300KW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300KWp光伏并网系统技术方案合肥阳光电源有限公司一、300KW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(PVSSM)41.3.3直流防雷配电柜的设计(PMD-D300K)613.4并网逆变器的设计(SG100K3)71.4 总体设计方案二914方案二简介91.42光伏阵列汇流箱的设计(PVS-I6M)101.43直流防雷配电柜的设计(PMD-D300K)121.4.4并网逆变器的设计(SG50K3)141.5 并网系统的监控通讯方式161.6 接入电网方案

2、191.7 接地及防雷211.8 设备配置清单22二、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)232.1 上海临港新城MW级光伏电站232.2 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242.3 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252.4 上海太阳能工程中心MW级光伏电站262.5 合肥阳光电源厂房500KW光伏并网电站272.6 奥运鸟巢105KW光伏并网电站28一、300KW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；（2）光伏阵列防雷汇流箱；（3）直流防雷配电柜；（4

3、）光伏并网逆变器（带工频隔离变压器）；（5）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

4、温试验方法GB/T2423.9-2001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方案一简介将系统分成3个100KW的并网发电单元，通过3台SGl(X)K3(100KW)并网逆变器接入0.4KV交流电网，实现并网发电功能；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,开路电压约为36.

5、5Vo根据SG100K3并网逆变器的MPPT工作电压范围(450V820V),每个电池串列按照20块电池组件串联进行设计，300KW的并网单元需配置72个电池串列，共1440块电池组件,其功率为302.4KWpo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3台SG100K3逆变器；经三相计量表后接入电网。另外，系统应配置1套监控装置，可采用RS485或Ethe

6、rnet(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：光伏阵列汇流箱直流防雷配电looKW逆变器1监控笠跟环境检测仪流雷电计J自交防配及量期户3台SG100K3分布式并网发电示意图1.3.2光伏阵列汇流箱的设计(PVS-8M)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-8M防雷汇流箱9台，其有8路直流输入，汇流箱的每路均有电流检测。UMQ9QUC如下图所示:Iio”Iri*e，1.8路光伏阵列汇流箱外形图该汇流箱的接线方式为8进1出，即把相同规格的8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：1）防护等级

7、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8路电池串列，每路电池串列的允许最大电流10A；3）宽直流电压输入范围，最大接入开路电压可达1000V；4）每路电池串列的正负极都配有光伏专用高压直流熔丝进行保护；5）汇流箱配有8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）直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用防雷器，防雷器选用国际知名品牌；7）直流输出母线端配有可分断的直流断路器，断路器选用国际品牌ABB。汇流箱的电气原理框图如下图所示：通讯接口RS485供电电源DC30V直流输出C)直流输出(一)接

8、地8路光伏阵列汇流箱配置图电池申列I电池串列2电池申列3电池串列4电池申列5电池串列6电池串列7电池串列8电池串列I电池串列2电池串列3电池串列4电池申列5电池串列6电池串列7电池串列81.3.3直流防雷配电柜的设计(PMD-D300K)光伏阵列汇流箱通过电缆接入到直流防雷配电柜，按照1个300KW并网发电单元进行设计，需要配置1台直流防雷配电柜PMD-D300K(300KW),主要是将汇流箱输出的直流电缆接入后，经直流断路器和防反二极管汇流、防雷，再分别接入3台SGlOOK3(100KW)并网逆变器，方便操作和维护。电气原理框图如下图所示：直流防雷配电柜配置图1.3.4并网逆变器的设计（SG

9、loOK3）SG100K3外形图1.3.4.1SG100K3总体介绍SG100K3（100KW）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TI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智能功率IPM模块，运用电流控制型PwM有源逆变技术和优质进口高效隔离变压器，可靠性高，保护功能齐全，且具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染供电等特点。该并网逆变器的主要性能特点如下：（1）宽直流输入电压范围，最高可达100oV（可选）；（2）最高转换效率达97.0%；（3）最大功率点跟踪（MPPT）效率99.9%；（4）精确的输出电能计量；（5）具有先进的

10、孤岛效应检测方案及完善的监控功能；（6）完善的保护功能；（7）模块化设计，方便安装与维护；（8） 适应高海拔应用6000米）；（9） 人性化的1.CD人机界面，中英文菜单，可实时显示各项运行数据、故障数据、历史故障数据、总发电量数据和历史发电量数据；（10）提供RS485（标配）或EthCrnCt以太网（选配）通讯接口；（三）低电压穿越、无功功率可调、有功功率降额等功能（可选）；（12）金太阳认证、意大利DK5940认证、欧洲知名认证机构TiiV颁发的CE证书。1.3.4.2SG100K3电路结构SG100K3并网逆变器主电路拓扑结构如上图所示，SG100K3并网逆变器的的主电路拓扑结构，并网

11、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NnTT算法（最大功率点跟踪）。/UMQMUT1.3.4.3SG100K3技术指标型号SG100K3隔离方式工频变压器最大太阳电池阵列功率IlOKWp最大阵列开路电压880Vdc最大输入电流250最大输入路数6太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范围450Vdc-820Vdc额定交流输出功率100KW总电流波形畸变率0.99最大效率97%（含变压器）欧洲效率96.4%（含变压器）额定电网电压400Va

12、c允许电网电压范围（三相）310V-450C额定电网频率50Hz60Hz允许电网频率范围47-51.5Hz57-61.5Hz夜间自耗电30W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、接地保护等通讯接口RS485（标配）；Ethernet（选配）；GPRS（选配）使用环境温度-250C+550C使用环境湿度095%,无冷凝冷却方式风冷尺寸（宽X高X深）1020Xl964770mm防护等级IP20（室内）重量900kg1.4总体设计方案二1.4.1方案二简介将系统分成6个50KW的并网发电单元，通过6台SG5OK3（50KW）并网逆变器接入0.4KV交流电网，实现并网发电功

13、能。系统的电池组件可选用国产某功率为210Wp的多晶硅太阳电池组件，其工作电压约为29.6V,开路电压约为36.5V。根据SG50K3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，300KW的并网单元需配置72个电池串列，共1440块电池组件,其功率为302.4KWp0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”）和配电柜将光伏阵列进行汇流。并网发电系统配置1台直流防雷配电柜，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

14、配电汇流，分别接入6台SG50K3逆变器；经三相计量表后接入电网。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。方案二并网发电示意图如下：直流防雷配电汇流箱650KW逆变器1监控装置6台SG50K3分布式并网发电示意图1.4.2光伏阵列汇流箱的设计（PVST6M）针对总体设计“方案二”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6台，其有16路直流输入，汇流箱的每路均有电流检测。如下图所示：/UMQaoufC16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：