的连线使用到汇流箱。用户可以将一定数量、规格相同的光伏电池串 联起来，组成一个个光伏串列，然后再将若干个光伏串列并联接入光伏 汇流防雷箱，在光伏防雷汇流箱内汇流后，接入直流配电柜，光伏逆变 器，交流配电柜，配套使用从而构成完整的光伏发电系统，实现与电网 并网。 -11-11- 汇流箱外观和内部图 -12-12- 智能防雷汇流箱组成 一、壳体 二、直流熔断器 三、直流断路器 四、光伏专用直流防雷模块、 五、智能监控模块及电源模块 -13-13- 汇流箱电气原理图 -14-14- 智能防雷汇流箱参数 1、满足室外安装的使用要求 2、同时可接入16路太阳电池串列，每路电流最大可达15A(接入回 路根据项目实际情况确定） 3、接入最大组件串列的开路电压值 可达DC1000V； 4、熔断器的耐压值不小于DC1000V； 5、配有光伏专用高压防雷器，正极负极都具备防雷功能；采用正 负 极分别串联的四极断路器提高直流耐压值，可承受的直流电 压值不小于DC1000V。 6、汇流箱采用一体化智能测控系统，实现对 16串列的电流，电压 采集功率计算，并可采集防雷浪涌和断路器开关的状态量； 7、实现光伏阵列电流量的独立测量，数据精度=0.5% -15-15- 三、逆变器（含直流配电柜） 集中式光伏并网发电系统配置的直 流防雷配电柜，安装在逆变器房内，主 要是将汇流箱输出的直流电缆接入后 进行二次汇流，再与并网逆变器连接， 方便操作和维护，每500kW发电单 元配 备1台直流配电柜。 其主要性能参数如下： 每一台直流防雷配电柜容量符合 一台500kW逆变器的容量配置； 每个直流防雷配电柜具有至少8 路直流输入接口，可接8台汇流箱； 每路直流输入侧都配有可分断的 直流断路器（防反二极管）； 直流母线输出侧都配置光伏专 用防雷器； 直流母线输出侧配置直流电压 显示表 1、直流配电柜 -16-16- 2、逆变器 把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成 整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置 称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变 换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路 称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或 逆变器。逆变器是光伏发电系统的核心设备。 目前市面上主流逆变器为两种：集中式逆变器和组串式 逆变器 -17-17- 组串式逆变器 组串式逆变器：功率小 于50KW，MPPT路数多 ，防护等级一般为IP65 。体积较小，可室外臂 挂式安装. -18-18- 集中式逆变器 集中式逆变器：设备功 率在250KW到630KW之 间，功率器件采用大电 流IGBT，一般为2路 MPPT，防护等级一般为 IP20。体积较大，室内 立式安装。 -19-19- 逆变器的主要构造 主要参数、系统构成和主回路拓扑 直流输入部分 逆变部分（IGBT模块和驱动器） LC（LCL）滤波器和交流输出 二次电路 控制和保护 散热 机柜 -20-20- 主拓扑电路（电路结构） -21-21- 主要元器件 IGBT 滤波电容和电感 散热片 -22-22- 主要元器件 直流（塑壳）断路器: T6N630 TMA R630 FF 4P 直流EMI滤波器 FEDC-600P Premo/Sshaffner 电流传感器 LF2005-S/SP32 电压传感器 NV100-1000 快速熔断器 170M5448 BUSSMANN 浪涌保护器 OVR PV 40 1000 P -23-23- 逆变器的MPPT MPPT全称“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking） MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压 电流值(VI)，使逆变器始终工作在太阳能电池板阵列的最大输出功 率点（附近），以充分发挥电池板 潜力。 -24-24- 光伏箱式变压器 一般大型地面光伏电站每MW配置一台箱式升压变，将逆变器逆变 后输出的低压交流电升压至10kV或35kV 后进行远距离输送，是光伏 电站电能输送的一个重要环节。 箱变一次原理图 -25-25- 欧变和美变 欧式箱变：是将高压电器设备、变压器、低压电器设 备等组合成紧凑型成套配电装置。 美式箱变：是指将变压器及高压部分采用油箱绝缘组成 、低压部分采用箱体组合形式组合而成的成套设备。 欧变 美变 -26-26- 就地通信管理机 光伏电站通信管理机一般安装于逆变器小室的通讯柜，装置对外需 要有工业级以太网RJ-45接口、RS-485 总线接口，RS-232 通信接口 ，组网经济、方便，可直接与微机监控联网通信，支持IEC104， SG104，Modbus-TCP，Modbus-RTU，DLT645等通讯规约可灵活组态 。 系统结构图 -27-27- 环境检测仪 一般安装于开关站房顶上，可测量光伏电站当地的 气象条件，包括：风速、风向、辐照、温度等环境 参数。 硬件包含：风速传感器，风向传感器，日照 辐射表，测温探头，控制盒及支架， 采集环境数据 可通过RS485通讯读取，数据可在监控后台显示。 -28-28- 开关站区域 一次系统图 察右中旗项目一次系统图 -29-29- 开关站平面图 -30-30- 开关站图片 察右中旗项目35kV开关站区域 -31-31- 一次设备 高压开关柜SVG功率柜和控制柜 开关站区域 -32-32- 一次设备 接地变及消弧线圈成套设备 -33-33- 一次设备 SVG室外变压器 -34-34- Thanks More Expect, more Surprise!