1MW光伏并网系统技术方案.docx

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1、金太阳示范工程专题典型方案三P光伏并网系统技术方案合肥阳光电源有限公司一、IMWW光伏并网发电系统总体设计方案31.1 系统组成31.2 相关规范和标准31.3 总体设计方案一41.3.1 方案一简介.41.32光伏阵列汇流箱的设计(PVS-16M)51.3.3直流防雷配电柜的设计(PMD-D250K)613.4并网逆变器的设计(SG250K3)71.4 总体设计方案二10141方案二简介IO1.4.2光伏阵列汇流箱的设计(PVS-I6M)121.43直流防雷配电柜的设计(PMD-D500K)131.4.4并网逆变器的设计CSG500KT1.)141.5 并网系统的监控通讯方式171.6 接入

2、电网方案201.7 接地及防雷221.8 设备配置清单23二、合肥阳光并网逆变器在国内光伏建筑一体化的应用案例(部分)242.1 上海临港新城MW级光伏电站242.2 上海世博会园区中国馆、主题馆及其他场馆MW级光伏并网发电系统252.3 中节能杭州节能环保产业园光伏并网发电项目一期2MW屋顶光伏电站262.4 上海太阳能工程中心MW级光伏电站272.5 合肥阳光电源厂房500KW光伏并网电站282.6 奥运鸟巢105KW光伏并网电站29一、IMWW光伏并网发电系统总体设计方案1.1 系统组成光伏并网发电系统主要组成如下：(1)光伏电池组件及其支架；光伏阵列防雷汇流箱；直流防雷配电柜；(4)光

3、伏并网逆变器；系统的通讯监控装置；(6)系统的防雷及接地装置；(7)土建、配电房等基础设施；(8)系统的连接电缆及防护材料。1.2 相关规范和标准光伏并网逆变系统的制造、试验和验收可参考如下标准：GB/T191包装储运图示标志GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求GB/T20046-2006光伏(PV)系统电网接口特性(IEC61727:2004,MOD)GB/Z19964-2005光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T2423.1-2001电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法GB/T2423.2-2001电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法GB/T2423.

4、9-2001电工电子产品基本环境试验规程试验Cb：设备用恒定湿热试验方法GB4208外壳防护等级(IP代码)(equIEC60529:1998)GB3859.2-1993半导体变流器应用导则GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波GB/T15543-1995电能质量三相电压允许不平衡度1.3总体设计方案一1.3.1方案一简介此光伏并网发电系统将采用分布式并网的设计方案，将IMW系统分成4个250kW的并网发电单元，通过4台SG25OK3(250kW)并网逆变器接入0.4kV交流电网，实现并网发电。系统的电池组件可选用国产某功率为2IOWp的多晶硅太阳电池组件，其工作电压约为29.6V,

5、开路电压约为36.5Vo根据SG250K3并网逆变器的MPPT工作电压范围(45OV820V),每个电池串列按照20块电池组件串联进行设计，每个250kW的并网单元需配置60个电池串列，1200块电池组件,其功率为252kWp;整个IMW系统需要240个电池串列，共4800块电池组件。为了减少光伏电池组件到逆变器之间的连接线，以及方便维护操作，建议直流侧采用分段连接，逐级汇流的方式连接，即通过光伏阵列防雷汇流箱(简称“汇流箱”)将光伏阵列进行汇流。此系统还要配置直流防雷配电柜，该配电柜包含了直流防雷配电单元。其中：直流防雷配电单元是将汇流箱进行配电汇流，分别接入4台SG250K3逆变器；经三相

6、计量表后接入电网。另外，系统应配置1套监控装置，可采用RS485或Ethernet(以太网)的通讯方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。方案一并网发电示意图如下：/UMQacuiC光伏阵列-oi-汇流箱MI-O_lll_1I-ll汇流箱汇流箱汇流箱Kvv250逆变器1环境检测仪流雷2直防配流雷1直防配流雷4直防配流雷3直防配流雷电计交防配及量曲户备公共电网监控装Ia4台SG250k3分布式并网发电示意图1.3.2光伏阵列汇流箱的设计（PVST6M）针对总体设计“方案一”中逆变器和光伏组件的选择，建议配置我公司型号为PVS-16M防雷汇流箱16台，每台均有16路直流输入，汇流箱的每路均

7、有电流检测。如下图所示：16路光伏阵列汇流箱外形图该汇流箱的接线方式为16进1出，即把相同规格的16路电池串列输入经汇流后输出1路直流。该汇流箱具有以下特点：该汇流箱具有以下特点：1）防护等级IP65,防水、防灰、防锈、防晒，能够满足室外安装使用要求;2）可同时接入16路电池串列；3）每路接入电池串列的开路电压值最大可达DC1000V；4)具有16路保护控制，每路的正负极都配置高压直流熔断器(最大电流为15A),其耐压值可达DC1000V；5)汇流箱配有16路电流监控装置，对每1路电池串列进行电流监控，通过RS485通讯接口上传到上位机监控装置；6)直流汇流的输出正极对地、负极对地、正负极之间

8、配有光伏专用防雷器，防雷器选用菲尼克斯品牌；7)直流汇流的输出端配有可分断的直流断路器，断路器选用ABB品牌；8)汇流箱的电气原理框图如下图所示：电他序列】0)一电池印列24)电池中只3G)一电池申列44)-电池中丹5+一电他印列64)电池中界7-电他中列80)一电池中只9W-电他手列IM一电池方列】MA电他事列】20电池申列】3(-电It申列Mw-电池小列15G)一16(*)-电池申列1电池中贝2电池码列3-)电池中贝4(一)一电他序列5-)一6-)一电他串列7电池中到8电池用列9(一)电池事列10(一)电他事列”(一电池事列12(一)一电脑本刊】3()电池事列】4(一ifaW15(一)电池

9、串列16(兰=W=通讯接口RS485供电电源DCSOV口旅输出()推地Jr16路光伏阵列汇流箱配置图1.3.3直流防雷配电柜的设计(PMD-D250K)光伏阵列汇流箱通过电缆接入到直流防雷配电柜，按照4个250KW并网发电单元进行设计，需要配置4台直流防雷配电柜PMD-D250K(250KW),主要是将汇流箱输出的直流电缆接先电源/UMBacitf入后，经直流断路器和防反二极管汇流、防雷，再分别接入4台SG250K3(250KW)并网逆变器，方便操作和维护。电气原理框图如下图所示:PVS-16MPVS-16M汇流箱4250KW直流防雷配电柜系统图SG250K3并闾逆佥1.3.4并网逆变器的设计

10、(SG250K3)SG250K3外形图1.3.4.1 SG250K3总体介绍并网逆变器是光伏并网发电系统的重要设备之一。太阳电池组件把太阳能转化为直流电能，经并网逆变器转变为与交流电网同频率、同相位的正弦波电流，馈入电网实现并网发电功能。SG250K3（250KW）光伏并网逆变器智能化程度高，每天自动启停工作，无需人为控制。美国Tl公司32位专用DSP控制芯片精确控制并网逆变器；主电路采用德国最先进的IGBT智能功率模块，有效地降低了开关损耗与导通损耗，提高系统的效率；运用电流控制型PWM有源逆变技术和优质进口高效50HZ隔离变压器，可靠性高，保护功能齐全，并具有电网侧高功率因数正弦波电流、无

11、谐波污染供电等技术特点。该并网逆变器的主要性能特点如下：（1） 采用新型智能矢量控制技术，可以抑制三相不平衡对系统的影响，并同时提高直流电压利用率，拓展了系统的直流电压输入范围。最高可达100oV（可选）；（2） 最高转换效率达97.1%；（3）采用32位数字信号处理器作为控制CPU,运用带模糊控制的SPWM调制策略，经过优化的最大功率点跟踪技术可以保证设备的高效输出，最大功率点跟踪（MPPT）效率99.9%；（4） SG250K3使用全光纤驱动技术，可靠避免了系统的误触发并大大降低了电磁干扰对系统的影响，从而增强了整机的稳定性与可靠性；（5）具有直流输入手动分断开关，交流电网手动分断开关，紧

12、急停机操作开关；（6）自主研发的无差拍电流控制技术，最大程度保证输送到电网的电能质量；（7）精确的输出电能计量；（8）具有先进的孤岛效应检测方案及完善的监控功能；（9）按照IEEEI547、U1.1741等国际标准要求进行产品设计，具有先进的孤岛效应检测方案、完善的保护功能和监控功能；（10）对逆变器的技术参数进行特殊的设计，适应中国电网波动较大的特点；（三）模块化设计，方便安装与维护；（12）适应高海拔应用（6000米）；（13）辅助电加热（可选）；（14）人性化的触摸屏1.CD人机界面，中英文菜单，图形化的界面方便了用户及时掌握系统的整体信息可实时显示各项运行数据、故障数据、历史故障数据、

13、总发电量数据和历史发电量数据等；（15）提供RS485（标配）或Ethernet以太网（选配）通讯接口；（16）使用德国品牌机柜，优质、美观；（17）低电压穿越、无功功率可调、有功功率降额等功能（可选）；髭t6军俵定力军%1.3.4.3SG250K3电路结构SG250K3并网逆变器主电路拓扑结构GrsenandEffective/UMQ?0IUEE三（18）并网逆变器具有中国权威检测机构一一电力科学研究院出具的检测报告，还取得了金太阳认证、意大利DK5940认证、欧洲知名认证机构TUV颁发的CE证书。1.3.4.2SG250K3效率曲线98.0097.00%96.0095.00%94.0093

14、.00%92.00%91.00%90.00%89.00%88.00%如上图所示，SG250K3并网逆变器的的主电路拓扑结构，并网逆变电源通过三相桥式变换器，将光伏阵列输出直流电压变换为高频的三相斩波电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压接着通过三相变压器隔离升压后并入电网发电。为了使光伏阵列以最大功率发电，在直流侧使用了先进的MPPT算法。1.3.4.4SG250K3技术指标型号SG250K3隔离方式工频变压器最大太阳电池阵列功率275KWp最大阵列开路电压880Vdc最大输入电流600A最大输入路数8太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范围450820Vdc总电流波形畸变率0.99最大效率97.1%（含变压器）欧洲效率96.5%（含变压器）额定电网电压400Vac允许电网电压范围（三相）310V450AC额定电网频率50Hz60Hz允许电网频率范围4751.5Hz5761.5Hz夜间自耗电100W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、接地保护等显示触摸屏通讯接口RS485（标配）；Ethernet（选配）；GPRS（选配）使用环境温度-25C+55C使用环