智能光伏预装式变电站在农光互补电站中的应用.ppt

智能光伏预装式变电站 在农光互补电站中的应用 ——上海金友金弘 管同平,智能光伏预装式变电站的研发背景,预装式变电站的简要概述,目 录,预装式变电站的经济性分析,预装式变电站的技术特点及其优势,预装式变电站的发展趋势,产品的研发背景,01,,,,化石能源的短缺,能源消耗伴随的温室效应,国家政策鼓励,光伏产业发展的必然性,研发背景,化石燃料带来严重污染,,,北京的雾霾,面临的问题 1、从2007年始成为温室气体排放世界第一大国； 2、世界能源消费第一大国； 3、世界最大的电力装机和电力消费国； 4、世界最大的煤炭进口国； 5、世界第一大石油进口国； 6、中国常规能源储采比不到世界平均值的50%； 7、面临严重的能源短缺和环境污染能源和电力供给的可持续发展？ 环境的可持续发展 ？,研发背景,光伏电站的常规设计方案,传统的分散式电站,传统光伏电器产品的状况,针对以上的要求，迫切需要更经济和高效的标准化的电气产品，以提高光伏产业整体效益 降低系统建设初期投资成本，是大力推进光伏产业发展的趋势 减少后期运维成本，提高产品的高可靠性和维护性如何解决？,产品的简要概述,02,智能光伏预装式变电站的定义： 一体化的预装式光伏箱变，内部集成二次汇流功能模块、逆变模块、升压模块、计量保护模块，辅助以数据采集、监控、消防、散热控制模块等。

一台预装式光伏箱变，即可满足光伏电站中的直流逆变、交流升压并网及数据监控等要求 原理：箱式逆变房+箱式升压变-功能重复-结构堆砌=一体化智能光伏预装式变电站,产品简要概述,1MW变电站平面布置示意图（一体式）,集装箱实物图（1MW),一次系统方案示意图1,一次系统方案示意图2,基于以下成熟技术的应用 逆变器运行远程控制技术、箱变内部的环境控制技术 箱式变外壳设计成熟，运行经验丰富 箱式升压站设计技术成熟，运行经验丰富 具备工业化、工艺化、规模化、标准化的生产条件,低压母线系统系统优化设计技术 传统直流柜与逆变器的电缆连接，优化为直流模块与逆变器模块的铜母线直接连接 传统的交流柜与逆变器的电缆连接，优化为交流模块与逆变模块的铜母线直接连接 整体电磁兼容性设计，重点考虑逆变模块电磁兼容及通讯监控模块的电磁兼容 目的：保证逆变功率模块和二次控制系统的高可靠性，安全性,一、1MW箱变整体性能优化技术,原则：功能模块化，以系统功能为主线，完整配置系统功能；突破既有空间布局，在空间上重新进行布置 方法：确定逆变器在箱变内安装的合理尺寸；选用小型化电器元件；重新进行空间布置二、1MW箱变内部的 逆变器空间优化设计技术,采用下进风和侧进风相结合的方式，柜顶直排风。

通风口依据室内温度自动调节通风量三、1MW箱变散热通风技术 一体化风道,四、1MW光伏箱变外箱特点（一体式）,提供兆瓦级光伏电站交钥匙解决方案---集成逆变器、节能变压器和DC、AC保护断开单元模块，可直接连接至中压（10kV/35kV）电网，全面提升电站建设效率！ 标准集装箱设计，便于运输，户外直接安装，有效缩短现场建站时间! 可靠的防护设计，外箱防护等级达IP54 可靠的防腐设计，外箱表面采用三层防腐漆面处理，满足25年设计寿命 可靠的散热设计，集成双级空气预过滤，避免热空气内循环，极宽的热设计裕量，确保环境温度55 ℃不降额高效保温隔热设计，内外温差最大5摄氏度 外形尺寸：5.8米x2.4米x2.9米，重约12吨欧式一体化结构 （0.4kV 10kV 35kV）,结构形式,美式一体化结构 （0.4kV 10kV 35kV）,集中式大型地面电站实景,特点：场地平整、子阵整齐规格统一；地处沙漠、荒地较多，一般分布于中西部地区典型电站：新疆、甘肃、内蒙、青海、宁夏光伏园区电站，规模较大百兆以上，占地几十平方公里不等应用领域,分布式山地电站实景,特点： 依地形建，地质偏硬不便挖沟、子阵不规则、箱变一般靠路边、支架高低不平容易形成侧面遮挡 华北、中原、西南地区山地电站占比较多，目前云南楚雄到四川攀枝花、河北曲阳等都已建成百兆以上山地电站,应用领域,分布式（农光渔光互补）电站实景,特点：东部地区人口稠密、土地资源稀缺，无法发展大规模电站，发展分布式电站无疑是经济发达的东部地区未来能源的重要选择之一。

鱼塘光伏,应用领域,产品的经济适用性分析,03,,,,,用户关注,供电质量 系统安全,LCOE 投资收益,电能质量 电网安全 调度能力,,环保 可持续 技术进步,电网关注,,投资方关注,,国家和社会,,电站形式多样化,需求的多样化,产品的经济适用性分析,03,,,,,光伏电站设计原则—更低的度电成本LCOE,,,,,降低系统总成本 降低初始投资成本 （设备成本 系统其它成本） 降低后期运维成本 （设备可靠性 设备数量 设备成本 智能运维）,,,提高系统总发电量,提高平均发电效率（PR） （环境影响：灰尘 朝向 遮挡 设备选型：逆变器 组件 系统设计：优化布局 减少失配） 其它因素 （电网接入风险 设备可靠性 ）,,电站形式多样化,设计的基本原则,,方案比较,,分散式组装,NO.1一体式智能光伏预装式变电站,采用传统式电气供电方案，对部件单独采购，按其功能分开安装，需构建土建房屋箱体内部集成直流汇流逆变、交流输出、升压、高压并网输出功能单元模块）外部只需接入来自汇流箱的数根直流光伏电缆，1根来自电网的高压交流电缆和1根光纤或通讯双绞线即可,1MWp项目投资成本对比,1. 组串式设计方案,2. 分散式(组装) 1MWp电站设计方案,3.一体式1MWp电站设计方案,注：以上报价为1MWp光伏变电站，逆变器模块采用多冗余度设计方式250kw单元（进口）模块配置方案,一体式2MW电站更具成本优势！,注：以上报价为2MWp光伏变电站，逆变器模块采用多冗余度设计方式250kw单元（进口）模块配置方案,内容 1,内容 2,内容 3,内容 4,投资成本对比,,初期投资成本占优势,2WM单元比分散式节省22%,2WM比1WM节省13%,后期运维成本低,NO.1 集成一体式智能光伏预装式变电站,,,,,,,,,,可靠性对比,分散式（组装）1MWp,NO.1 一体式1WMp,运行可靠性对比,1MWp电站需配置2台直流汇流柜，1台双分裂升压变，2台500kW并网逆变器及高压配电柜，涉及供应厂商多，外观及产品质量上难统一。

其次，因其涉及设备的再次安装，其安装工艺质量，需要监督验收,1MWp电站需配置含直流汇入的2台500kW并网逆变器柜，1台普通的双绕组的升压变及高压配电柜、智能通讯柜，可以统一供应商，品质及后期维保均得到保证，后期运维无忧！,可维护性对比,施工效率对比,传统方案 需要对设备进行分项采购，就单项设备进行技术商务技术谈判，交货期难以统一，影响整体规划 砌砖房，施工困难，且周期长约15~20天 安装工序多，分批次入场施工 设备施工过程，需由专业监理人员监造 集成式1MWp电站设计方案 集成式变电站--便于工厂流水线安装、吊装，可以提高安装效率，缩短生产周期 集成式变电站--为兆瓦级光伏电站客户解决了整体并网集成方案，大大缩短施工及调试周期， 为投资方赢取了时间产品的技术先进性,04,1MWp智能光伏预装式变电站 内部逆变器性能特点：,我们采用了专业研发生产变流器的芬兰伟肯公司的成熟产品，VACON® 8000 SOLAR Multimaster逆变柜，功率范围：250-5300 kW选件丰富，方便客户选择由于VACON产品具备业内最彻底的模块化设计，独一无二的兼容性，1MW采用4个250kW逆变模块（可以并联设计，采用双绕组升压变压器），插入式设计结构，方便系统运维。

对于大型光伏电站而言，电站稳定运行永远是第一位的！,40,光伏逆变器特点,楼宇自动化,起重,船舶与海工,石油和天然气,风电和太阳能,电梯和扶梯,矿山和冶金,制浆与造纸,水处理,Multi-Master技术：提高电站实际效率，延长设备使用寿命 模块化设计：维护方便，节省安装空间 共享硬件：高品质保证适应各行业环境需要 外部并联：方便运输安装，独立维护，降低施工维护成本 长寿设计：21年变频经验，15年同硬件使用历史以及全部采用世界一流厂家原器件确保产品长期使用 创新的方案而不是节省材料降低电站投资成本,41,楼宇自动化,Multi-Master技术：提高电站实际效率，延长设备使用寿命,根据实际发电量智能投切逆变器数量确保高效和低固定损耗； 智能投切技术减少逆变器单机40%的工作时间； 轮换工作主机保障均匀使用逆变器； 自动故障切除确保故障时继续发电光伏逆变器特点,42,楼宇自动化,在系统内逆变单元故障时，自动投入待机单元，保证持续发电； 基于真实的美国福罗里达州气象数据计算，单台逆变器故障，年发电损失仅占4%； 支持带电维修更换故障模块Multi-Master技术：提高电站实际效率，延长设备使用寿命,光伏逆变器特点,43,楼宇自动化,模块化设计：维护方便，节省安装空间,逆变器模块一体设计，拆装方便； 故障时整体更换，返厂维修，无需高水平维修人员； 更换模块不超过2小时，简单方便。

光伏逆变器特点,44,光伏逆变器特点,楼宇自动化,长寿设计：全部采用世界一流厂家原器件确保产品长期使用,IGBT：德国赛米控 直流电容：EPCOS 滤波电抗器：芬兰Trafotec 电流传感器：LEM 风扇：EBM,技术优势：显著提升您的电站运行能效,最小的弃电损失：智能投切技术在系统内逆变单元故障时，自动投入待机单元，保证持续发电避免故障弃电；维修时间缩短到1小时内，大幅降低故障弃电损失 最小的维护成本：易于维护，普通电工经简单培训即能维修 最少的备件成本：故障模块返厂维修，全产线检测，避免更换昂贵的备件智能光伏预装式变电站--优势,智能监控系统,交流低压 开关状态,A,交流高压 开关状态,B,直流进线开关状态,C,其他需要的 开关状态,D,开关量状态监控,开关量状态监控,,变压器油位 （报警，跳闸）,,02,,变压器油温（报警，跳闸）,,01,,熔断器熔断 报警,,04,,变压器瓦斯 （轻,重瓦斯）,,03,,变压器环境 温湿度,,06,变压器油 温度值,,05,变压器监控,变压器监控,逆变器的参量,,,,,,,,,,,01,02,03,04,05,06,07,08,09,当前发电功率,有功无功调节、控制模式的修改等,启停机、故障复位,断路器及防雷模块状态,日发电量及累计发电量,单机累计运行时间,设备状态、故障信息,直流/交流侧电流电压,机内温度,01,03,04,05,06,07,08,09,02,这些参量可以实时显示在触摸屏上，方便巡检。

逆变器的参量,远程操作控制系统,交流低压开关,交流低压开关,01,,直流开关跳闸,03,,交流高压开关,02,,逆变器启停,04,远程操作控制系统,火灾报警系统,烟感、温感,,A,箱外声光报警,,B,设备状态,,C,上传监控后台,,D,火灾报警系统,环境监测（可选）,风速、风向,A,大气温度,B,相对湿度,C,太阳总辐射,D,环境监测（可选）,,总回路电流,,02,,支路电流，电压,,01,,防雷模块状态,,04,,开关状态,,03,,支路电能,,06,内部温度,,05,汇流箱参量,汇流箱参量,HMI界面,APP监控系统,APP监控系统,产品的发展方向,05,新一代的智能光伏预装式变电站 ---必具特点和发展方向,电站的设计方案灵活性高，功能单元采用模块化结构设计，可以满足不同用户的特殊需求、以降低投资成本 集成汇流功能，方便于光伏直流电缆及高压电力电缆的接入，降低用户系统施工成本 未来的兆瓦级集成光伏智能变电站发展趋势，必然是小型化、功能高度集成化、可远程维护低成本运行的一款智能化输配电产品！ 能否实现故障自动预警？升级？期待与您共同探索研究！,祝大家和行业一样有美好的未来！ 我们期待与您合作共赢！,61,谢谢！,了解更多信息，请点击 产品处。