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电力应急抢修车太阳能供电方案南京东源电力科技有限公司2011年1月南京东源电力科技有限公司版权所有@20112目录一、应用背景...........................................................................................................................3二、需求分析...........................................................................................................................3三、系统介绍...........................................................................................................................31.系统简介...........................................................................................................................32.系统组成...........................................................................................................................42.1太阳能电池板............................................................................................................42.2逆变器........................................................................................................................52.2.1光伏逆变器选型.....................................................................................................52.2.2双向逆变器选型.....................................................................................................62.3蓄电池........................................................................................................................62.4系统管理....................................................................................................................8四、系统原理...........................................................................................................................8五、系统特点.........................................................................................................................101.交流母线系统的灵活性.................................................................................................102.系统整体优势.................................................................................................................10六、公司介绍.........................................................................................................................111.南京东源电力科技有限公司.........................................................................................112.SMASolarTechnologyAG.............................................................................................12南京东源电力科技有限公司版权所有@20113一、应用背景电力系统运行的第一大基本准则就是安全可靠的运行，但是遇到夏日或者节日用电高峰期，电网超负荷，不时引起开关过压烧坏跳闸的情况在所难免，一般夏日高峰期的故障率要比平时高出10倍左右，这就给我们广大一线电力员工对于抢修工作带来了很大的困难，夏日电力抢修每日最高峰达到千人24小时待命。电力抢修时一般都是应急抢修，如何给抢修车提供稳定可靠的供电电源将是我们首先要考虑到问题。传统的供电电源都是通过柴油发电机来提供，这种方式一方面噪声大，另一方面也受到柴油供应的限制。随着太阳能光伏发电应用的普及，这种供电方式越来越具有吸引力。太阳能光伏发电由于无噪声、无污染、极低的运行成本以及长达25年的使用寿命，必将成为应急电源或备用电源的主要方式。二、需求分析1.应用场合电力抢修车。2.负载类型及功率照明、器材设备等交流负载。具体负载类型：照明设施60W*4套*12h=2880wh通讯设备25w*1套*24h=600wh热水器1000w*1套*2h=2000wh3.连续供电时间阴雨天7天。以上负载每天按照上述运行时间，连续运行7天所需电能总和为38.5kwh。三、系统介绍1.系统简介该系统由光伏组件、光伏逆变器、双向逆变器、直流充电器、系统管理软件及其他附件等组成，其核心思想是交流母线的设计理念，可保持系统为模块化结构。其中，逆变器是整个光伏系统的核南京东源电力科技有限公司版权所有@20114心设备，其好坏关系到系统能否稳定运行以及发电量的有效保证。该系统采用全球光伏逆变器第一大品牌德国SMA公司的产品。SMA的独立运行双向逆变器SunnyIsland与蓄电池一起，构成了标准的交流电网，包括用电负荷和太阳能发电单元在内的设备都可以在交流侧并接。这种开创性的交流母线并接技术，以及通过双向逆变器SunnyIsland管理系统运行的技术，使得太阳能独立供电系统易于扩容并且便于管理。SMA的太阳能独立供电系统已在全世界安装了1000多套，由此积累的丰富经验可为各种复杂应用提供坚实的解决方案。2.系统组成2.1太阳能电池板当前太阳能光伏电池主要分为多晶硅电池、单晶硅电池、以及非晶硅薄膜太阳能电池三大类。单晶硅太阳能光伏组件电池转换效率较高，转换效率在16%～18%左右，稳定性好，同等容量太阳能电池组件所占面积小。由于电力抢修集车一般通过集装箱改造而成，集装箱顶层的安装面积有限，因此推荐采用单晶硅光伏电池组件。如果是小型集装箱，则箱顶可安装电池板的面积为15.36m²（6.4m*2.4m），可按装电池板容量8串*1并大约1.8kW，在正常日照资源情况下可正常供用电负荷用电。单晶硅电池选型如下：型号：KF-M654225w功率：225Wp最大功率点电压：27.0V最大功率点电流：8.35A开路电压：34.6V短路电流：8.67A最大系统电压：1000V/600V（UL）电池效率：18.4%组件效率：15.6%长×宽×厚：1482mm×992mm×50mm重量：18.5kg南京东源电力科技有限公司版权所有@201152.2逆变器逆变器是光伏发电的核心设备，它将太阳能电池板产生的直流电转换为标准的交流电。逆变器的品质好坏决定了发电效率的大小。逆变器分为光伏逆变器和蓄电池型双向逆变器，光伏逆变器将太阳能电池阵列产生的直流电转化为交流电馈入系统母线；蓄电池型双向逆变器是系统运行时的控制中心，除对蓄电池进行充放电控制外，双向逆变器通过持续监测孤岛运行时系统的电压、频率等为光伏发电电源和用电负载等提供稳定的电网管理。2.2.1光伏逆变器选型选用SMA2010年推出的最新产品：SunnyBoy2000HF高频逆变器。具体参数如下：-最大直流输入功率：2.10kW-最大直流输入电压：700V-输入电压范围MPPT：175-560VDC-额定交流输出功率：2.0kWAC-额定交流电压：220–240V/50–60Hz-交流连接：单相-最大效率：96.3%-重量：18kg-体积（宽/高/厚，mm）：348/580/145-运行温度：-25℃～+60℃南京东源电力科技有限公司版权所有@201162.2.2双向逆变器选型根据光伏逆变器功率及所有负载的瞬时启动电流大小，选择SunnyIsland2224双向逆变器。具体参数如下：-输出功率：2.2kW-额定交流电压/频率：230V/50-60Hz-额定交流电流：9.6A-蓄电池电压：24V-效率：93.6%-交流连接：单相/三相2.3蓄电池独立光伏发电系统的储能装置主要是蓄电池，能够和太阳能电池板配套使用的蓄电池种类很多，目前广泛采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种。国内目前主要使用铅酸免维护蓄电池，因为其固有的免维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于要求系统可靠运行的独立光伏发电系统，特别是无人值守环境下。通过选用高品质的光伏专用铅酸免维护蓄电池，蓄电池的充放电次数可达600多次。由于锂电池使用寿命长，循环充电次数多达2000次左右，且大电流放电曲线质量高，安全系数高，锂电池正在逐渐取代传统铅酸蓄电池成为各储能系统的新型产品，但其造价相对较昂贵。此系统若采用锂电池作为蓄电池来实现储能，在同样质量的情况下容量上虽能扩大至5000~6000AH左右，且占地空间并没有明显扩大，安全系数高但其造价相对昂贵的多。方案一：磷酸铁锂电池容量及其选型：-型号：U27-12XP-额定容量：138AH南京东源电力科技有限公司版权所有@20117-额定电压：12.8V-重量：19.5kg-尺寸规格：306*172*225mm-标准放电（23℃）：最大持续放电电流150A，放电截止电压10V-标准充电（23℃）额定充电电流70A，充电电压14.6V方案二：铅酸蓄电池容量计算：-容量：38.5kwh-裕量设计：125%-实际容量：38.5*125%=48.125kwh由于集装箱为6.4*2.4型改装，此类型集装箱箱体重量约为2.5t，而实地吊车总重量为5t，因此，蓄电池需48kWh（约2000Ah）左右，总重量约1.728t，即可满足各负载，连续阴雨天工作7天。铅酸蓄电池选型：-品牌：知名品牌光伏专用电池-型号：2V1000Ah-数量：24节（12×2）铅酸蓄电池占用面积：蓄电池分为两排摆放，每排12只串联，占用面积约2㎡左右。南京东源电力科技有限公司版权所有@201182.4系统管理双向逆变器是系统孤岛运行时的控制中心，除对蓄电池进行充放电控制外，双向逆变器通过持续监测孤岛运行时系统的电压、频率等为光