【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器選用 ABB 品牌，防雷器選用菲尼克斯品 牌。 （ 1） 系統(tǒng)概述 本系統(tǒng)采用 的 SG100K3 并網(wǎng)逆變器適合于直接并入三相 低壓 交流電網(wǎng)（ AC380V/50Hz），由于整個(gè)系統(tǒng)需要并入 10KV 的交流中壓電網(wǎng)，所以本系統(tǒng)需配置 1套 10KV 升壓站，該升壓站主要 包含 10KV 主變 (,1250KW)、 10KV 開(kāi)關(guān)柜、 開(kāi)關(guān) 柜 以及直流電源、二次控制 柜 等 裝置 。 系統(tǒng)配置 10臺(tái) SG100K3 并網(wǎng)逆變器的交流輸出直接接入變電站的 開(kāi)關(guān) 柜，經(jīng)交流低壓母線匯流后通過(guò) 10KV 主變 (, 1MWp)并入 10KV 中壓交流電網(wǎng)，從而最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電功能。 本系統(tǒng)的 10KV 中壓 交流 電網(wǎng) 電氣原理框圖 如下 ： 1MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案 20 （ 2） 重要單元的選擇 ① 10/ 10/ 配電變壓器的保護(hù)配置采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的保護(hù)配置，既可提供額定負(fù)荷電流，又可斷開(kāi)短路電流，并具備開(kāi)合空載變壓器的性能，能有效保護(hù)配電變壓器 。 系統(tǒng)中 采用 的 負(fù)荷開(kāi)關(guān) , 通常為具有接通、隔斷和接地功能的三工位負(fù)荷開(kāi)關(guān)。變壓器饋線間隔還增加高遮斷容量后 備式限流熔斷器來(lái)提供保護(hù)。這是一種簡(jiǎn)單、可靠而又經(jīng)濟(jì)的配電方式 。 ? 開(kāi)合空載變壓器的性能好。 本系統(tǒng)中 10KV 接入配電 的負(fù)荷 為 1MWp 的 10/ 配電變壓器 ， 其空 載電流一般為額定電流的 2%左右 。 ? 有效保護(hù)配電變壓器，特別是對(duì)于油浸變壓器，采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器比采用斷路器更為有效，有時(shí)后者甚至并不能起到有效的保護(hù)作用。有關(guān)資料表明，當(dāng)油浸變壓器發(fā)生短路故障時(shí)，電弧產(chǎn)生的壓力升高和油氣化形成的氣泡會(huì)占據(jù)原屬于油的空間，油會(huì)將壓力傳給變壓器油箱體，隨短路狀態(tài)的繼續(xù)，壓力進(jìn)一步上升，致使油箱體變形和開(kāi)裂。為了不破壞油箱體，必須在 20 ms 內(nèi)切除故障。如采用 斷路器，因有繼電保護(hù)再加上自身動(dòng)作時(shí)間和熄弧時(shí)間，其全開(kāi)斷時(shí)間一般不會(huì)少于 60 ms，這就不能有效地保護(hù)變壓器。而高遮斷容量后備式限流熔斷器具有速斷功能，加上其具有限流作用，可在 10 ms 之內(nèi)切除故障并限制短路 1MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案 21 電流，能夠有效地保護(hù)變壓器。因此，應(yīng)采用高遮斷容量后備式限流熔斷器而盡量不用斷路器來(lái)保護(hù)電器，即便負(fù)荷為干式變壓器，因熔斷器保護(hù)動(dòng)作快，也比用斷路器好。 ? 從繼電保護(hù)的配合來(lái)講，在大多數(shù)情況下，沒(méi)有必要在 接入 柜中采用斷路器，這是因?yàn)?10KV配電 網(wǎng)絡(luò) 的首端斷路器 (即 110 kV或 220 kV變電站的 10KV饋出線斷路器 )的保護(hù)設(shè)置一般為：速斷保護(hù)的時(shí)間為 0s，過(guò)流保護(hù)的時(shí)間為 ，零序保護(hù)的時(shí)間為 。若環(huán)網(wǎng)柜中采用斷路器，即使整定時(shí)間為 0s動(dòng)作，由于斷路器固有動(dòng)作時(shí)間分散，也很難保證環(huán)網(wǎng)柜中的斷路器而不是上一級(jí)斷路器首先動(dòng)作。 ? 高遮斷容量后備式限流熔斷器可對(duì)其后所接設(shè)備，如電流互感器、電纜等都可提供保護(hù)。高遮斷容量后備式限流熔斷器的保護(hù)范圍可在最小熔化電流 (通常為熔斷器額定電流的 2～ 3 倍 )到最大開(kāi)斷 容量之間。限流熔斷器的電流 時(shí)間特性，一般為陡峭的反時(shí)限曲線，短路發(fā)生后，可在很短的時(shí)間內(nèi)熔斷，切除故障。如果采用斷路器作保護(hù)。必定使其它電器如電纜、電流互感器、變壓器套管等元件的熱穩(wěn)定要求大幅度提高，加大了電器設(shè)備的造價(jià)，增大工程費(fèi)用。 在這里， 同時(shí)需要注意 在采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)加高遮斷容量后備式熔斷器組合時(shí)，兩者之間要很好地配合，當(dāng)熔斷器非三相熔斷時(shí)，熔斷器的撞針要使負(fù)荷開(kāi)關(guān)立即聯(lián)跳，防止缺相運(yùn)行。 ② 高遮斷容量后備式限流熔斷器的選擇 由于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的造價(jià)昂貴，在發(fā)生線路故障時(shí)，要求線路切斷時(shí)間短，以保護(hù) 設(shè)備。 熔斷器的特性及使用作為線路保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析。 選用性能優(yōu)良的熔斷器，如美國(guó) S ＆ C公司的熔斷器及熔絲，該類產(chǎn)品具有如下特性： ? 具有精確的時(shí)間 電流特性（可提供精確的始熔曲線和熔斷曲線）； ? 有良好的抗老化能力； ? 達(dá)到熔斷值時(shí)能夠快速熔斷； 1MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案 22 ? 要有良好的切斷故障電流能力，可有效切斷故障電流 根據(jù)以上特性，可以把該熔斷器作為線路保護(hù)，和并網(wǎng)逆變器以及整個(gè)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的保護(hù)使用，并通過(guò)選擇合適的熔絲曲線和配合，實(shí)現(xiàn)上級(jí)熔斷器與下級(jí)熔斷器及熔斷器與變電站保護(hù)之間的配合。 線路安裝熔斷器保護(hù)后，為了實(shí)現(xiàn)熔斷 器保護(hù)與變電站內(nèi)線路保護(hù)之間的配合，必須對(duì)站內(nèi)線路保護(hù)的電流定值和時(shí)間做出調(diào)整，把線路電流速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)間延時(shí)，過(guò)電流時(shí)間取 ，保護(hù)定值做如下調(diào)整： 根據(jù)線路負(fù)荷情況選定熔絲大小，根據(jù)熔絲的熔斷曲線，選擇熔絲在 以內(nèi)熔斷的電流值，作為線路的過(guò)電流保護(hù)定值，核對(duì)該定值能可靠躲過(guò)線路最大負(fù)荷并在最小運(yùn)行方式下，線路末端兩相短路時(shí)有足夠的靈敏度（該靈敏系數(shù) ≥ 時(shí)，過(guò)流保護(hù)定值即為合格）。在滿足以上條件的前提下適當(dāng)提高線路過(guò)電流保護(hù)定值，以保證故障電流達(dá)到過(guò)電流定值時(shí)，熔絲熔斷，而斷路器不需 要跳閘。 根據(jù)該熔絲熔斷曲線，選擇熔絲在 以內(nèi)熔斷的電流值，作為線路的電流速斷保護(hù)定值，核對(duì)該定值在最小運(yùn)行方式下， 10KV 母線兩相短路時(shí)的靈敏度（該靈敏系數(shù) ≥2 時(shí)，速斷值即為合格）。在滿足以上條件的前提下適當(dāng)提高線路速斷保護(hù)定值，以保證故障電流達(dá)到速斷定值時(shí)，熔絲熔斷，變電站斷路器不跳閘。 對(duì)于 10KV 線路保護(hù)，《 3110kV 電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》要求：除極少數(shù)有穩(wěn)定問(wèn)題的線路外，線路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間以保護(hù)電力設(shè)備的安全和滿足規(guī)程要求的選擇性為主要依據(jù)，不必要求速動(dòng)保護(hù)快速切除故障。 通過(guò)選 用性能優(yōu)良的熔斷器，能夠大大提高線路在故障時(shí)的反應(yīng)速度，降低事故跳閘率，更好地保護(hù)整個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。 （ 3） 中壓防雷保護(hù)單元 該中壓防雷保護(hù)單元選用 復(fù)合式過(guò)電壓保護(hù)器 ， 可有效限制大氣過(guò)電壓及各種真空斷路器引起的操作過(guò)電壓，對(duì)相間和相對(duì)地的過(guò)電壓均能起到可靠的限制作用。 該復(fù)合式過(guò)電壓保護(hù)器 不但能保護(hù)截流過(guò)電壓、多次重燃過(guò)電壓及三相同時(shí)開(kāi)斷過(guò)電壓，而且能保護(hù) 雷電 過(guò)電壓。 過(guò)電壓保護(hù)器采用硅橡膠復(fù)合外套整體模壓一次成形，外形美觀，引出線采用硅橡膠高壓電纜，除四個(gè)線鼻子為裸導(dǎo)體外，其他部分被絕緣體封閉，故用 戶在安裝時(shí)，無(wú) 1MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案 23 需考慮它的相間距離和對(duì)地距離。該產(chǎn)品可直接安裝在高壓開(kāi)關(guān)柜的底盤(pán)或互感器室內(nèi)。安裝時(shí)，只需將標(biāo)有接地符號(hào)單元的電纜接地外，其余分別接 A、 B、 C 三相即可。 設(shè)置自控接入裝置對(duì)消除諧振過(guò)電壓也具有一定作用。當(dāng)諧振過(guò)電壓幅 值高 至危害電氣設(shè)備時(shí)， 該防雷模塊 接入電網(wǎng)，電容 器 增大主回路電容，有利于破壞諧振條件，電阻阻尼震蕩，有利于 降低 諧振過(guò)電壓 幅值 。所以可以在高次諧波含量較高的電網(wǎng)中工作，適應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境更廣。 另外，該防雷單元可 增設(shè) 自動(dòng)控制設(shè)備，如 放電記錄 器，清晰掌控工作動(dòng)作狀況?？梢耘渲米詣?dòng)脫離 裝置 ，當(dāng)設(shè)備過(guò)壓或處于故障時(shí)，脫離開(kāi)電網(wǎng)， 確保正常運(yùn)行。 （ 4）中壓電能計(jì)量表 中壓電能計(jì)量表是真正反應(yīng)整個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的計(jì)量裝置，其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性十分重要。采用性能優(yōu)良的高精度電能計(jì)量表至關(guān)重要。 為保證發(fā)電數(shù)據(jù)的安全，建議在高壓計(jì)量回路同時(shí)裝一塊機(jī)械式計(jì)量表，作為 IC式電能表的備用或參考。 該電表不僅要有優(yōu)越的測(cè)量技術(shù)，還要有非常高的抗干擾能力和可靠性。同時(shí)，該電表還可以提供靈活的功能：顯示電表數(shù)據(jù)、顯示費(fèi)率、顯示損耗（ ZV）、狀態(tài)信息、警報(bào)、參數(shù)等。 此外，顯示的內(nèi)容、功能和參數(shù)可通過(guò)光電通訊口 用維護(hù)軟件來(lái)修改。通過(guò)光電通訊口，還可以處理報(bào)警信號(hào)，讀取電表數(shù)據(jù)和參數(shù)。 【注】 對(duì)于本系統(tǒng)的 10KV 變電站，應(yīng)由專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。 采用高性能工業(yè)控制 PC 機(jī)作為系統(tǒng)的監(jiān)控主機(jī)，配置光伏并網(wǎng)系統(tǒng)多機(jī)版監(jiān)控軟件，采用 RS485 通訊方式，連續(xù)每天 24 小時(shí)不間斷對(duì)所有并網(wǎng)逆變器的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 (1)監(jiān)控主機(jī)的照片和系統(tǒng)特點(diǎn)如下： 1MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案 24 ? 嵌入式低功耗 Eden 處理器 ； ? 帶 LCD/CRT VGA； ? 以太網(wǎng)口； ? RS232/RS485 通訊接口； ? ； ? 256M 內(nèi)存 (可升級(jí) )； ? 40G 筆記本硬盤(pán) (可升級(jí) )； ? 工控機(jī)和所有光伏并網(wǎng)逆變器之間的通訊采用 RS485 總線通訊方式。 (2)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)軟件可連續(xù)記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)如下： ① 實(shí)時(shí)顯示電站的當(dāng)前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計(jì)總發(fā)電量、累計(jì) CO2 總減排量以及每天發(fā)電功率曲線圖。 ② 可查看每臺(tái)逆變器的運(yùn)行參數(shù)，主要包括： A、直流電壓 B、直流電流 C、直流功率 D、交流電壓 E、交流電流 F、逆變器機(jī)內(nèi)溫度 G、時(shí)鐘 H、頻率 J、當(dāng)前發(fā)電功率 K、日發(fā)電量 L、累計(jì)發(fā)電量 M、累計(jì) CO2減排量 N、每天發(fā)電功率曲線圖 ③ 監(jiān)控所有逆變器的運(yùn)行狀態(tài)，采用聲光報(bào)警方式提示設(shè)備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時(shí)間，監(jiān)控的故障信息至少包括以下內(nèi)容： A、電網(wǎng)電壓過(guò)高； B、電網(wǎng)電壓過(guò)低； C、電網(wǎng)頻率過(guò)高； 1MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案 25 D、電網(wǎng)頻率過(guò)低； E、直流電壓過(guò)高； F、逆變器過(guò)載； G、逆變器過(guò)熱； H、逆變器短路； I、散熱器過(guò)熱； J、逆變器孤島； K、 DSP 故障； L、通訊失??； (3)監(jiān)控軟件具有集成環(huán)境監(jiān)測(cè)功能，主要包括日照強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)向、室外和室內(nèi)環(huán)境溫 度 和電池板溫度等參量。 (4)監(jiān)控裝置可 每隔 5分鐘存儲(chǔ)一次電站所有運(yùn)行數(shù)據(jù)， 可連續(xù)存儲(chǔ) 20年以上的電站所有的運(yùn)行數(shù)據(jù)和所有的故障紀(jì)錄。 (5)可提供中文和英文兩種語(yǔ)言版本。 (6)可長(zhǎng)期 24 小時(shí)不間斷運(yùn)行在中文 WINDOWS 2020， XP 操作系統(tǒng)。 (7)監(jiān)控主機(jī)同時(shí)提供對(duì)外的數(shù)據(jù)接口，即用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式，異地實(shí)時(shí)查看整個(gè)電源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)。 (8)顯示單元 可 采用 大 液晶電視，具有非常好的展示效果 ， 下圖是本公司的并網(wǎng)逆變器的監(jiān)控界面 ： 1MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案 26 監(jiān)測(cè)儀 本 系統(tǒng)配置 1 套環(huán)境監(jiān)測(cè)儀 (如下圖所示 )，用來(lái)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境情況： 該裝置由風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、日照輻射表、測(cè)溫探頭、控制盒及支架組成，適用于氣象、軍事、船空、海港、環(huán)保、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等部門(mén)測(cè)量水平風(fēng)參量及太陽(yáng)輻射能量的測(cè)量?？蓽y(cè)量環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向和輻射強(qiáng)度等參量，其 RS485 通訊接口可接入并網(wǎng)監(jiān)控裝置的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄環(huán)境數(shù)據(jù)。 1MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案 27 系統(tǒng)防雷接地裝置 為了保證本工程光伏并網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng)安全可靠，防止因雷擊、浪涌等外在因素導(dǎo)致系統(tǒng)器件的損壞等情況發(fā)生，系統(tǒng)的防雷接地裝置必不可少。系統(tǒng)的防雷接地裝置措施有多種方法，主要有以下幾個(gè)方面供參考： （ 1）地線是避雷、防雷的關(guān)鍵，在進(jìn)行配電室基礎(chǔ)建設(shè)和太陽(yáng)電池方陣基礎(chǔ)建設(shè)的同時(shí)，選擇電廠附近土層較厚、潮濕的地點(diǎn)，挖 1～ 2 米深地線坑，采用 40 扁鋼，添加降阻劑并引出地線，引出線采用 10mm2 銅芯電纜，接地電阻應(yīng)小于 4歐姆。 （ 2）在配電室附近建一避雷針，高 15 米，并單獨(dú)做一地線，方法同上，配電室在地下室不需要避雷針。 （ 3）直流側(cè)防雷措施：電池支 架應(yīng)保證良好的接地，太陽(yáng)能電池陣列連接電纜接入光伏陣列防雷匯流箱，匯流箱內(nèi)含高壓防雷器保護(hù)裝置，電池陣列匯流后再接入直流防雷配電柜，經(jīng)過(guò)多級(jí)防雷裝置可有效地避免雷擊導(dǎo)致設(shè)備的損壞。 （ 3）交流側(cè)防雷措施：每臺(tái)逆變器的交流輸出經(jīng) 開(kāi)關(guān)柜 接入電網(wǎng)， 10KV 變電站應(yīng)配置防雷裝置， 有效地避免雷擊和電網(wǎng)浪涌導(dǎo)致設(shè)備的損壞， 且 所有的機(jī)柜要有良好的接地。 【注】 :對(duì)于本系統(tǒng)的 防雷及接地裝置，應(yīng)由專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì) 。 1MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案 28 五 、系統(tǒng)主要設(shè)備配置清單 序號(hào) 名稱 型號(hào)規(guī)格 數(shù)量 備注 1 太陽(yáng)電 池組件 (及電池支架 ) 180WP(35V) 5600 塊 用戶自備 2 光伏陣列防雷匯流