建筑工程规范资料之2MW光伏并网电源方案母版

2MWp光伏并网电站技术方案概述：在中、大型光伏并网发电系统中，经常遇到设备选型难的问题，应该如何选用设备匹配整个系统，使得系统达到最佳状态？我公司经过理论分析和实际应用，针对目前国内市场的遇到的几种情况进行了系统分析和研究，提供以下几种选型原则和方法以供参考。系统选型指南对于中大型光伏并网发电系统，选择多台并联运行的方式，建议使用同种规格型号的电源（方便于系统的群控和数据的采集）。具体选型建议为：1、3MW以上光伏发电的系统：建议选择多台GSG250KC的电源进行并联运行；2、500KW至3MW的系统：建议选择多台GSG100KC的电源进行并联运行；3、200KW至500KW的光伏发电系统：建议选择多台GSG50KC的并联运行;4、200KW以下的光伏发电系统： 建议采用多台GSG20KC或GSG50KC的电源进行并联运行。选择并联运行的优势采用多台并联运行具有诸多优势，现把其中部分举例如下：并联优势 单台运行多台并联运行提高系统的可靠性维修时需关闭整个系统。维修时只需把要检修的某台（某部分）退出，不影响整个系统正常运行。另系统功率是按峰值功率设计的，单台设备退出时不会影响系统发电量。提高系统运行效率空载损耗较大。另在日照不强的情况下，整台设备都处于运行的状态。此时电源负载率极低，系统效率极低。空载损耗较小。根据光照强弱，群控器自动逐台投切，控制投入运行电源的数量，使每台电源在较高的负载率下运行，有效提高系统的效率。提高系统的寿 命整机常年处于运行工作状态，老化较快。可根据光照情况，合理选择某台（某部分）投入运行，系统的单台可进行轮休(循环工作)、轮检。方便系统扩 容可根据系统的需要灵活进行扩容，灵活增加设备。1.技术总体方案1.1总体设计方案针对2MWp的非晶太阳能光伏并网发电系统项目，我公司建议采用分布发电、集中并网方案，将系统分成8个250KW的并网发电单元，每个250KW的并网发电单元都接入10KV升压站的0.4KV低压配电柜，经过0.4KV/10KV (2500KVA)变压器升压装置，最终实现整个并网发电系统并入高压交流电网。2MWp光伏电站采用模块化设计方案，采用8台250kW大功率并网逆变器，输出0.4kV，可直接并入低压电网，或共用一套升压系统，采用10kV并网接入方案。高压电网直流母线2500kVA升压变压器高压合闸及防雷GSG250KC型并网逆变器GSG250KC型并网逆变器高压电网升压变压器0.4kV低压配电箱直流母线防雷汇流箱防雷汇流箱光伏方阵光伏方阵防雷汇流箱GSG250KC型并网逆变器光伏方阵.20.140.8.2MWp光伏并网发电系统原理简图系统的电池组件选用42Wp非晶硅太阳能电池组件，其工作电压为58V，开路电压约为78V。经过计算，每个光伏子方阵按照10块电池组件串联进行设计，每240个子方阵组成一个光伏方阵，2000KW的并网单元需配置20个光伏方阵，每个光伏方阵2400块电池组件,其功率为100.8KWp。则整个2MWp并网发电系统需配置48000块42Wp电池组件，实际功率约为2.016MWp。为了减少光伏方阵到逆变器之间的连接线及方便日后维护，在室外配置光伏方阵汇流盒，该汇流盒可直接安装在电池支架上，每个汇流盒可接入6路光伏子方阵，每个防雷汇流箱可接入6路光伏子方阵汇流盒，每100.8KW并网单元配置40台汇流盒,7台防雷汇流箱，整个2MWp并网系统需配置800台子光伏方阵汇流盒，140台防雷汇流箱。为了将每个100.8KW并网单元的7台光伏方阵防雷汇流箱的直流输出汇流后再接入8台GSG250KC并网逆变器，系统需要配置10台直流屏，每个直流屏按照14台防雷汇流箱输出直流配电单元进行设计，输出汇接入直流母线。整个并网发电系统按照20个100.8KW的光伏方阵并网发电单元进行设计，整个2MWp系统需配置8台GSG250KC并网逆变器。每台逆变器的直流输入接直流屏后直流母线，交流输出(AC380/220V,50Hz)分别接入10KV升压站的0.4KV三相交流低压配电柜。本系统需配置1套10KV升压站，包含10kV主变(0.4/10KV, 2500KVA)、10kV 开关柜、0.4KV开关柜以及直流电源、二次控制柜等装置，柜与柜之间通过铜排或电缆连接。其中，0.4KV开关柜应配置8路三相交流低压输入接口(AC380/220V,50Hz)，通过电缆分别接至8台GSG250KC并网逆变器的交流输出端，从而实现整个并网系统并入10KV交流电网。综上所述，本并网光伏发电系统主要由下述各部分组成: 1) 光伏方阵: 包括太阳电池组件、支承结构(支架及基础等)、汇流盒、光伏方阵防雷汇流箱、电缆电线等; 2) 直流-交流逆变设备: 包括直流屏、配电柜、并网逆变器等; 3) 升压并网设施: 包括升压变压器、户外真空断路器、高压避雷器等; 4) 控制检测系统: 包括系统控制装置、数据检测及处理与显示系统、远程信息交换设备等; 5) 附属设施: 防雷及接地保护装置、光电场清洁设备、厂房及办公室、防护围栏、通道及道路等。1.2 主要设备及其主要技术要求1.2.1太阳电池组件: 总容量为2MWp。选用性能优良、质量可靠的非晶体硅组件。此项目选用普乐新能源提供非晶硅薄膜太阳能电池1.2.1.1组件基本技术数据 (TFSM-T-0 42W 双结) 普乐新能源提供非晶硅薄膜太阳能电池。下表显示是在标准条件下测试的稳定值：辐射度为1000 W/m2 ，光谱为AM1.5 ；温度为25 （开路电压或短路电流可定制）。标准条件下稳定功率Wp = 42 W ± 5 %额定工作电压:Vm = 58.0 V ± 5 %额定工作电流:Im = 0.72 A ± 5 %开路电压:Voc = 78 V ± 5 %短路电流:Isc = 0.92 A ± 5 %功率温度系数: Pm = 0.2% / °C旁路二极管:10 A 1000 V最大系统电压:800 V效率：6%横向结构:激光式样安装装置:铝框尺寸：宽度*长度*厚度25.32 inch x 49.33 inch x 1.06 inch (643mm x 1253 mm x 27mm)工作温度范围:-40°C to +85°C重量:30 lbs. (13.7 kg) § 装箱说明：40英尺集装箱（1472片/62kW）。§ 在光伏组件工作的起初几个月里，电参数特性为高于额定功率15%。§ 组件为玻璃层压封装式。§ 通过TÜV SÜD的TÜV认证（认证号：Z2 09 04 6938 001）。§ 符合CE要求。§ 正在进行UL认证。§ 使用寿命至少20年。图1 初始IV曲线 图2 稳定后IV曲线 00.10.20.30.40.50.60.70.8400500600700800Wavelength (nm)Quantum Efficiency图3 双结QE1.2.1.2每路串联的组件数量根据使用的组件最大系统电压、逆变器的输入电压特性和输入MPPT电压特性，考虑方阵布置和施工的方便，每串组件的最佳串联数量为10块串联比较合适。1.2.2 支承结构太阳能方阵支架采用热浸镀锌钢结构，能抵御8级以上大风，具有足够的抗腐蚀能力，足够使用25年。1.2.3 并网逆变器蚌埠地区的2MWp光伏并网电站的并网逆变器选择，无论从技术角度考虑，以及电站建成后运行维护、数据追踪分析，选冠亚电源产品最为合适。这里综合考虑施工建设、发电效率、性价比、运行维护等因素，选用GSG250KC。1.2.3.1 GSG250KC 主要特点和电性能数据 型 号GSG250KC允许最大电池方阵功率（KWp）275额定电压（VDC）580最大开路电压（VDC）850MPPT范围（VDC）400-800交流输出额定交流输出功率（KW）250电网电压范围（VAC） 320460电网频率范围（Hz）46.851.2效率max > 96.5 %欧洲标准效率> 95 %总电流波形畸变率 (THD)THD(Iac)< 4 %(满功率时)MPPT精度99性能特点电网监控数据通过带电气隔离的RS485进行传输电磁兼容性EN50081,part1/ EN50082,part1电网干扰EN61000-3-2电网检测DIN VDE 126相移<1°设备运行自消耗电能（W）<20 设备待机自消耗电能（W）< 20直流电压纹波Vpp< 10 %保护功能极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护等环境使用环境温度1540使用环境湿度095%(不结露) 噪音50 dB使用海拔2000米，高于2000米，每增加500米，降额5防护等级IP20（室内）机箱参考尺寸（深、宽、高）800*1700*2100性能特点简介光伏并网逆变器是采用美国TI公司DSP芯片作为控制部件的数字信号处理。此产品具有以下优异的特性：1.逆变部分采用开关速度快、功耗小的智能IGBT(IPM)作为功率器件。逆变变压器又是采用高效完全隔离型的，所以逆变器具有了输出波形失真小；动态特性好；逆变效率高的特性。2.控制部分是采用高速度的微处理器为核心的控制部件，所以具有了输出过载，输出高、低电压保护动作快，抗干扰能力强，稳压精度高等特性。3.输出短路保护，采用输出回路检测保护和模块饱和压降检测等双重保护，从而大大提高短路保护的可靠性。4.逆变器输出部分装有射频滤波器，使逆变器所带的负载（电网）免受高频谐波的干扰。5.友好的人机接口界面，通过触摸式显示面板就能很清楚的了解系统的运行状态。比如：直流侧电压、电流、网侧电压、电流、频率等参数都能显示。6.有各种报警功能，比如有电网异常报警，光伏组件输出欠过压报警等等。7具有直流输入手动分断开关，交流电网手动分断开关，开关机操作按钮等。8. 适应严酷的电网环境9. MPPT自寻优技术,最大限度提高系统的发电量1.3 液晶显示及菜单简介冠亚品牌光伏并网逆变电源智能化程度高，每天自动启停工作，无需人为控制。在逆变电源的上端有3个主要状态显示LED灯，分别指示正常运行、脱网、故障，触摸式LCD屏（如下图所示），通过这些指示灯和触摸LCD屏可知道逆变电源的工作状态并对逆变器进行控制。开始界面实时监控界面状态指示界面通信状态，正常时闪烁历史记录，分电量和故障记录电量记录可查看当月类的每一天日发电量记录，以曲线图的方式；当月累计电量，以及总发电量故障记录，可存储80条记录，每页显示5条记录密码输入界面由此界面