太阳能光伏并网电站简介

光伏并网电站简介太阳能光伏发电并网系统与电力电网的联网已有接近20年的历史，在这期间光伏发电技术、光伏逆变技术和并网接入技术都有了很大的进步。太阳能光伏的开发利用已成为当今国际上的一大热点。白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势。通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过方阵接线箱汇流后，经并网逆变器将直流电转换成交流电，并入用户侧电网或公共电网。光伏发电系统还有（包括）防雷装置、监控装置，以及保护系统设备的过负载运行，免遭雷击，维护系统设备的安全使用。一、光伏并网电站简要描述光伏并网电站，也就是与电网相联接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站。可以认为是一种将集中电站分散到电网的节点上的一种方式，是指与公用电网通过标准接口相连接，像一个小型的发电厂连接到国家电网的发电方式，成为电网的补充，典型特征为不需要蓄电池。光伏并网电站，其运行模式是在有太阳辐照的条件下，太阳能组件阵列输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，并网逆变器并入电网的用户侧或配电侧。整个发电系统无需考虑储能，在电网的支持下完全达到电能的最大利用率。光伏并网电站，其并网逆变器会把直流电转换为与电网同频率、同相位的正弦波交流电接入220V/380V低压电网。如果要接入公共电网，则需要通过与电站装机规模、电网电压相匹配的升压变压器接入。光伏并网发电系统的应用范围，一是应用在光伏地面电站：集中大规模发电，经逆变器、升压变压器在电网的高压侧并网，利用电网远距离传输到终端用户；二是应用在光伏屋顶电站：以光伏建筑一体化的形式，有效利用建筑屋顶，因地制宜应用光伏发电，经逆变器就近实现用户侧并网。二、光伏并网电站设备组成光伏并网电站，由光伏发电系统、逆变系统和并网接入系统等三部分组成。光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备（如果是高压并网还应该有升压变压器），是光伏并网系统的基本设备。其中光伏电池组件、并网逆变器属于关键设备。另外还有电站监控装置和环境监测装置。光伏并网电站，光伏发电系统、逆变系统和并网接入系统，是最基本的组成部分。而对于光伏离网发电系统来说，系统的组成和采用的设备略有不同，最关键的是增加了蓄电池储能系统。三、光伏并网电站设备功能1、光伏电池组件光伏组件是光伏发电系统的关键部件，其定义为具有封装及内部联结的、能单独提供直流电流输出的，最小不可分割的太阳电池组合装置。同时，光伏组件也是支撑多块电气连接的光伏电池的集成单元，并起到保护作用。电池组件的连接包括电路连接、结构连接两部分。线路连接是将太阳能电池产生的电力与外部线路连接，通过直流汇流箱、直流配电柜和逆变设备把电能送至终端负载；结构连接是将电池组件与方阵支架连接，通过铝压块、C型铝材轨道、型钢支架、混凝土基础或屋面梁集成为一个整体。2、方阵支架方阵支架，是光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能电池组件而设计的支撑物。无论是地面光伏电站、屋顶光伏电站，还是光伏建筑一体化。方阵支架的强度和与基础连接可靠性是重中之重，但是方阵支架表面防腐、光伏组件安装、缆线走向、防雷接地等方面也必须考虑到。特别是光伏建筑一体化，方阵支架应充分考虑与建筑屋顶、立面墙的完美结合，以及光伏组件安装、缆线走向，穿线孔应提前预留。线、管、孔、洞的预留位置、走向等应与土建同步设计、同步施工、同步验收。充分考虑防雷措施。方阵支架要可靠接入防雷接地网。光伏方阵间距计算。当光伏电站功率较大，需要前后排布太阳电池方阵，或当太阳电池方阵附近有较高的建筑物或树木的情况下，需要计算建筑物到前排方阵的阴影，以确定太阳电池方阵与建筑物的距离。一般的确定原则：冬至当天早9：00至下午3：00光伏方阵不应被遮挡。3、直流汇流箱在太阳能光伏发电系统中会使用到汇流箱，汇流箱又名太阳能光伏汇流箱、光伏阵列防雷汇流箱、光伏防雷汇流箱等。将光伏组串经过串联和并联后，接入汇流箱中，从而使线缆集中放置，以减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之间的连线。同时，汇流箱包含有电流监控与通讯功能。汇流箱有4、8、12、16路标准规格型号的产品，可接入4、8、12、16路太阳电池串列，每路电流最大可达10A。右图是8路汇流箱。输入端位于机壳的下部，从图中可以看出汇流箱最多允许8路输入，注意与光伏组件输出正极的连线输入位于底部的左侧，而与光伏组件输出负极的连线位于底部的右侧，用户接线时需要拧开防水端子，然后接入连线至保险丝插座，然后拧紧螺丝，固定好连线，最后拧紧外侧的防水端子。输出端位于机壳的下部，从图中可以看出输出包括汇流后直流正极、直流负极与接地线，接地线为黄绿线。用户接线时需要拧开防水端子，然后接入连线，然后拧紧螺丝，固定好连线，最后拧紧外侧的防水端子。4、交直流配电柜在光伏并网发电单元中，直流配电柜输入端与直流汇流箱、输出端与逆变器相接。直流配电柜的直流配电单元，主要是将光伏组件输入的直流电源进行汇流后接入逆变器或直接供给其它直流负载。◆直流输入电压：＜800VDC；◆直流输出电压：＜800VDC；◆直流输入电流：≤125A/路（回路数可选）；◆直流输出电流：≤125A/路（回路数可选）；◆额定绝缘电压：1000VDC。在光伏并网发电单元中，交流配电柜输入端与逆变器、输出端与电网相接。交流配电柜的交流配电单元，主要给逆变器提供并网接口，配置输出交流断路器，直接供交流负载使用。另外还含有并网侧断路器、防雷模块、逆变器输出计量电度表，交流电网侧配置电压电流表等测量仪表等，方便系统管理。◆交流输入电压：220/380V±10%；◆交流工作电压：220/380V±10%；◆输入功率：≤500KVA；工作环境：◆配电柜防护等级：IP30；◆最大海拔高度2000m；◆周围空气温度：上限+45℃，下限-25℃；◆相对湿度：不大于95%。5、并网逆变器我们知道，把交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。光伏并网逆变器，是与电力电网连在一起的逆变设备，用于将电能变换成适合于电网使用的一种或多种形式的电能的电气设备。最大功率跟踪控制器、逆变器和控制器均可属于并网逆变器的重要组成部分。6、升压变压器升压变压器，是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能的重要元件。并网逆变器输出的低压交流电，通过干式变压器升压至10kV、35KV或110KV等公共电网。右图是一台10kV三绕组干式变压器。高压侧10kV，配置10kV开关柜。低压侧开关柜电压按逆变器输出电压确定。输出经10kV铠装交联电缆接入电网。10kV开关柜型号为KYN，真空断路器1250A，短路电流25kA，JN-10型接地开关，RN-10型熔断器，JDZ型电压互感器，LMZ-10型电流互感器，FZ避雷器。