西门子光伏发电集成解决方案.pdf

西门子光伏电站全集成解决方案 凭借高效 可靠 安全等优势 确保您的光伏电站实现效益最大化 谁能使您的光伏电站获得最大收益 Our target is to become more energy effi cient and environmentally sustainable Our innovation strength ensures us a leading position in the green technologies of the future Siemens is green and Siemens will become even greener Peter L scher SIEMENS CEO 我们的目标是能效更高 更加环保及可持续性发展 我们的创新力确保了我们将是未来绿色 技术的领导者 西门子是 绿色 的 且西门子将会更加 绿色 罗旭德 西门子首席执行官 2 目录 自动化领域忠实的合作伙伴 4 大自然中蕴含的能量 5 太阳能光伏电站概述 6 西门子光伏电站全集成自动化解决方案 8 光伏并网逆变器 8 逆变器集装箱系统解决方案 11 附件 12 汇流箱 12 气象站 13 光伏电站规划软件 13 监测系统 14 追日系统 15 其它 15 服务 16 全球部分精彩案例 17 3 自动化领域忠实的合作伙伴 西门子是一个全球公认的名字 它代表着创新 以客 户为导向和全球竞争力 这不仅表现在 400 000 多万 名员工和数百万客户 而且也表现在遍布 190 多个国 家的无数供应商和合作伙伴 西门子更代表着各种独 特的产品 系统和解决方案 西门子始终秉持其创始人维尔纳 冯 西门子 Werner von Siemens 的永恒愿景 进步服务人类 西门子工业自动化集团在全球 70 多个国家拥有 50 000 名员工 是西门子公司最大集团公司之一 作 为工业自动化与驱动技术领域的技术和市场领先者 我们不断推陈出新 并不断制定行业新标准 西门子工业自动化集团可提供各种独特 全面的创新 型产品 系统和解决方案 全集成自动化 TIA 和全 集成能源管理 TIP 构成了我们产品群的骨干 并构 成自动化和配电领域中定制解决方案的基础 4 长久以来 西门子一直在为世界能源问题寻找新的解 决方案 而太阳能是不需要寻找的新能源 关键在于 我们如何利用 太阳光与地下资源不同 永远不会枯 竭 只要有太阳 任何人都能享受到太阳的恩惠 每 小时照射地球的太阳能相当于世界消费的每小时能量 的约1万倍 假如储存太阳能1小时的能量 其能量能 够满足全人类364天加23小时的能源消耗 高效利用 阳光 能够节省不少成本 大自然向我们展示了阳光 的巨大潜能 作为光伏技术的创新者 我们凭借在这个领域的多年 经验成为值得客户信赖的全球合作伙伴 而我们凭借 全集成自动化 TIA 成为业界唯一能够提供用来实现 自动化解决方案的一整套集成产品和系统的供应商 作为这个领域的专家 我们时刻关注您的总体拥有成 本 凭借这些经验 我们为您提供一整套解决方案和 服务 更高的产出 更低的成本以及更高的安全度和 可靠性 将使您的系统前途一片光明 大自然中蕴含的能量 5 太阳能发电站是一种用可再生能源 太阳能 来发电的供电站 它 是利用把太阳能转换为电能的光电技术来工作的 太阳能光伏电站 通过太阳能电池方阵将太阳能辐射能转换为电能的发电站称为太 阳能光伏电站 太阳能光伏电站按照运行方式可分为离网太阳能 光伏电站和并网太阳能光伏电站 未与公共电网相联接独立供电的太阳能光伏电站称为离网光伏 电站 主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所 独立系统由太阳能光伏组件 系统控制器 蓄电池组 直流 交 流逆变器等组成 与公共电网相联接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站称 为并网太阳能光伏电站 它是太阳能光伏发电进入大规模商 业化发电阶段 成为电力工业组成部分的重要发展方向 是 当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势 并网系统由 太阳能电池方阵 系统控制器 并网逆变器等组成 其发电 原理见示意图 太阳能光伏电站概述 图 光伏电池太阳能转换发电示意图 光伏组件光伏逆变系统交流电网 6 太阳能采集系统 通过太阳能光伏组件 将太阳能转换为直流电能 太阳能组件从 安装方式上分为固定式系统和追日系统两种 固定式系统不能追 踪日光 因此需要考虑如何选择最佳倾角以及如何计算斜面上的 太阳辐射 追日系统可分为单轴和双轴追日两种形式 并网逆变系统 将太阳能光伏组件产生的直流电能 经过逆变装置处理 转换为 交流电能 再经中压系统输入电网 实现并网发电 汇流箱用于 连接太阳能采集系统与逆变装置 逆变装置将太阳能光伏组件输 出的直流电转换为三相交流电 输出至中压装置 然后经中压电 网装置送入电网实现并网发电 图 并网太阳能光伏电站 电站监控系统 电站监控系统 可实时了解整个电站工作状态 实现控制与显示功 能 如光伏电池数据监控 逆变器状态监控 发电数据监控 以及 中压系统数据监控等 整个电厂可通过 internet 进行远程监控 气象站 为了保证光伏电站的正常运行以及进行数据分析 通常需要配 备气象站来监控光照强度 环境温度与太阳能光伏组件温度等 指标 7 西门子光伏电站全集成自动化解决方案 光伏并网逆变器 西门子 SINVERT 逆变器 光伏系统中的核心 SINVERT PVS 三相并网逆变器由逆变器单元 交 直流配电系统和控制 器组成 标准配备以太网接口 安装方式为柜式安装 强迫风冷 机柜前下部进风 柜顶出风 并可选配风道 机柜下进线 采用国际标准进行设计与制造 符合 EN 61000 6 2 EN 61000 6 4 EN 61439 1 SINVERT 逆变器具有完善的功能 逆变器符合中压电网连接和操作的BDEW 2008 06版与2009 01 增补版 要求 此外也满足2011年1月1日期开始实施的关于对 完整动态电网支持的要求 优异性能的最大功率点 MPP 跟踪 确保逆变效率最大化 集成三相电网无功功率 VAR 控制 可实现动态或静态无功补 偿 通过本机触摸控制面板 可以进行逆变器的调试与操作 在逆变 器投入运行后显示运行状态 实际值与故障报警信息 标准配置绝缘监视仪 可对光伏电池组件状态进行实时监视 从 而对故障做到快速定位 西门子为您提供基于全集成自动化 TIA 理念的光伏电站自动化解决方案 光伏并网逆变器 逆变器集装箱系统解决方案 附件 汇流箱 气象站 光伏电站规划软件 监测系统 追日系统 其它 维护和服务合同 针对不同应用的需求 西门子提供相应的工具软件 对厂级监控的应用 推荐使用西门子 PV WinCC 进行数据采集 归档和分析 以及电站运行状态的监控 如果客户采用无人站方式 西门子还可提供微型 Web 服务器 实现远程监控与数据归档 西门子 SINVERT 并网光伏电站专用逆变器 单逆变装置覆盖 500 kW 2000 kW 功率范围 SINVERT 逆变器包含多个选项和易于用户操作的软件 可以轻 松地帮助用户在光伏系统的整个生命周期内都保证其高效率 符合中国市场实际要求 使用智能主从结构 带来优异性能 高效能 低损耗 最高效率 98 4 欧洲效率 98 3 超高产品性能和服务寿命 平均无故障工作时间 7 万小时 高可用性 低维修和维护成本 8 符合中国市场实际要求 采用欧洲先进技术 根据中国实际使用情 况进行了针对性测试 充分考虑到中国实 际情况如海拔 温度 光照与电池组件等 的具体条件 在谐波控制上处于国际领先水平 符合中 国各种并网标准 取得金太阳认证 CGC CE 认证 符合 EN61000 6 2 EN 61000 6 4 EN61439 1 EN 50178 VDE 100 在中国通过 CGC GF001 2009 400 V 以下低压并网光伏发电专用逆变 器技术要求和试验方法 的第三方测试 并满足国家电网公司 光伏太阳能电厂接 入系统技术规定 与 分布式电源接入电 网技术规定 DC AC 光伏逆变单元 光伏逆变器 光伏电池组件场 主从结构示意图 使用智能主从结构 带来优异性能 SINVERT 智能主从站结构 确保高效 可靠和长寿命使用 西门子 SINVERT 光伏逆变器采用智能主 从 大功率逆变单元方案 有效的解决 了系统谐波控制问题 控制系统随时监 控电池组件的总输出 从而决定实际需 要投入的逆变单元数量 当需要投入逆 变单元时 控制系统总是投入累计时间 最少的逆变单元 当需要切除逆变单元 时 控制系统总是切除累计运行时间最 长的逆变单元 并实现智能冗余功能 9 高效率 低损耗 当光伏电池组件输出功率仅为 4 时 SINVERT 逆变器已经接近最高 效率点 整机最高效率 98 4 欧 洲效率 98 3 测试遵循 IEC61683 标准 加州效率98 3 低维修和维护成本 SINVERT 逆变器使用西门子工业级批量标准产品 寿命长 用户无备件后顾之忧 晴天实际输出功率 阴天实际输出功率 从逆变单元 3 运行 从逆变单元 2 运行 从逆变单元 1 运行 主逆变单元运行 高可用性 通过自动智能轮换主站 提高设备 整体可靠性 采用智能主从结构 在一定情况下实现冗余备份功能 超高产品性能和服务寿命 系统平均无故障时间超过 7 万小时 通过自动智能轮换主站 使逆变单元 实际工作时间减少大约 30 大幅增 加了设备的实际使用寿命 图 逆变装置输出功率 图 效率曲线 图 逆变单元运行情况 西门子光伏电站全集成自动化解决方案 SINVERT PVS500 98 1 SINVERT PVS1000 98 3 SINVERT PVS1500 98 3 SINVERT PVS2000 98 3 10 逆变器型号PVS 500 PVS 1000 PVS 1500 PVS 2000 直流输入 最大功率点 MPP 电压范围 V DC450 750 最大系统电压 V DC820 V DC 1000 V DC 可选 额定输入功率 kW 513 102615392052 最大输入电流 A 110322063309 4412 直流输入路数 3 6 912 每路输入的最大电流 A 368 交流输出 电网接口3 相 288 V 50 Hz 额定功率 kW 500 1000 1500 2000 最大输出电流 A 1002 20043006 4008 效率 欧洲效率 98 1 98 3 最大效率 98 4 其它 逆变单元数量 件 1234 逆变器尺寸 H x W x D mm2100X2700X730 2X2100X2700X7303X2100X2700X7304X2100X2700X730 逆变器重量kg 2085 4170 62558340 逆变器运行环境温度 C0 500 500 500 50 逆变器非运行环境温度 C 25 70 25 70 25 70 25 70 最大允许相对湿度 95 无冷凝 防护等级IP20 SINVERT 光伏逆变器技术数据 逆变器集装箱系统解决方案 西门子可提供 500 kW 2 MW 单元 的并网光伏逆变器集装箱解决方案 集装箱可根据用户要求 仅配置逆变 器或配置完整的逆变器与中压设备等 成套系统 设备包括 逆变器 交流配电柜 照明系统 通风系统 气象站 避雷箱 中压开关柜 升压变压器 监控系统 图 实际安装 带气象站 图 2 MW 集装箱解决方案 PC柜 交流辅助 配电柜 升压变压器升压变压器 中压开关柜 1000kVA 1000kVA 加热器 11 图 太阳光伏电站结构图 太阳能电池板组 组件汇流箱 逆变器汇流箱 逆变器 中压设备 中压电网装置 A6A6 G3 气 象 站 光伏电池区域 集装箱 控制室 MV AC DC DC AC A6 数据传输 监控 附件 汇流箱 西门子主要提供两种汇流箱 与光伏组件相联的防雷组件汇流箱 和与逆变器相联的逆变器汇流箱 汇流箱的特点 组件汇流箱使用高性能 1000 VDC 避雷器 几乎可以用于任何 光伏电池 同时避雷器。