【正文】 路損耗。5)可起調(diào)峰作用。并網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)是世界各發(fā)達(dá)國家在光伏應(yīng)用領(lǐng)域競(jìng)相發(fā)展的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，是世界太陽能光伏發(fā)電的主流發(fā)展趨勢(shì)，市場(chǎng)巨大，前景廣闊。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的原理光伏組件本身是一個(gè)小的發(fā)電模塊，采用明框、隱框、半隱框、點(diǎn)支式與建筑進(jìn)行結(jié)合。由于進(jìn)行并網(wǎng)，組件不受工作電壓的特殊要求，組件可以做成各種功率。工作電壓不受8V、14V、18V、36V、38V 等不等同布置于幕墻結(jié)構(gòu)中，它可以依照組件的陣列進(jìn)行組合。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過將光伏發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并入地方電網(wǎng)供使用。其原理如圖太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書44圖 42 并網(wǎng)發(fā)電原理圖并網(wǎng)發(fā)電由于可以將所產(chǎn)生的電量直接傳輸?shù)诫娋W(wǎng)，所以并網(wǎng)系統(tǒng)不需要蓄電池，很大程度上降低了系統(tǒng)的成本，而且損失少，僅僅是在逆變過程中有部分電量損耗。所以它較離網(wǎng)和獨(dú)立系統(tǒng)成本要低。但是，它也存在一定的缺陷。在通過逆變器直接連接電網(wǎng)時(shí)，由于光伏矩陣受天氣、光照角度和環(huán)境影響較大，同一天內(nèi)就可能出現(xiàn)無數(shù)次的變化，功率極為不穩(wěn)定，因此，對(duì)逆變器要求較高，保證輸出的電量不會(huì)對(duì)電網(wǎng)起副作用。光伏系統(tǒng)概述安裝地點(diǎn): 某社區(qū)安裝位置：住宅樓樓頂系統(tǒng)類型：太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書45系統(tǒng)容量：2800KWp光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板、并網(wǎng)型太陽能逆變器、交、直流防雷配電柜、連接電纜、通訊軟件和監(jiān)控裝置及電能計(jì)量設(shè)備等組成。在建筑物上安裝不同朝向或不同規(guī)格的的光伏陣列這種并網(wǎng)方式適合于分布式并網(wǎng)發(fā)電，在電氣設(shè)計(jì)時(shí)，可將同一朝向且規(guī)格相同的光伏陣列通過單臺(tái)逆變器集中并網(wǎng)發(fā)電，采用多臺(tái)逆變器分布式并網(wǎng)發(fā)電方案實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，如圖（43）所示。太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書46直 流 匯 流 及防 雷 配 電 交 流 防 雷 配 電 及 計(jì) 量公 共 電 網(wǎng) 負(fù) 荷直 流 匯 流 及防 雷 配 電 逆變器直 流 匯 流 及防 雷 配 電圖 43 分布式并網(wǎng)發(fā)電原理框圖光伏系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)安排1）光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板、并網(wǎng)型太陽能逆變器、交流防雷配電柜、連接電纜、通訊軟件和監(jiān)控裝置及電能計(jì)量設(shè)備等組成。太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書47圖 44 系統(tǒng)原理圖光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的主要組成包括：(1)太陽能電池組件及其安裝構(gòu)件；(2)直流防雷配電柜；(3)光伏并網(wǎng)逆變器；(4)交流防雷配電柜；(5)系統(tǒng)通訊及監(jiān)控裝置；(6)系統(tǒng)發(fā)電計(jì)量裝置；(7)系統(tǒng)防雷接地裝置；(8)土建及配電房等基礎(chǔ)設(shè)施；(9)整個(gè)系統(tǒng)的連接線。2）光伏發(fā)電系統(tǒng)的要求該項(xiàng)目并網(wǎng)光伏系統(tǒng)采用的 SG 系列光伏并網(wǎng)逆變器滿足低壓電網(wǎng)的接入要求，其電能質(zhì)量和安全保護(hù)功能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書48規(guī)定。（1）滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求《電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差》 （GB/T 123252022）《電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差》 （GB/T 159451995）《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》 （GB/T 145491993）《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》 （GB/T 199392022）《電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度》 （GB/T 155431995）《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》 （GB/Z 199642022）《光伏（PV）系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性》 （GB/T 202262022）（2）電能質(zhì)量要求光伏發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)發(fā)送的電能質(zhì)量（如電壓偏差、頻率偏差、諧波和功率因數(shù)等）應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，如出現(xiàn)偏離標(biāo)準(zhǔn)的越限情況，并網(wǎng)逆變器將控制光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與逆變器的電能質(zhì)量主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比見表 44：表 44 技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表序號(hào) 項(xiàng)目名稱 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求 逆變器技術(shù)指標(biāo)1 電網(wǎng)電壓?jiǎn)蜗啵?7%三相：+7%、10%（GB/T 12325）單相：180～260V（可設(shè)定）三相：330V～450V（可設(shè)定）2 電網(wǎng)頻率 ?（GB/T 15945） 47～（可設(shè)定）3 直流分量 不大于 1％I 額（GB/T 19939） 不大于 ％I 額4 總電流諧波畸 小于 5％ 小于 3％（額定功率時(shí)）太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書49變率 （GB/T 19939）5 功率因數(shù)額定功率的 50％時(shí)，不小于 （GB/T 19939）不小于 （額定功率時(shí)）（3）安全保護(hù)功能光伏并網(wǎng)逆變器具有電網(wǎng)過/欠壓、電網(wǎng)過/欠頻、電網(wǎng)短路、孤島效應(yīng)、逆變器過載、逆變器過熱等保護(hù)功能。光伏并網(wǎng)逆變器的保護(hù)參數(shù)設(shè)定如表 45：表 45 光伏并網(wǎng)逆變器的保護(hù)參數(shù)設(shè)定表項(xiàng)目名稱 保護(hù)值 保護(hù)方式 跳脫時(shí)間 恢復(fù)時(shí)間電網(wǎng)過 /欠壓保護(hù)單相：180～260V三相：330～450V(可設(shè)定)控制電網(wǎng)側(cè)主接觸器機(jī)械斷開，逆變器進(jìn)入停止模式并報(bào)錯(cuò) 秒 5 分鐘電網(wǎng)過 /欠頻保護(hù) 47～(可設(shè)定)控制電網(wǎng)側(cè)主接觸器機(jī)械斷開，逆變器進(jìn)入停止模式并報(bào)錯(cuò) 秒 5 分鐘電網(wǎng)短路保護(hù) 大于 倍 I 額控制電網(wǎng)側(cè)主接觸器機(jī)械斷開，逆變器進(jìn)入停止模式并報(bào)錯(cuò) 秒 5 分鐘孤島效應(yīng)保護(hù) 控制電網(wǎng)側(cè)主接觸器機(jī)械斷開，逆變器整機(jī)斷電，進(jìn)入停止模式 秒 5 分鐘逆變器過載保護(hù) 逆變器自動(dòng)限制發(fā)電功率 不跳脫 無逆變器過熱保護(hù) 逆變器自動(dòng)減小發(fā)電功率 不跳脫 無備注：“跳脫時(shí)間”指的是從逆變器檢測(cè)到故障發(fā)生到停止運(yùn)行之間的時(shí)(4)并網(wǎng)逆變器接入電網(wǎng)原理介紹太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書50圖 46 控制系統(tǒng)圖并網(wǎng)逆變器的基本硬件結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)如圖 46 所示，為了保證輸送到電網(wǎng)電能的功率因數(shù)接近于 1，當(dāng)逆變器與電網(wǎng)連接后，逆變器會(huì)首先檢測(cè)電網(wǎng)電壓的幅值與相位，特別是電網(wǎng)電壓Vg 的相位經(jīng)過控制算法中的 PLL 軟件鎖相環(huán)處理后，可以計(jì)算得出電網(wǎng)電壓的實(shí)時(shí)相位角 sinθ，此相位角會(huì)作為一個(gè)變量與輸出電流的參考值 I ?g 以及實(shí)際輸出電流值 Ig 共同作為逆變橋路 PWM 控制信號(hào)的計(jì)算依據(jù)，根據(jù)得出的 PWM 信號(hào)控制控制逆變橋路功率器件的通斷，使得逆變器輸出的電流 Ig 與電網(wǎng)電壓 Vg 保持一致的相位，從而使得輸出電能的功率因數(shù)近似于1。(5)供電方案確定的基本原則依據(jù)《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》（GB/T199392022）確定的電站建設(shè)及供電方案的設(shè)計(jì)原則，并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下要求：①并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)環(huán)境條件、系統(tǒng)性能進(jìn)行綜合太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書51評(píng)價(jià)，確定使用合理的光伏子系統(tǒng)公功率和功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)容量，同時(shí)還應(yīng)考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。②系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有冗余量，具有各種保護(hù)功能以滿足系統(tǒng)可靠工作的配置，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。③系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮建站地點(diǎn)的地理?xiàng)l件，如：海拔、海洋環(huán)境或潮濕環(huán)境等。用于海拔較高地區(qū)的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)邀充分考慮建站地點(diǎn)特殊的地理?xiàng)l件，如：海洋環(huán)境或潮濕環(huán)境等，應(yīng)考慮特別的系統(tǒng)耐候性設(shè)計(jì)。在地震多發(fā)地區(qū)的系統(tǒng)工程應(yīng)考慮相應(yīng)的防震設(shè)計(jì)。④設(shè)計(jì)使用的環(huán)境氣象數(shù)據(jù)主要有：現(xiàn)場(chǎng)地理位置（包括地點(diǎn)、維度、經(jīng)度和海拔等） 、氣象資料（包括逐月太陽總輻射、直接輻射或散射、年平均氣溫、最高、最低氣溫、最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天數(shù)、最大風(fēng)速、冰雹、降雪、雷電等情況） 。在無完整氣象資料時(shí)，可參考條件相似地點(diǎn)的氣象資料或采用經(jīng)驗(yàn)公式/方法進(jìn)行估算。⑤應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合優(yōu)化，如：各功能設(shè)備間應(yīng)考慮功能和/或功率（容量）的協(xié)調(diào)及配備，各部分之間連接電線的選擇應(yīng)滿足電氣性能及耐候性能的要求。(6)光伏系統(tǒng)方案的確定并網(wǎng)系統(tǒng)通常又可分為局域并網(wǎng)系統(tǒng)（又稱住宅用并網(wǎng)系統(tǒng)）和集中式并網(wǎng)系統(tǒng)。前者的特點(diǎn)在于太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書52被直接分配到住宅內(nèi)的用電負(fù)載上，多余或不足的電力通過連接局域電網(wǎng)來調(diào)節(jié)，因?yàn)橛辛俗冸娬咀龈綦x，對(duì)大電網(wǎng)干擾較少；后者主要用于大型太陽能發(fā)電站，它的特點(diǎn)在于太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能通過升壓被直接輸送到高壓電網(wǎng)上，由電網(wǎng)把電力統(tǒng)一分配到各個(gè)用電單位。綜上所述，根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)宜采用集中式并網(wǎng)系統(tǒng)。電池陣列設(shè)計(jì)及逆變器選型總裝機(jī)容量：2800KWp系統(tǒng)組成：安裝位置及組成1)電池陣列安裝2)逆變器參數(shù)和選型采用具有國際先進(jìn)水平的正弦波逆變器(1)帶有過電壓、欠電壓、過頻率、欠頻率、溫度異常等保護(hù)功能(2)轉(zhuǎn)換效率高、超過90％，工作穩(wěn)定(3)在現(xiàn)有電池板的排列形式下，充分利用電池板(4)具有各種參數(shù)的顯示(5)帶數(shù)據(jù)接口，以便可以提取運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)，掌握運(yùn)行情況(6)維修方便，控制合理(7)內(nèi)置電網(wǎng)保護(hù)裝置，具有防孤島保護(hù)單元（MSD）太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書53通訊安裝監(jiān)控系統(tǒng)在站控層是基于 TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)，在間隔層是基于MODBUS 協(xié)議的 RS232/RS485 總線。運(yùn)行于系統(tǒng)監(jiān)控中心的 SCADA系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。具有網(wǎng)絡(luò)和多串口通訊功能的通訊管理機(jī) XantrexSun 兼容目前國內(nèi)常用的多種通訊協(xié)議，可通過網(wǎng)絡(luò)和串口方式與各級(jí)調(diào)度中心通訊。SCADA 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫功能，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫保存的是從各個(gè)裝置采集上來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)在每次系統(tǒng)掃描周期之后被刷新一次，對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)和開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和記錄保存。嵌入式Linux操作系統(tǒng)，穩(wěn)定、可靠高性能、低功耗 32位 ARM CPU,性能出色綜合通信功能與I/O采集功能裝置結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便低功耗,低發(fā)熱,免風(fēng)扇抗干擾性強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)應(yīng)用功能模塊化，按需裁剪全圖形配置工具,界面友好,使用簡(jiǎn)單功能描述：太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書54逆變器通信串行接口通信，以及豐富的規(guī)約庫，提供靈活，方便的通信功能?？山尤敫鞣N逆變器、控制器等智能設(shè)備。用戶可定制規(guī)約。監(jiān)控PC 通信以太網(wǎng)接口通信，通過網(wǎng)絡(luò)規(guī)約與各種PC 專用實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件通信，對(duì)Web 瀏覽器，直接獲得監(jiān)視頁面。串行接口通信，對(duì)遠(yuǎn)程控制中心的通信。I/O 采集處理采集處理輻照度、風(fēng)速、溫度等環(huán)境實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫規(guī)范處理和保存逆變器通信規(guī)約處理的數(shù)據(jù)，和I/O 采集處理的數(shù)據(jù)給Websever，監(jiān)控PC 通信規(guī)約提供各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。報(bào)警處理模擬量越限報(bào)警、狀態(tài)量變化報(bào)警、系統(tǒng)事件、通信事件等。數(shù)據(jù)保存SD 卡提供大容量的存儲(chǔ)器，長(zhǎng)期保存歷史數(shù)據(jù)。Websever提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)、圖形、列表等形式的頁面，提供IE 瀏覽器的實(shí)時(shí)監(jiān)視。太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書55打印提供報(bào)警、事件和列表數(shù)據(jù)的打印。配置組態(tài)靈活配置通信規(guī)約、Web 頁面、數(shù)據(jù)庫參數(shù)、通信參數(shù)、打印參數(shù)等技術(shù)參數(shù)：逆變器通信接口方式：RS232/RS485/光纖ST，2500V 光電隔離接口數(shù)量：38逆變器可接數(shù)：2060電腦監(jiān)控通信以太網(wǎng) 10/100M串行接口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)SD 卡 2G4G數(shù)據(jù)打印USB 接針式打印機(jī)模擬量采集采集種類：420mA 或05V 可選輸入數(shù)量：416太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書56采集精度：%%數(shù)字量采集采集種類：24V 無源干接點(diǎn)輸入數(shù)量：016 通道，2500V 光電隔離防抖參數(shù)：0999mS 可設(shè)控制量輸出輸出種類：繼電器常開接點(diǎn)輸入數(shù)量：08 通道，24V @ 2A 220V @ 3A系統(tǒng)防雷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。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 35mm2 銅芯電纜，接地電阻應(yīng)小于 4 歐姆。2)直流側(cè)防雷措施：電池支架應(yīng)保證良好的接地，太陽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)過多級(jí)防雷裝置可有效地避免雷擊導(dǎo)致設(shè)備的損壞。使用光伏匯流箱，太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書57用戶可以根據(jù)逆變器輸入的直流電壓范圍，把一定數(shù)量的規(guī)格相同的光伏組件串聯(lián)組成 1 個(gè)光伏組件串列，再將若干個(gè)串列接入光伏陣列防雷匯流箱。把一定數(shù)量的規(guī)格相同的光伏組件串聯(lián)組成 1 個(gè)光伏組件串列，再將若干個(gè)串列接入光伏陣列防雷匯流箱進(jìn)行匯流，通過防雷器與斷路器后輸出，方便了后級(jí)逆變器的接入。3)交流側(cè)防雷措施：每臺(tái)逆變器的交流輸出經(jīng)交流防雷柜（內(nèi)含防雷保護(hù)裝置）接入電網(wǎng)，可有效地避免雷擊和電網(wǎng)浪涌導(dǎo)致設(shè)備的損壞，所有的機(jī)柜要有良好的接地。圖47 直流防雷配電箱的電氣原理接線圖每個(gè)直流防雷配電箱的配電單元都具有可分?jǐn)嗟闹绷鲾嗦菲?、防反二極管和防雷器。環(huán)境監(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 監(jiān) 測(cè) 現(xiàn)場(chǎng) 的 環(huán) 境 情 況 ：太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資立項(xiàng)建議書58圖 48 環(huán)境監(jiān)測(cè)儀該裝置由風(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