【文章內(nèi)容簡介】 直流供電。 建筑物內(nèi)部通道、樓梯間等處采用自帶蓄電池的應(yīng)急標(biāo)志燈指示安全疏散通道和方向，應(yīng)急時(shí)間不少于 45 分鐘。 ? 檢修 中廣核太陽能開發(fā)有限公司 大亞灣太陽能屋頂 500kW 示范項(xiàng)目實(shí)施方案 18 每棟樓屋頂上布置的光伏電池方陣所需檢修電源可由各棟樓 統(tǒng)取得。 （ e） 電纜敷設(shè)和防火 ? 電纜敷設(shè) i. 每個(gè)光伏發(fā)電分系統(tǒng)的光伏方陣，其組串直流輸出電纜均沿組件支架綁扎，沿屋面電纜橋架進(jìn)入逆變器底部； ii. 每棟樓屋頂光伏分系統(tǒng)電能經(jīng)一臺(tái)交流配電箱匯流，以一回 電纜線路沿屋面電纜橋架進(jìn)入地面電纜溝內(nèi)； iii. 全站 電纜通道根據(jù)整個(gè)建筑物布置情況設(shè)置，電纜主通道在適當(dāng)位置穿入 10kV 變電所； iv. 電纜過公路部分埋管敷設(shè)； v. 在主控室、電氣設(shè)備室內(nèi)設(shè)防靜電地板層，防靜電地板層內(nèi)設(shè)電纜支架； vi. 動(dòng)力電纜和控制電纜在敷設(shè)時(shí)要同溝分層；電纜在無電纜溝的地方穿管暗敷。 vii. 全 站采用阻燃電纜。 viii. 電纜防火及阻燃措施 ix. 在電纜主要通道上設(shè)置防火延燃分隔措施，設(shè)置耐火隔板、阻火包等。 x. 墻洞、盤柜箱底部開孔處、電纜管兩端、電纜溝進(jìn)入建筑物入口處等采用防火封堵。 （ f） 防雷接地設(shè)計(jì) ? 直接雷防護(hù)： 各本工程無戶外配電裝置，不設(shè)獨(dú)立避雷針。 ? 感應(yīng)雷防護(hù)： 本項(xiàng)目擬采取接地、分流、屏蔽、均壓等電位等方法對(duì)感應(yīng)雷進(jìn)行有效的防護(hù)，以保證人身和設(shè)備的安全。 ? 接地： 本項(xiàng)目擬將防雷接地、保護(hù)接地、工作接地統(tǒng)一為一個(gè)共用接地裝置，接地就近接入原建筑地網(wǎng)，接地電阻值按不大于 4Ω 考慮。 中廣核太陽能開發(fā)有限公司 大亞灣太陽能屋頂 500kW 示范項(xiàng)目實(shí)施方案 19 太陽能電池板鋁合金外 框上留有用于安裝接地線的螺栓孔位置，施工時(shí)采用專用絕緣接地線將電池鋁合金外框和電池板支架可靠導(dǎo)通即可。在太陽能電池板安裝鋼性支架之間采取措施形成整體的水平接地帶 。 在屋頂上布置的太陽能電池組件支架應(yīng)采用扁鋼可靠連接，至少兩點(diǎn)接入至地下主地網(wǎng)。 ? 分流： 為完成對(duì)雷電感應(yīng)過電流的分流，在每臺(tái)逆變器交直流側(cè)均設(shè)置電涌保護(hù)器。 ? 屏蔽： 在光伏電站，太陽能電池板是在露天環(huán)境下擺放的，因此屏蔽主要是針對(duì)控制室、電纜等電氣設(shè)備而采取的減少電磁波破壞的基本措施。如擬將控制室建筑物內(nèi)的梁柱主筋、屋頂避雷帶引下線等連接起來，且 與電站的主接地網(wǎng)不少于兩點(diǎn)可靠連接，形成閉合良好的法拉第籠；并將所有電氣設(shè)備的金屬外殼與法拉第籠良好連接，完成外部屏蔽措施。 ? 電氣二次保護(hù)設(shè)計(jì) 本項(xiàng)目為 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，本節(jié)主要從逆變器的工作及保護(hù)原理及防逆流裝置的保護(hù)動(dòng)作原理分析說明。 （ a） 逆變器工作及保護(hù)原理 光伏并網(wǎng)逆變器的工作原理就是將光伏陣列的直流電轉(zhuǎn)換為與交流電網(wǎng)同相、同頻的正弦波交流電，并饋入電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電功能，在并網(wǎng)發(fā)電時(shí)逆變器還采用了 MPPT 控制方式獲取光伏組件的最大輸出功率。光伏并網(wǎng)逆變器是自動(dòng)運(yùn)行的，無需人為操作，其內(nèi)部 有高精度 DSP 控制單元，在線監(jiān)測光伏陣列輸入側(cè)和交流電網(wǎng)側(cè)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。 當(dāng)交流電網(wǎng)的電壓（幅值、相位）、頻率正常時(shí)，光伏并網(wǎng)逆變器檢測到直流輸入電壓大于其允許的工作電壓，且直流輸入功率大于逆變器的空載損耗時(shí)，并網(wǎng)逆變器將自動(dòng)并網(wǎng)發(fā)電；當(dāng)直流輸入功率小于并網(wǎng)逆變器的空載損耗，或出現(xiàn)故障時(shí)（如電網(wǎng)過 /欠壓、電網(wǎng)過 /欠頻、過載、短路、直流過壓、接地等故障），逆變器將自動(dòng)與電網(wǎng)切除，故障排除 5 分鐘后，將自動(dòng)嘗試并網(wǎng)。下圖為本項(xiàng)目擬選并網(wǎng)逆變器的工作模式轉(zhuǎn)換圖： 中廣核太陽能開發(fā)有限公司 大亞灣太陽能屋頂 500kW 示范項(xiàng)目實(shí)施方案 20 圖 39 并網(wǎng)逆變器的工作模式轉(zhuǎn)換圖 并網(wǎng)逆變器內(nèi) 部的 DSP 控制單元，在線監(jiān)測光伏陣列輸入側(cè)和交流電網(wǎng)側(cè)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)某種故障時(shí)，逆變器將在極短的時(shí)間內(nèi)斷開接觸器，自動(dòng)脫開電網(wǎng)，逆變器進(jìn)入停機(jī)模式并報(bào)警。 當(dāng)電網(wǎng)側(cè)出現(xiàn)單相接地、單相斷線、兩相短路或三相短路等故障時(shí)，逆變器內(nèi)部的 DSP 控制單元會(huì)監(jiān)測到電網(wǎng)側(cè)電壓的幅值、相位或頻率發(fā)生跳變，超出逆變器允許的范圍，此時(shí)逆變器在短時(shí)間內(nèi)脫開電網(wǎng)，進(jìn)入停機(jī)模式并報(bào)警。當(dāng)逆變器出現(xiàn)故障或直流系統(tǒng)及交流系統(tǒng)不滿足并網(wǎng)條件時(shí)，逆變器將進(jìn)入停機(jī)模式，并發(fā)出并網(wǎng)接觸器脫開指令，從而實(shí)現(xiàn)逆變器與電網(wǎng)的切除。如果出現(xiàn)并網(wǎng)接觸器 拒動(dòng)的情況，由于逆變器是停機(jī)模式，所以對(duì)系統(tǒng)來說也是安全的。 并網(wǎng)逆變器的交流輸出側(cè)配有交流斷路器，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)分 /合閘，斷開逆變器與電網(wǎng)的連接回路，并且可要求逆變器廠家在直流輸入側(cè)也配有斷路器。在設(shè)備維修時(shí)，需將逆變器停機(jī)，再斷開逆變器的直流輸入和交流輸出側(cè)斷路器。下表為光伏并網(wǎng)逆變器主要保護(hù)功能介紹 及 主要保護(hù)功能動(dòng)作原理。 表 32 光伏并網(wǎng)逆變器主要保護(hù)功能介紹 主要保護(hù)功能 保護(hù)方式 跳脫時(shí)間 默認(rèn)恢復(fù)時(shí)間 直流過壓保護(hù) 自動(dòng)脫開電網(wǎng)，直流斷路器脫扣， 逆變器進(jìn)入停止模式并報(bào)警 ≤ 手動(dòng)恢復(fù) 電網(wǎng)過壓保護(hù) 自動(dòng)脫開電網(wǎng)，逆變器 進(jìn)入停止模式并報(bào)警 ≤1秒 5 分鐘 中廣核太陽能開發(fā)有限公司 大亞灣太陽能屋頂 500kW 示范項(xiàng)目實(shí)施方案 21 電網(wǎng)欠壓保護(hù) 自動(dòng)脫開電網(wǎng)，逆變器 進(jìn)入停止模式并報(bào)警 ≤1秒 5 分鐘 電網(wǎng)過頻保護(hù) 自動(dòng)脫開電網(wǎng)，逆變器 進(jìn)入停止模式并報(bào)警 ≤ 5 分鐘 電網(wǎng)欠頻保護(hù) 自動(dòng)脫開電網(wǎng)，逆變器 進(jìn)入停止模式并報(bào)警 ≤ 5 分鐘 孤島效應(yīng)保護(hù) 自動(dòng)脫開電網(wǎng)，逆變器 進(jìn)入停止模式并報(bào)警 ≤ 5 分鐘 短路保護(hù) 自動(dòng)脫開電網(wǎng)，逆變器 進(jìn)入停止模式并報(bào)警 ≤ 5 分鐘 過載保護(hù) 自動(dòng)限制輸出功率 不跳脫 無 接地故障保 護(hù) 自動(dòng)脫開電網(wǎng)，逆變器 進(jìn)入停止模式并報(bào)警 ≤ 5 分鐘 逆變器過熱保護(hù) 自動(dòng)脫開電網(wǎng)，逆變器 進(jìn)入停止模式并報(bào)警 ≤ 5 分鐘 正、負(fù)極性反接保護(hù) 逆變器不工作，恢復(fù)極性正接后正常 無 無 表 33 光伏并網(wǎng)逆變器主要保護(hù)功能動(dòng)作原理 主要保護(hù)功能 主要保護(hù)功能 動(dòng)作原理 直流過壓保護(hù) 軟件實(shí)時(shí)采樣輸入側(cè)直流電壓，當(dāng)輸入電壓超過預(yù)定電壓值時(shí)，直流斷路器脫扣，逆變器停止工作，直至輸入電壓回落至正常 工作電壓窗口后，逆變器可自動(dòng)重新啟動(dòng)。 電網(wǎng)過壓保護(hù) 軟件實(shí)時(shí)采樣輸出側(cè)的三相交流電壓， 當(dāng)任一相輸出電壓超過設(shè)定電壓值時(shí)，逆變器停止工作，同時(shí)斷開與電網(wǎng)的物理連接，直到電網(wǎng)電壓恢復(fù)到設(shè)定窗口內(nèi)，逆變器自動(dòng)重新啟動(dòng) 電網(wǎng)欠壓保護(hù) 軟件實(shí)時(shí)采樣輸出側(cè)的三相交流電壓，當(dāng)任一相輸出電壓超過設(shè)定電壓下限值時(shí)，逆變器停止工作，同時(shí)斷開與電網(wǎng)的物理連接，直到電網(wǎng)電壓恢復(fù)到設(shè)定窗口內(nèi)，逆變器自動(dòng)重新啟動(dòng)。 中廣核太陽能開發(fā)有限公司 大亞灣太陽能屋頂 500kW 示范項(xiàng)目實(shí)施方案 22 電網(wǎng)過頻保護(hù) 軟件實(shí)時(shí)采樣輸出側(cè)的三相交流電壓幅值及頻率，當(dāng)任一相輸出頻率超過設(shè)定頻率上限值時(shí)，逆變器停止工作，同時(shí)斷開與電網(wǎng)的物理連接，直到電網(wǎng)頻率恢復(fù)到設(shè)定窗口內(nèi)，逆變器自動(dòng)重新啟動(dòng)。 電網(wǎng)欠頻保 護(hù) 軟件實(shí)時(shí)采樣輸出側(cè)的三相交流電壓幅值及頻率，當(dāng)任一相輸出頻率低于設(shè)定頻率下限值時(shí)，逆變器停止工作，同時(shí)斷開與電網(wǎng)的物理連接，直到電網(wǎng)頻率恢復(fù)到設(shè)定窗口內(nèi)，逆變器自動(dòng)重新啟動(dòng)。 孤島效應(yīng)保護(hù) 通過主動(dòng)檢測逆變器輸出電壓的幅值、頻率、電壓電流相位、功率等的變化情況，同時(shí)通過在輸出電流中加入適當(dāng)?shù)臄_動(dòng)信號(hào)，通過對(duì)這些參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測，當(dāng)電網(wǎng)電壓的某個(gè)參數(shù)變化到非預(yù)期的窗口之外時(shí)（如頻率或幅值的大幅度變化等），系統(tǒng)報(bào)出孤島。逆變器關(guān)機(jī)，斷開與電網(wǎng)的物理連接，直到電網(wǎng)恢復(fù)到設(shè)定窗口內(nèi)，逆變器自動(dòng)重新啟動(dòng)。 短路 保護(hù) 當(dāng)逆變器輸出端發(fā)生短路故障時(shí)（近端），逆變器輸出硬件電壓瞬時(shí)起作用，進(jìn)入到所謂的逐脈沖限流狀態(tài)，將輸出電流限制到器件允許的安全范圍內(nèi)，此時(shí)逆變電流不會(huì)無限增大。由于近端短路，逆變器輸出電壓幾乎為零，逆變器判斷電網(wǎng)短路，立即關(guān)閉逆變器斷開與電網(wǎng)的物理連接，直到電網(wǎng)恢復(fù)到設(shè)定窗口內(nèi)，逆變器自動(dòng)重新啟動(dòng)。 當(dāng)逆變器輸出端發(fā)生遠(yuǎn)端短路故障時(shí)，逆變器輸出電流同樣會(huì)進(jìn)入逐脈沖限流狀態(tài)保護(hù)狀態(tài)，但此時(shí)電壓并不一定為零，控制軟件根據(jù)輸出電壓的幅值和時(shí)間，進(jìn)入相應(yīng)的保護(hù)狀態(tài)，如低電壓穿越或電網(wǎng)欠壓等； 過載保護(hù) 當(dāng)檢 測到逆變器輸出功率超過設(shè)定的最大功率時(shí)，無論是模塊還是系統(tǒng)，逆變器都會(huì)停止繼續(xù)增加輸出功率，而是保持在最大設(shè)定的功率點(diǎn)，即使此時(shí) PV電池板可以輸出更多的功率，在這種情況下，為了保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行安全，系統(tǒng)將運(yùn)行在非 MPPT 狀態(tài)。 接地故障保護(hù) 系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測逆變器系統(tǒng)輸入正極、負(fù)極對(duì)地的絕緣電阻，當(dāng)絕緣電阻降低到設(shè)定值，系統(tǒng)報(bào)出接地故障，并關(guān)閉逆變器，此故障需人工干預(yù)解除。 逆變器過熱保護(hù) 逆變器通過檢測內(nèi)部的散熱器等關(guān)鍵部件的熱敏電阻，并換算成相應(yīng)點(diǎn)的溫度，當(dāng)任何一部件超過設(shè)定的溫度值時(shí)，逆變器模塊將自動(dòng)關(guān)閉 ，直至過溫信號(hào)消除后，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。 中廣核太陽能開發(fā)有限公司 大亞灣太陽能屋頂 500kW 示范項(xiàng)目實(shí)施方案 23 正、負(fù)極性反接保護(hù) 當(dāng)輸入 PV 極性接反時(shí)，在逆變器控制電路上電后檢測輸入電壓異常，不滿足開機(jī)條件，系統(tǒng)不會(huì)啟動(dòng)，并斷開與輸入端的物理連接。當(dāng)極性恢復(fù)時(shí)，且輸入電壓滿足逆變器啟動(dòng)條件時(shí)，逆變器將自動(dòng)開機(jī)，無需人工干預(yù)。 （ b） 防逆流裝置工作及保護(hù)原理 目前，針對(duì)低壓配電網(wǎng)側(cè)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，一般電網(wǎng)公司通常要求光伏并網(wǎng)系統(tǒng)為不可逆流發(fā)電系統(tǒng)，即光伏并網(wǎng)系統(tǒng)所發(fā)的電由本地負(fù)荷消耗，多余的電不允許通過低壓配電變壓器向上級(jí)電網(wǎng)逆向送電。 在并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，由于外部環(huán)境 是不斷變化的，為了防止光伏并網(wǎng)系統(tǒng)逆向發(fā)電，系統(tǒng)需要配置 1 套防逆流控制柜，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測配電變壓器低壓出口側(cè)的電壓、電流信號(hào)來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)電功率，從而達(dá)到光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的防逆流功能。 下圖為光伏并網(wǎng)系統(tǒng)原理框圖。 圖 310 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)原理框圖（帶防逆流裝置） ? 本說明中需用的數(shù)據(jù)說明： Pt：并網(wǎng)點(diǎn)的電網(wǎng)實(shí)測功率，包括電網(wǎng)向負(fù)載提供的功率和逆流功率，設(shè)電網(wǎng)向負(fù)載提供的功率為正，則逆功率為負(fù)； Ps ：設(shè)定的正向功率值，該值可在控制器上設(shè)置，可以設(shè)定范圍為10KW50KW； Pr：設(shè)定的反向逆功率值， 該值可在控制器上設(shè)置，可設(shè)范圍為 05%發(fā)電功率的額定值； Tr：設(shè)定的最大逆功率持續(xù)時(shí)間，該值可在控制器上設(shè)置，可設(shè)范圍為中廣核太陽能開發(fā)有限公司 大亞灣太陽能屋頂 500kW 示范項(xiàng)目實(shí)施方案 24 。 注： Pr 和 Tr 的設(shè)置參照關(guān)于印發(fā)《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（試行）》 文件中 “ 逆功率保護(hù) 當(dāng)光伏電站設(shè)計(jì)為不可逆并網(wǎng)方式時(shí)，應(yīng)配置逆向功率保護(hù)設(shè)備。當(dāng)檢測到逆向電流超過額定輸出的 5％時(shí)，光伏電站應(yīng)在 ~2 秒內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電。 ”中的規(guī)定設(shè)置，也可以根據(jù)供電公司具體要求進(jìn)行設(shè)定。 ? 控制過程詳細(xì)說明 Ps 為控制器設(shè)定值，假設(shè) Ps=20KW?？刂七^程分以下情況： 當(dāng) PtPs 時(shí)，即負(fù)載的耗電量大于發(fā)電量與 Ps 之和，此時(shí)逆變器為全功率工作，逆變器發(fā)電功率增加， Pt 值減小，直到 Pt=Ps； 當(dāng) 0PtPs 時(shí) , 逆變器開始限功率工作，控制器發(fā)出指令，讓逆變器按功率從大到小依次降功率，直到 Pt=Ps； 當(dāng) PrPt0 時(shí)，逆變器執(zhí)行關(guān)機(jī)操作，控制器發(fā)出指令，讓逆變器按功率從大到小依次關(guān)機(jī)，減小逆功率，使系統(tǒng)運(yùn)行恢復(fù)到狀態(tài) 2； 當(dāng) Pt≤Pr 時(shí)，即逆功率的絕對(duì)值超過設(shè)定的 Pr 值，且時(shí)間超過設(shè)定值 Tr 時(shí)，防逆流接觸器跳脫，逆變器的交流輸出與電網(wǎng) 脫離，停止發(fā)電。 Tr 計(jì)時(shí)從 Pt=Pr開始。 控制器調(diào)節(jié) Pt，按以上 4 個(gè)狀態(tài)調(diào)節(jié)，一般正常工作時(shí) Pt 的值在 Ps 設(shè)定值附近，當(dāng)瞬間負(fù)載突變，控制器來不及調(diào)節(jié)時(shí)，控制器按狀態(tài) 4 執(zhí)行關(guān)斷防逆流接觸器的操作，保證在 時(shí)間內(nèi)切斷逆變器與電網(wǎng)的連接，停止逆功率的輸出。 控制器在功率調(diào)節(jié)時(shí)按先調(diào)節(jié)功率，后開關(guān)機(jī)，最后再斷合防逆流接觸器。在關(guān)斷逆變器時(shí)按先大后小，即先關(guān)斷大功率逆變器，如還處于逆流狀態(tài)再按功率大小依次關(guān)斷；開啟逆變器時(shí)按先小后大順序。 為防止系統(tǒng)在各狀態(tài)間振蕩，控制器增加滯回算法。為保證逆功率 超過設(shè)定值 Pr 時(shí)逆變器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)與電網(wǎng)脫離，狀態(tài) 4 采用中斷算法，只要滿足關(guān)斷條件，控制器將及時(shí)關(guān)斷逆變器輸出與電網(wǎng)的連接。 關(guān)于逆變器關(guān)機(jī)時(shí)對(duì)低壓系統(tǒng)電網(wǎng)影響的說明： 低壓并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)電一般為內(nèi)耗型，發(fā)電功率在低壓系統(tǒng)中由負(fù)荷消耗了。對(duì)中廣核太陽能開發(fā)有限公司