【文章內(nèi)容簡介】 要使輸出電流與電網(wǎng)電壓同相位，同時獲得單位功率因數(shù)。本項目擬采用特變電工生產(chǎn)的500kW集中型逆變器, 具有如下特點:TC500KM并網(wǎng)逆變器系列采用三電平模塊化并聯(lián)設(shè)計，通過智能啟停邏輯大幅提高弱光下的轉(zhuǎn)換效率及輸出電能質(zhì)量，%，%；三路MPPT跟蹤路數(shù)、更低的啟停功率、模塊化設(shè)計思想為用戶帶來更高的發(fā)電量收益；良好的電網(wǎng)兼容性，從容應(yīng)對各種電網(wǎng)故障；集成直流配電柜設(shè)計、模塊化插拔功能、可匹配雙分裂或雙繞組變壓器，能夠有效降低系統(tǒng)成本。技術(shù)優(yōu)勢：◆更可靠的產(chǎn)品設(shè)計◆秉承特變電工核心理念，十余年變流器研發(fā)技術(shù)積累◆復(fù)雜自然環(huán)境下可靠運行◆海拔3000m及以下不降額運行◆25年設(shè)計壽命◆更高的發(fā)電量收益◆%，%◆智能啟停邏輯，大幅提升輕載效率◆模塊化設(shè)計思想，功率、電氣模塊故障整機(jī)不中斷運行◆更低的啟停功率，延長系統(tǒng)發(fā)電時間◆更卓越的產(chǎn)品性能◆NB/T320042013及GB/T199642012執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，從容面對各種電網(wǎng)環(huán)境◆三電平并聯(lián)技術(shù)，電能質(zhì)量更加優(yōu)越◆整機(jī)功率密度業(yè)內(nèi)領(lǐng)先，◆支持多路獨立MPPT模式，光伏組件兼容性更高◆更低的系統(tǒng)成本◆無需直流配電柜，最大接入9路匯流箱◆交流側(cè)可選雙繞組和雙分裂變壓器，配置靈活◆多層模塊化插拔設(shè)計，電站維護(hù)效率更高◆整機(jī)前維護(hù)設(shè)計，節(jié)約逆變器室空間 500kW 集中型光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)參數(shù)表型號TC500KM直流側(cè)參數(shù)最大直流輸入功率567kW最大方陣輸入電流1134A最大輸入路數(shù)9路最大方陣開路電壓1000VdcMPPT工作電壓范圍500Vdc～820VdcMPPT跟蹤路數(shù)3路交流側(cè)參數(shù)額定交流輸出功率500kW最大交流輸出功率550kW額定輸出電流916A最大輸出電流1008A工作電壓范圍283Vac～347Vac額定工作電壓315Vac額定電網(wǎng)頻率50Hz/60Hz機(jī)械參數(shù)尺寸（寬高深）1400mm2000mm850mm重量1400kg冷卻方式強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)參數(shù)最大效率%歐洲效率%功率因數(shù)調(diào)節(jié)范圍(超前)～(滯后)連續(xù)可調(diào)總電流波形畸變率（THD）3%直流分量（DCI)≤%通信接口標(biāo)準(zhǔn)RS48以太網(wǎng)（可選）、GPRS（可選）安全要求絕緣電阻1MΩ絕緣強(qiáng)度2500Vac,1min保護(hù)等級Ⅰ防護(hù)等級IP20環(huán)境特性運行溫度范圍25℃～+55℃運行濕度范圍5%～95%（無凝露）運行海拔高度6000m(3000m以上按照GB/) 電站整體設(shè)計 概述本期工程采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案，將系統(tǒng)分成4個光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，每個光伏并網(wǎng)發(fā)電單元的太陽能電池組件均采用串并聯(lián)的方式組成多個太陽能電池陣列，太陽能電池陣列輸入光伏方陣初級防雷匯流箱、直流配電柜后，經(jīng)光伏并網(wǎng)逆變器和交流輸配電纜輸送至廠區(qū)配電房變壓器的低壓側(cè)并網(wǎng)。太陽能電池組件全部采用某生產(chǎn)的多晶硅組件，所有支架全部為固定支架。 設(shè)計原則1）太陽能電池方陣排列布置需要考慮地形，地貌的因素，要與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境有機(jī)的結(jié)合。同時設(shè)計要規(guī)范，并兼顧光伏電站的景觀效果，在整個方陣場設(shè)計中盡量節(jié)約土地。太陽電池方陣的布置設(shè)計包括陣列傾角設(shè)計，方位角設(shè)計，陣列間距設(shè)計，需根據(jù)總體技術(shù)要求，地理位置，氣候條件，太陽輻射能資源，場地條件等具體情況來進(jìn)行。2）盡量保證南北向每一列組件在同一條軸線上，使太陽電池組件布置整齊，規(guī)范，美觀，接受太陽能幅照的效果最好，土地利用更緊湊，節(jié)約。3）每兩列組件之間的間距設(shè)置必須保證在太陽高度角最低的冬至日時，所有組件仍有6小時以上的日照時間。 光伏支架的選擇 1）支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度光伏支架作為系統(tǒng)的主要承重構(gòu)件，會受到許多的天氣考驗，最主要的是風(fēng)載荷的影響，因此在安裝太陽能光伏支架時，首先要考慮到風(fēng)載荷的對支架強(qiáng)度的影響。支架的制作材料要確保支架的強(qiáng)度，支架與屋頂要牢固連接。2）支架的使用壽命由于外界環(huán)境對支架的材質(zhì)長期的腐蝕作用，支架的強(qiáng)度會發(fā)生變化，這會影響到支架的使用壽命，因此，需要在對鋼構(gòu)支架所選用的材料進(jìn)行特殊工藝(鍍鋅)的加工，以加強(qiáng)支架的抗腐蝕能力，從而讓支架達(dá)到預(yù)期的使用壽命。3）安裝、維護(hù)費用和支架的價格在光伏發(fā)電的度電成本中，也要考慮到系統(tǒng)所選用的支架成本的投入、安裝費用及后期維護(hù)費用。綜合以上因素，根據(jù)項目容量和項目場地規(guī)劃要求，本項目初步選用固定式太陽能陣列支架，支架構(gòu)件鋪設(shè)在水泥屋頂上。 安裝方式設(shè)計1）光伏組件安裝方式選擇光伏組件的安裝，考慮其可安裝性和安全性，目前技術(shù)最為成熟、成本相對最低、應(yīng)用最廣泛的方式為固定式安裝。 由于本項目主要為廠房減輕用電負(fù)擔(dān)．所以第一考慮的應(yīng)該是如何提高系統(tǒng)的發(fā)電量。太陽能電池組件安裝在廠房屋頂上，布局設(shè)計與安裝方式應(yīng)與屋頂結(jié)構(gòu)密切配臺，最大限度的利用現(xiàn)有資源。由于廠房的屋頂位置較高，美觀性等問題應(yīng)放在最后考慮。2）光伏組件陣列傾角的確定方陣安裝傾角的最佳選擇取決于諸多因素，如地理位置，全年太陽輻射分布，直接輻射與散射輻射比例，負(fù)載供電要求和特定的場地條件等。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)方陣的最佳安裝傾角可采用專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計來確定，它應(yīng)是系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時的傾角。光伏組件排布方式為：組件傾斜后，組件上緣與下緣產(chǎn)生相對高度差，陽光下組件產(chǎn)生陰影，為保證在本項目選址地冬至日上午九時到下午三時光伏組件方陣之間接受的輻射量最大，根據(jù)計算，本工程確定水泥屋頂太陽電池方陣支架傾角為20度。3）光伏組件陣列間距的設(shè)計計算：光伏組件布置一般原則：冬至日當(dāng)天9:00～15:00 太陽電池方陣不應(yīng)被遮擋。在北半球，對應(yīng)最大日照輻射接收量的平面為朝向正南，陣列傾角確定后，要注意南北向前后陣列間要留出合理的間距，以免前后出現(xiàn)陰影遮擋，前后間距應(yīng)滿足：冬至日（一年當(dāng)中物體在太陽下陰影長度最長的一天）上午9：00 到下午3：00，組件之間南北方向無陰影遮擋。固定光伏組件方陣的支架采用鍍鋅角鋼，安裝在水泥屋頂?shù)年嚵邪惭b基座采用凝土基礎(chǔ)，如下圖所示： 水泥屋頂光伏陣列布置效果示意圖 水泥屋頂光伏陣列仿真效果示意圖 方陣布置說明本項目太陽能組件采用20塊1串的形式， 通過匯流箱使每一個光伏發(fā)電單元組成一個光伏發(fā)電單元系統(tǒng)，在每個光伏發(fā)電單元方陣設(shè)置1臺箱式逆變器，同時考慮預(yù)留一定的檢修通道。注：各個廠房光伏組件的鋪板圖詳見附1。 光伏電站發(fā)電量估算太陽能光伏電站發(fā)電量計算方法：根據(jù)太陽輻射資源分析所確定的光伏電場多年平均年輻射總量，結(jié)合初步選擇的太陽能電池的類型和布置方案，進(jìn)行光伏電場年發(fā)電量估算。從氣象站得到的資料，一般為水平上的太陽輻量，換算成光伏陣列傾斜面的輻射量，才能進(jìn)行光伏系統(tǒng)發(fā)電量的計算。對于以某一傾角固定式安裝的光伏陣列，所接受到的太陽輻射能與傾斜的角度有關(guān)，其中較為簡便的計算日輻射量的公式如下: Rβ = S[sin(α－β)/sinα] + D 傾斜方陣面上的太陽總輻射量計算圖并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率主要由光伏陣列的效率、逆變器的效率、交流并網(wǎng)效率等三部分組成。1）系統(tǒng)損耗和效率分析① 光伏組件效率η1: 光伏陣列在1000W/㎡太陽輻射強(qiáng)度下,實際的直流輸出功率與標(biāo)稱功率之比。光伏陣列在能量轉(zhuǎn)換與傳輸過程中的損失包括:組件匹配損失、表面塵埃遮擋損失、不可利用的太陽輻射損失、溫度的影響、最大功率點跟蹤(MPPT)精度、以及直流線路損失等。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)：組件功率匹配損失小于5%；灰塵影響組件功率損失小于5%；直流線路損失小于2%；② 逆變器的轉(zhuǎn)換效率η2 : 逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比。③ 交流并網(wǎng)效率η3: 即從逆變器輸出至接入電網(wǎng)的傳輸效率，其中最主要的是升壓變壓器的損耗。2）太陽能輻射數(shù)據(jù)分析及發(fā)電量模擬系統(tǒng)的總效率等于上述各部分效率的乘積: η=η1η2 η3經(jīng)過以上數(shù)據(jù)分析得到光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量計算公式如下：預(yù)測發(fā)電量= SareaRβηmoduleηsystem；式中：Sarea——方陣總面積；Rβ——Rβ—傾斜方陣面上的太陽總輻射量；ηsystem——并網(wǎng)光伏系統(tǒng)發(fā)電效率；ηmodule——太陽能組件轉(zhuǎn)化效率；在光伏理論年發(fā)電量的基礎(chǔ)上，實際上網(wǎng)電量還會受安裝傾角、方位角等綜合因素影響。這里不一一列舉，根據(jù)以往工程經(jīng)驗，本項目對應(yīng)的光伏發(fā)電總效率約為80%。根據(jù)太陽輻射量、溫度等氣象資料以及地理位置信息等資料, 專用的光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計軟件可以進(jìn)行仿真計算,求出系統(tǒng)的年總發(fā)電量。這里僅根據(jù)有關(guān)氣象資料預(yù)測并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的年總發(fā)電量，實際發(fā)電量會有一定偏差這是正?，F(xiàn)象。 系統(tǒng)發(fā)電量測算一般在北半球，太陽能電池組件朝向正南方布置，即組件方位角為0 度時，發(fā)電量最大。對于并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)只需合理選擇太陽能電池組件的位置和傾角，以獲得最大的太陽能輻射量使得全年發(fā)電量最大化即可。依據(jù)氣象數(shù)據(jù)和軟件計算得知當(dāng)太陽電池組件的傾角為20度。根據(jù)太陽輻射量， 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的年總發(fā)電量。計算軟件采用聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和加拿大自然資源部聯(lián)合編寫的可再生能源技術(shù)規(guī)劃設(shè)計軟件RETSCREEN。RETSCREEN 與許多政府機(jī)構(gòu)和多邊組織共同合作，由來自工業(yè)界、政府部門和學(xué)術(shù)界的專家提供技術(shù)支持進(jìn)行開發(fā)工作。 。晶體硅光伏組件在光照及常規(guī)大氣環(huán)境中使用會有衰減，%計算。 25年衰減及平均年發(fā)電量測算表：(單位：萬kWh/年)年份組件功率及系統(tǒng)效率衰減年發(fā)電量(kWh/year)收益(萬元)電站盈利(萬元)0%　　　199% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% 11% 12% 13% 14% 15% 16% 17% 18% 19% 20% 21% 22% 23% 24% 25% 數(shù)據(jù)采集監(jiān)控方案1）數(shù)據(jù)采集在每臺光伏并網(wǎng)逆變器內(nèi)設(shè)有電流傳感器和電壓傳感器，可以實時測量太陽電池方陣的峰值電壓和峰值電流，交流輸出電壓和交流輸出電流。SBC 為數(shù)據(jù)采集控制器，時時讀取每臺逆變器的測量數(shù)據(jù)（Vpv、Ipv、Ppv、Vac、Iac 、Pac），SBC 可以同時不同功率級別的逆變器，同時監(jiān)測每臺逆變器各種運行參數(shù)，SBC 通過計算可以得到整個光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的累積發(fā)電量，當(dāng)天累積發(fā)電量以及整個系統(tǒng)瞬時功率。同時SBC通過RS485協(xié)議，讀取環(huán)境檢測儀采集到各種模擬量數(shù)據(jù)，這些模擬量數(shù)據(jù)包括太陽輻射強(qiáng)度、太陽電池方陣的溫度、現(xiàn)場環(huán)境溫度、風(fēng)速等。 數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)示意圖2） 數(shù)據(jù)通訊在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，在每臺逆變器和SBC 數(shù)據(jù)采集控制器中都配有RS485通訊適配器，SBC和每臺逆變器通過通訊適配器都掛在RS485總線上，SBC 通過RS485 與各逆變器實時通訊，SBC 實時讀取逆變器的各項運行參數(shù)和故障信息。SBC 讀取的測量數(shù)據(jù)以RS232 通訊方式與上位機(jī)時時通訊，上位機(jī)讀取每臺逆變器的測量的參數(shù)，通過專業(yè)監(jiān)控軟件可以計算出太陽能電池方陣的峰值功率和交流輸出功率，同時可以積分計算每天累計發(fā)電量，同時變換格式可供外部顯示。第六章 電氣部分 電氣一次部分 接入系統(tǒng)方案本工程在某股份有限公司某基地（某創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園）廠房屋頂上安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量和某創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園的用電實際情況，就近接入廠區(qū)配電房變壓器低壓側(cè)。 電氣主接線1）光伏電站電氣主接線 發(fā)電系統(tǒng)以太陽能發(fā)電單元——光伏并網(wǎng)逆變器——變壓器低次側(cè)，變壓器