1MW光伏并网技术方案

1MWp光伏并网发电系统技术方案1MWp光伏并网发电系统技术方案1目录一、总体设计方案....................................................................2二、系统组成........................................................................3三、相关规范和标准..................................................................3四、设计过程........................................................................44.1并网逆变器.....................................................................44.1.1性能特点简介...............................................................44.1.2电路结构...................................................................54.1.3技术指标...................................................................54.1.4LCD液晶显示及菜单简介.....................................................64.1.5并网逆变器图片............................................................154.2太阳能电池组件................................................................154.3光伏阵列防雷汇流箱............................................................164.4直流防雷配电柜................................................................174.5系统接入电网设计..............................................................184.6系统监控装置..................................................................224.7环境监测仪....................................................................254.8系统防雷接地装置..............................................................26五、系统主要设备配置清单...........................................................27六、系统原理框图...................................................................28七、参考案例.......................................................................291MWp光伏并网发电系统技术方案2一、总体设计方案针对1MWp的太阳能光伏并网发电系统项目，我公司建议采用分块发电、集中并网方案，将系统分成10个100KW的并网发电单元，每个100KW的并网发电单元都接入10KV升压站的0.4KV低压配电柜，经过0.4KV/10KV(1250KVA)变压器升压装置，最终实现整个并网发电系统并入10KV中压交流电网。系统的电池组件选用180Wp(35V)单晶硅太阳能电池组件，其工作电压为35V，开路电压约为45V。经过计算，每个光伏阵列按照16块电池组件串联进行设计，100KW的并网单元需配置10个光伏阵列，560块电池组件,其功率为100.8KWp。则整个1MWp并网发电系统需配置5600块180Wp电池组件，实际功率约为1.008MWp。为了减少光伏阵列到逆变器之间的连接线及方便日后维护，建议在室外配置光伏阵列防雷汇流箱，该汇流箱可直接安装在电池支架上，每个汇流箱可接入6路光伏阵列，每100KW并网单元配置6台汇流箱，整个1MWp并网系统需配置60台光伏阵列防雷汇流箱。为了将每个100KW并网单元的6台光伏阵列防雷汇流箱的直流输出汇流后再接入SG100K3逆变器，系统需要配置4台直流防雷配电柜，每个配电柜按照3个100KW直流配电单元进行设计，分成3路直流输出分别接至3台SG100K3逆变器。整个并网发电系统按照10个100KW的并网发电单元进行设计，每个发电单元配置1台SG100K3逆变器，整个1MWp系统需配置10台SG100K3逆变器。每台逆变器的交流输出(AC380/220V,50Hz)分别接入10KV升压站的0.4KV三相交流低压配电柜。本系统需配置1套10KV升压站，包含10kV主变(0.4/10KV,1250KVA)、10kV开关柜、0.4KV开关柜以及直流电源、二次控制柜等装置，柜与柜之间通过铜排或电缆连接。其中，0.4KV开关柜应配置10路三相交流低压输出接口(AC380/220V,50Hz)，通过电缆分别接至10台SG100K3逆变器的交流输出端，从而实现整个并网系统并入10KV中压交流电网。综上所述，本系统主要由太阳能电池组件、光伏阵列防雷汇流箱、直流防雷配电柜、光伏并网逆变器和10KV升压站所组成。另外，系统应配置1套监控装置，用来监测系统的运行状态和工作参数。1MWp光伏并网发电系统技术方案3二、系统组成太阳能光伏并网发电系统主要组成如下：（1）太阳能电池组件及其支架；（2）光伏阵列防雷汇流箱；（3）直流防雷配电柜；（4）光伏并网逆变器（带工频隔离变压器）；（5）10KV升压站；（6）系统的通讯监控装置；（7）系统的防雷及接地装置；（8）土建、配电房等基础设施；（9）系统的连接电缆及防护材料；三、相关规范和标准本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/T2423.9-2001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1MWp光伏并网发电系统技术方案4四、设计过程4.1并网逆变器此次光伏并网发电系统设计为10个100KW并网发电单元，每个100KW并网发电单元配置1台型号为SG100K3并网逆变器，整个系统配置10台SG100K3并网逆变器，组成1MWp并网发电系统。4.1.1性能特点简介SG100K3并网逆变器采用美国TI公司专用DSP控制芯片，主电路采用日本最先进的智能功率IPM模块组装，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）采用美国TI公司DSP芯片进行控制；（2）采用日本三菱公司第五代智能功率模块（IPM）；（3）太阳电池组件最大功率点跟踪技术(MPPT)；（4）50Hz工频隔离变压器，实现光伏阵列和电网之间的相互隔离；（5）具有直流输入手动分断开关，交流电网手动分断开关，紧急停机操作开关；（6）具有先进的孤岛效应检测方案及具有完善的监控功能；（7）具有过载、短路、电网异常等故障保护及告警功能；（8）宽直流输入电压范围(450V～880V)，整机效率高达95%；（9）人性化的LCD液晶界面，中英文菜单，通过按键操作，液晶显示屏可显示实时各项运行数据、实时故障数据、历史故障数据、总发电量数据和历史发电量数据。（10）可提供包括RS485或Ethernet（以太网）远程通讯接口。其中RS485遵循Modbus通讯协议；Ethernet（以太网）接口支持TCP/IP协议，支持动态(DHCP)或静态获取IP地址；（11）逆变器具有CE认证资质部门出具的CE安全证书。1MWp光伏并网发电系统技术方案54.1.2电路结构ACPE光伏阵列三相半桥DSP控制板电网检测BMPPTNYSG100K3并网逆变器主电路的拓扑结构如上图所示，并网逆变电源通过三相半桥变换器，将光伏阵列的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，在直流侧加入了先进的MPPT算法。4.1.3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110KWp最大阵列开路电压880Vdc太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范围480Vdc～820Vdc最大阵列输入电流250AMPPT精度99％额定交流输出功率100KW总电流波形畸变率3%（额定功率时）功率因数0.99最大效率96.2%欧洲效率95.2%允许电网电压范围（三相）330V～450AC允许电网频率范围47～51.5Hz夜间自耗电30W1MWp光伏并网发电系统技术方案6保护功能极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护等通讯接口RS485或以太网（选配）使用环境温度－20℃～＋40℃使用环境湿度0～95%，不结露冷却方式风冷噪音≤60dB尺寸（深×宽×高）770×1020×1900mm防护等级IP20（室内）电网监控按照UL1741标准4.1.4LCD液晶显示及菜单简介SG100K3光伏并网逆变电源智能化程度高，每天自动启停工作，无需人为控制。在逆变电源的最上端有3个主要状态显示LED灯，LCD面板上有5个LED灯和6个按键（如下图所示），通过这些指示灯和按键可知道逆变电源的工作状态并对逆变器进行控制。1MWp光伏并网发电系统技术方案7逆变电源采用LCD液晶显示（如下图所示），为了更好进行人机界面交互操作，面板上设置了6个按键，5个运行指示灯。（1）按键操作介绍按键的功能，如下表所示：按键功能ESC返回、结束向上选择待设置值/参数设置时增加设定值▼向下选择待设置值/参数设置时减少设定值向左选择待设置值向右选择待设置值ENTER确认进入菜单确认设置值注：按任一键，液晶的背光灯亮持续2分钟。（2）LED指示灯说明LED灯含义POWER逆变电源工作电源灯(控制板开始工作)RUN并网运行灯(并网发电，灯亮)STOP停止并网FAULT故障灯(出现故障，灯亮)COM通讯测试灯(通讯正常，灯亮)在LCD面板的上方有POWER,RUN,FAULT3个状态指示灯，在下方有1个STOP紧急停机按钮，3个指示灯的含义与LCD面板上的指示灯含义相同，STOP为紧急停机按钮，当用户1MWp光伏并网发电系统技术方案8需要紧急停机时按下此按钮，效果如同在LCD操作下关机，系统自动停机，此时STOP灯亮。（3）液晶显示界面介绍PVABC250V200A220V72A220V220V71A72A状态：运行功率：47.300KW2