智能光伏预装式变电站在农光互补电站中的应用.

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)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）欧式一体化结构（0.4kV10kV35kV）结构形式美式一体化结构（0.4kV10kV35kV）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LCOELCOE=生命周期的总成本生命周期的总发电量初始投资总成本+运维总成本–系统残值生命周期预计总发电量*（1-总衰减率）=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.组串式设计方案设备名称单位数量价格（万元）8汇1交流汇流箱台50.45*5=2.2528kw组串式逆变器台401.54*40=61.6双绕组升压变压器台115PV直/交流线缆套115合计93.85序号设备名称单位数量价格（万元）备注1双分裂升压隔离变压器台112.7SCB10-1000/10/0.315*2DYn11全铜2并网输出柜/计量柜/变压器保护柜台315KYN28A柜型配置真空断路器及分布式光伏并网接口装置PCS9617E3500KW逆变柜组2254直流汇流总柜台25.5配置防反功能5低压交流柜台256电源控制柜台10.9双电源切换7智能监控系统套14.5环境、组件、逆变器等设备在线监测及数据分析、上传功能8直流汇流箱(16汇1)台154.959PV直流电缆、高压交流电缆批11510土建施工套1311设备整机调试次10.812设备运输吊装次10.6合计92.952.分散式(组装)1MWp电站设计方案序号设备名称单位数量价格（万元）备注1双绕组升压隔离变压器台19.5SCB10-1000/10/0.34DYn11全铜2并网输出柜/计量柜/变压器保护柜台316.4配置XGN450柜型，配置真空断路器及分布式光伏并网接口装置PCS9617E32*250KW逆变模块（含汇流）组2254低压交流柜台13.55电源控制柜台10.9双电源切换6智能监控系统套14.2环境、组件、逆变器等设备在线监测及数据分析、上传功能7SPAH金属箱体套138直流汇流箱(16汇1)台154.959PV直流电缆、高压交流电缆批111.510土建套10.6511设备整机调试次10.112设备运输吊装次10.15合计79.853.一体式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）模块配置方案序号设备名称单位数量价格（万元）备注1双绕组升压隔离变压器台118.1SCB10-2000/10/0.34DYn11全铜2并网输出柜/计量柜/PT及测量柜台316.4配置XGN450柜型，配置真空断路器及分布式光伏并网接口装置PCS9617E32*250KW逆变模块（含汇流）台4504低压交流柜台27.25电源控制柜台10.96智能监控系统套14.37SPAH金属箱体套15.48直流汇流箱(16汇1)台309.99PV直流电缆、高压交流电缆批12610土建套10.811设备整机调试次10.112设备运输吊装次10.2合计139.3一体式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）1MWpNO.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！设备数量较多，现场故障定位较为繁琐，设备现场应用分散，更换困难，整机更换维护成本高，涉及供应厂家较多，很难一次性协调到位解决问题。分散式采用模块化前维护设计，控制系统、散热风机、功率模块等均采用模块化设计，待专业的售后服务人员定位故障后，可在30分钟内完成更换，十分快捷方便！一体式NO.1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041MWp智能光伏预装式变电站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®8000SOLARMultimaster逆变柜，功率范围：250-5300kW。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1)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；2)智能投切技术减少逆变器单机40%的工作时间；3)轮换工作主机保障均匀使用逆变器；4)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5)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；6)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%；7)支持带电维修更换故障模块。因逆变器单元故障引起的弃电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1)逆变器模块一体设计，拆装方便；2)故障时整体更换，返厂维修，无需高水平维修人员；3)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简化的系统有效降低故障率和成本1)IGBT：德国赛米控2)直流电容：EPCOS3)滤波电抗器：芬兰Trafotec4)电流传感器：LEM5)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。成本优势1优势智能光伏预装式变电站--优势技术优势2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010203040506070809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01030