【文章內(nèi)容簡介】 規(guī)劃方案 15 5 光伏電站框圖和設(shè)備選型 光伏組件及其陣列設(shè)計 根據(jù)項目當(dāng)?shù)氐木暥群筒煌瑑A角方陣面全年所接受的日照輻射量分布情況，本工程光伏組件采取最佳傾角固定安裝方式。 整個 50KW光伏發(fā)電系統(tǒng)分成 兩個 不同的子系統(tǒng)，即獨立模塊，每個模塊根據(jù)自身安裝功率選擇相應(yīng)的逆變器或逆變器組合將光伏組件所輸出直流電逆變?yōu)榻涣麟姡?供負(fù)載使用 。光伏電站系統(tǒng)框圖如圖 51所示。 圖 51 光伏電站系統(tǒng)框圖 太陽電池選型 為對比不同材料光伏組件的各項性能指標(biāo)，本 50KW獨立 光伏發(fā)電工程擬采用 阿特斯陽光電力有限公司 生產(chǎn)的型號為TDB156*15672p的單 晶硅光伏組件。 技術(shù)參數(shù)如表 51所示。 云南姚安縣太陽能光伏電站工程 規(guī)劃方案 16 標(biāo)準(zhǔn)測試條件（ STC）為標(biāo)準(zhǔn)條件下： 、 1000W/㎡的輻照度、 25℃的電池溫度： 標(biāo)準(zhǔn)條件下穩(wěn)定功率 Wp＝ 250W177。3% 開路電壓 Voc＝ 短路電流 Isc＝ 峰值電壓 Vmp= 峰值電流 Lmp= 溫度系數(shù) Pm＝ ％ /℃ 邊框 鋁合金，表面陽極氧化 尺寸 (寬 *長 *厚 ) 1956*992*50mm 工作溫度 40～ 85℃ 重量 23Kg 固定光伏組件 模塊 由于太陽能電池組件和離網(wǎng) 逆變器都是可根據(jù)功率、電壓、電流參數(shù)相對靈活組合的設(shè)備，整個 50KW光伏發(fā)電項目可采用模塊化設(shè)計、安裝施工。 模塊化的基本結(jié)構(gòu)： 50KW太陽能電池組件由 2個子系統(tǒng)組成，采用固定傾角安裝。 每個子系統(tǒng)主要由光伏陣列、相應(yīng)功率的逆變器以及各級配電裝置構(gòu)成。這樣設(shè)計有如下好處： ●各子系統(tǒng)各自獨立，便于實現(xiàn)梯級控制，以提高系統(tǒng)的運行效云南姚安縣太陽能光伏電站工程 規(guī)劃方案 17 率； ●每個子系統(tǒng)是單獨的模塊，由于整個 50KW光伏系統(tǒng)是多個模塊組成，各模塊該又由不同的逆變器及與之相連的光伏組件方陣組成組成，系統(tǒng)的冗余度高，不至于 由于局部設(shè)備發(fā)生故障而影響到整個發(fā)電模塊或整個電站，且局部故障檢修時不影響其 他模塊的運行； ●有利于工程分步實施； 各子系統(tǒng)組件安裝方式 根據(jù)本項目所在當(dāng)?shù)鼐暥?，在緯度角附近的朝向正南傾斜面上全年所接受日照輻射總量最多，本工程所在地緯度為 37度 ，對固定支架安裝，本工程擬采用朝向正南（方位角 0度 ） 45度 固定傾角安裝。 太陽電池方陣間距計算 在北半球，對應(yīng)最大日照輻射接收量的平面為朝向正南，與水平面夾角度數(shù)與當(dāng)?shù)鼐暥认喈?dāng)?shù)膬A斜平面，固定安裝的光伏組件要據(jù)此角度傾斜安裝。陣列傾角確定后，要注意 電池 板不被陰影遮擋 。固定方陣安裝好后傾角不再調(diào)整或人工季節(jié)性調(diào)整。 子系統(tǒng)陣列設(shè)計 根據(jù)上述參數(shù)并匹配逆變器參數(shù)，我們選用雙結(jié)單晶硅太陽能電池，每個太陽能電池 5串 20并 組成 。 10路作為一組接入一個匯流箱 。 云南姚安縣太陽能光伏電站工程 規(guī)劃方案 18 光伏電站系統(tǒng)構(gòu)成總結(jié) 本 50KW (獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組件、方陣防雷接線箱、 逆變器、 蓄電池、 配電保護系統(tǒng)、電力變壓器和系統(tǒng)的通訊監(jiān)控裝置組成。 光伏發(fā)電系統(tǒng)主要組成如下： ●50KW單晶硅太陽能電池組件及其支架； ●直流監(jiān)測配電箱； ●光伏 逆變器； ●蓄電池； ●配電裝置（交流配電和升 壓變壓器）； ●系統(tǒng)的計算機監(jiān)控裝置； ●系統(tǒng)的防雷及接地裝置； ●土建、配電房等基礎(chǔ)設(shè)施； 6 電氣設(shè)計 電氣一次部分 電氣主接線 光伏電站電氣主接線 本工程裝機容量為 50KW，擬采用容量為 兩個 30kW 的逆變器，整個發(fā)電系統(tǒng)為一個系統(tǒng)，系統(tǒng)配置 2臺逆變器，容量 分別 按 30kVA考慮。 系統(tǒng)通過電纜將電能 供給負(fù)載使用 。 云南姚安縣太陽能光伏電站工程 規(guī)劃方案 19 本工程中光伏電站的總裝機容量在電網(wǎng)系統(tǒng)中所占比例較小， 電站運行時在電壓偏差、頻率、諧波和功率因數(shù)方面 滿足實用要求并符合標(biāo)準(zhǔn)。 光伏電站運行時，選用的逆變器裝置產(chǎn)生的諧 波電流的總諧波畸變率控制在 5%以內(nèi)，符合《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》（ GB145491993）和 山西 相關(guān)法規(guī)的規(guī)定。 本工程選配的逆變器裝置輸出功率因數(shù)能達(dá)到 ，可以在站內(nèi)升壓至 220V 電壓等級接入電力系統(tǒng)。無功補償裝置的設(shè)置待接入系統(tǒng)設(shè)計確定。 光伏電站站用電 因光伏電站無人值守，用電負(fù)荷非常少，站用電源考慮從附近的380V線路引接。 主要電氣設(shè)備選擇 （ 1）升壓變及高低壓配電裝置的選擇 升壓變選擇用免維護的干式變壓器。高壓開關(guān)柜選用中壓環(huán)網(wǎng)柜，配負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限 流熔斷器，低壓開關(guān)柜選用GCS 低壓抽出式開關(guān)柜。 （ 2）配電變壓器的保護 配電變壓器的保護配置采用具有接通、隔斷和接地功能的三工位負(fù)荷開 關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的保護配置，既可提供額定負(fù)荷電流，又可斷開短路電流，并具備開合空載變壓器的性能，能有效保護配電變壓器。 云南姚安縣太陽能光伏電站工程 規(guī)劃方案 20 （ 3）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)的造價昂貴，在發(fā)生線路故障時，要求線路切斷時間短，以保護設(shè)備。高遮斷容量后備式限流熔斷器選擇 合適的熔斷器及熔絲，該類產(chǎn)品具有精確的時間 電流特性；有良好的抗老化能力； 達(dá)到熔斷值時能夠快速熔斷；要有良好的切斷故障電流能力，可有效切斷故障電流等特性。 通過選用性能優(yōu)良的熔斷器，能夠大大提高線路在故障時的反應(yīng)速度，降低事故跳閘率，更好地保護整個光伏 離網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng)。 （ 4）中壓防雷保護單元 中壓防雷保護單元選用復(fù)合式過電壓保護器，該過電壓保護器采用硅橡膠復(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，除四個線鼻子為裸導(dǎo)體外，其他部分被絕緣體封閉。可有效限制大氣過電壓及各種真空斷路器引起的操作過電壓，對相間和相對地的過電壓均能起到可靠的限制作用。該產(chǎn)品可直接安裝在高壓 開關(guān)柜的底盤或互感器室內(nèi)。安裝時，只需將標(biāo)有接地符號單元的電纜接地外，其余分別接 A、 B、 C 三相即可。 （ 5）中壓電能計量表 中壓電能計量表是真正反應(yīng)整個光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的計量裝置，其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性十分重要。采用性能優(yōu)良的高精度電能計量表至關(guān)重要。為保證發(fā)電數(shù)據(jù)的安全，在高壓計量回路同時裝一塊機械式計量表，作為 IC 式電能表的備用或參考。 該電表不僅要有優(yōu)越的測量技術(shù)，還要有非常高的抗干擾能力和云南姚安縣太陽能光伏電站工程 規(guī)劃方案 21 可靠性。同時，該電表還可以提供靈活的功能：顯示電表數(shù)據(jù)、顯示費率、顯示損耗（ ZV）、狀態(tài)信息、警報、參數(shù)等。 此外，顯示的內(nèi)容、功能和參數(shù)可通過光電通訊口用維護軟件來修改。通過光電通訊口，還可以處理報警信號，讀取電表數(shù)據(jù)和參數(shù)。 （ 6）監(jiān)控裝置 采用高性能工業(yè)控制 PC 機作為系統(tǒng)的監(jiān)控主機，配置光伏并網(wǎng)系統(tǒng)多機版監(jiān)控軟件，采用 RS485 通訊方式，連續(xù)每天 24小時不間斷對所有 離網(wǎng) 逆變器的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。能實時顯示電站的當(dāng)前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計總發(fā)電量、累計 CO2 總減排量以及每天發(fā)電功率曲線圖?？刹榭疵颗_逆變器的運行參數(shù)，主要包括：直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、逆變器機內(nèi)溫度、 時鐘、頻率、當(dāng)前發(fā)電功率、日發(fā)電量、累計發(fā)電量、累計CO2 減排量、每天發(fā)電功率曲線圖等。所有逆變器的運行狀態(tài)，采用聲光報警方式提示設(shè)備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時間，監(jiān)控的故障信息至少包括以下內(nèi)容：電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低、直流電壓過高、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、 DSP 故障、通訊失敗等。 此外，監(jiān)控裝置可每隔 5分鐘存儲一次電站所有運行數(shù)據(jù)，可連續(xù)存儲 20年以上的電站所有的運行數(shù)據(jù)和所有的故障紀(jì)錄。監(jiān)控軟件具有集成環(huán)境監(jiān)測功能，主要包括日 照強度、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。 云南姚安縣太陽能光伏電站工程 規(guī)劃方案 22 （ 7） 環(huán)境監(jiān)測儀 本系統(tǒng)配置 1套環(huán)境監(jiān)測儀，用來監(jiān)測現(xiàn)場的環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向和輻射強度等參量，其 RS485通訊接口可接入并網(wǎng)監(jiān)控裝置的監(jiān)測系統(tǒng)，實時記錄環(huán)境數(shù)據(jù)。 （ 8）過電壓保護及接地 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。 （ 9）過電壓保護 本工程光伏 離網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng)的防雷接地裝置按三級防雷建筑物考慮，構(gòu)筑物的防雷主要采用避雷帶進行防雷保護。并根據(jù)廠地實際情況 適當(dāng)布置避雷針以防直擊雷的危害。對于運行設(shè)備的投入或退出，電力系統(tǒng)的故障等情況而導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)的改變，結(jié)果形成電氣設(shè)備內(nèi)部過電壓情況，采取在開關(guān)柜的出線端加裝過電壓保護器措施。 （ 10）接地 本工程的接地主要包括以下幾個方面： ① 防雷接地 包括避雷帶以及低壓避雷器等。 ② 工作接地 包括逆變器的中性點、電壓互感器和電流二次側(cè)線圈。 ③ 保護接地 包括太陽能電池支架、控制器、逆變器、配電柜外殼、電纜外 皮、穿線金屬管道的外皮。 云南姚安縣太陽能光伏電站工程 規(guī)劃方案 23 ④ 屏蔽接地 包括電子設(shè)備的金屬屏蔽 本工程接地網(wǎng)設(shè)計原則為以水平接地體為主，輔以 垂直接地體的人工復(fù)合接地網(wǎng)，接地電阻應(yīng)不大于 4Ω。接地裝置的電位、接觸電位差和跨步電壓差均能滿足要求。接地網(wǎng)經(jīng)常有人的走道處應(yīng)鋪設(shè)礫石，瀝青路面下或在地下裝設(shè)兩條與接地網(wǎng)相連的 “帽檐式 ”均壓帶。水平接地體采用鍍鋅扁鋼 ,垂直接地體采用鍍鋅鋼管。 （ 11）照明和檢修網(wǎng)絡(luò) 本工程采用照明與動力混合供電的方式。正常照明網(wǎng)絡(luò)電壓為380/220V。事故照明采用應(yīng)急燈。 檢修電源設(shè)置檢修箱，由配電間供電。檢修配電箱的容量應(yīng)根據(jù)其檢修范圍內(nèi)檢修用電焊機臺數(shù)和檢修負(fù)荷大小確定，每個檢修單元的檢修配電箱應(yīng)連接成檢修網(wǎng)絡(luò)。 （ 12）電纜設(shè)施及防火 ① 電纜的選取 本 50KW太陽能光伏 發(fā)電系統(tǒng)電纜的選取主要考慮以下因數(shù)：電纜的絕緣性能、電纜的耐熱阻燃性能、電纜的防火防光、電纜的敷設(shè)方式、電纜的大小與規(guī)格等。綜合以上因數(shù)，本工程中，組件與組件之間的連接電纜選用耐熱、防化學(xué)物質(zhì)、防潮、防暴曬電纜；方陣內(nèi)部和方陣之間的連接電纜選用防潮、防暴曬電纜。電力電纜選用銅芯交聯(lián)聚乙烯電纜 和 銅芯聚氯乙烯電纜。 ② 電纜設(shè)施 主要 采用橋架及 穿管 相結(jié)合的敷設(shè)方式。 云南姚安縣太陽能光伏電站工程 規(guī)劃方案 24 ③ 電纜防火 為防止電纜著火時火災(zāi)蔓延造成嚴(yán)重的后果，本期工程采取以下措施： 1) 配電 室內(nèi)及由配電室引出的電力電纜、控制電纜、測量信號電纜均采用阻燃措施。 2) 在電纜溝分支處和進入建筑物的入口處應(yīng)設(shè)立防火門或防火隔斷。 3) 在電纜敷設(shè)完成后，將所有的電纜孔洞，所有高低壓開關(guān)柜、控制屏、保護屏、動力箱、端子箱處要求采用有效阻燃材料進行防火封堵。 （ 13）逆變器 并網(wǎng)型逆變器選型時除應(yīng)考慮具有過 /欠電壓、過 /欠頻率、防孤島效應(yīng)、短路保護、逆向功率保護等保護功能外，同時應(yīng)考慮其電壓（電流）總諧波畸變率較小，以盡可能減少對電網(wǎng)的干擾。整個光伏系統(tǒng)采用 的 逆變器具有自動檢測功能，并能夠隨著太陽能組件 接受的功率，以最經(jīng)濟的方式自動識別并投入運行。 本工程擬選用的 合肥陽光的 逆變器，輸入直流電壓范圍DC430800V，最大允許輸入電壓 900V，輸出交流電壓為 380V，功率因數(shù)大于 ，諧波畸變率小于 3%THD。 云南姚安縣太陽能光伏電站工程 規(guī)劃方案 25 云南姚安縣太陽能光伏電站工程