【正文】 據(jù)逆變器允許最大輸入電流大小，經(jīng)計(jì)算采用12個(gè)組件串一并，經(jīng)過(guò)匯流后接入逆變器。 防雷及接地直流側(cè)防雷措施。電池組件支架保證良好的接地，太陽(yáng)能電池陣列連接電纜接入防雷匯流箱，匯流箱內(nèi)含防雷保護(hù)裝置，匯流箱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感應(yīng)雷導(dǎo)致設(shè)備的損壞。交流側(cè)防雷措施。逆變器的交流輸出經(jīng)交流配電柜(內(nèi)置防雷保護(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)柜都保證與二次接地網(wǎng)的良好電氣連接。防雷的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)遵守GB 5005794 (2000年版)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范。防雷接地點(diǎn)的接地電阻均小于5歐姆。 發(fā)電量計(jì)算根據(jù)太陽(yáng)輻射資源分析所確定的光伏電站多年平均年輻射總量，結(jié)合初步選擇的太陽(yáng)能電池的類型和布置方案，進(jìn)行光伏電站年發(fā)電量估算。從氣象站得到的資料，一般為水平上的太陽(yáng)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(jì)算。對(duì)于以某一傾角固定式安裝的光伏陣列,所接受到的太陽(yáng)輻射能與傾斜的角度有關(guān)，其中較為簡(jiǎn)便的計(jì)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(yáng)總輻射量計(jì)算圖式中： Rβ—傾斜方陣面上的太陽(yáng)總輻射量； D—散射輻射量,假定D 與斜面傾角無(wú)關(guān)； S—水平面上的太陽(yáng)直接輻射量； β—方陣傾角； α— 午時(shí)分的太陽(yáng)高度角。根據(jù)光伏電站場(chǎng)址周圍的地形圖，經(jīng)對(duì)光伏電站周圍環(huán)境、地面建筑物情況進(jìn)行考察，建立的本工程太陽(yáng)能光伏發(fā)電站上網(wǎng)電量的計(jì)算模型。單位面積電池板的年發(fā)電量g簡(jiǎn)化計(jì)算如下： kWh/m2其中：為多年平均年輻射總量， 為光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。代入上計(jì)算公式，得出單位面積光伏組件年發(fā)電量。理論發(fā)電量是在理想情況下得出太陽(yáng)能電池組件輸出的直流發(fā)電量計(jì)算。 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的效率是指:系統(tǒng)實(shí)際輸送上網(wǎng)的交流發(fā)電量與組件標(biāo)稱容量在沒(méi)任何能量損失的情況下理論上的能量之比。標(biāo)稱容量1kWp的組件，在接受到1kW/m2太陽(yáng)輻射能時(shí)理論發(fā)電量應(yīng)為1kWh。 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① 光伏組件損耗η1: 光伏陣列在1000W/㎡太陽(yáng)輻射強(qiáng)度下,實(shí)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(guò)程中的損失包括:組件匹配損失、不可利用的太陽(yáng)輻射損失、溫度的影響、最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)精度等。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)光伏組件損耗η1約為5%。② 逆變器的轉(zhuǎn)換損耗η2 : 逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比，逆變器的轉(zhuǎn)換效率效率η2約為3% ③ 交流并網(wǎng)損耗η3: 即從逆變器輸出至接入電網(wǎng)的傳輸效率，包括線纜傳輸損耗和升壓變壓器的損耗，交流并網(wǎng)效率η3約為4%。④ 其它損耗：包括灰塵影響組件功率損失約3%；直流線路損失約3%；故障損耗約1%，其它損耗η4 約為7%系統(tǒng)的總效率ηsystem=1(η1+η2+η3+η4)=81%2）太陽(yáng)能輻射數(shù)據(jù)分析及發(fā)電量模擬經(jīng)過(guò)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(jì)算公式如下： 預(yù)測(cè)發(fā)電量= SareaRβηmoduleηsystem； 式中： Sarea——方陣總面積； Rβ——Rβ—傾斜方陣面上的太陽(yáng)總輻射量； ηsystem——并網(wǎng)光伏系統(tǒng)發(fā)電效率； ηmodule——太陽(yáng)能組件轉(zhuǎn)化效率；本項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的光伏發(fā)電總效率約為79%。根據(jù)太陽(yáng)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(jì)軟件可以進(jìn)行仿真計(jì)算，求出系統(tǒng)的年總發(fā)電量。本項(xiàng)目光伏電站場(chǎng)址太陽(yáng)能發(fā)電量分析采用了宿遷市氣象站提供資料：該地區(qū)平均日照時(shí)數(shù)平均在2271小時(shí)左右，近十年年均總輻射量為5264 MJ/m2。由計(jì)算模型可知，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏組件的放置方式和放置角度對(duì)組件接受到的太陽(yáng)輻射有很大的影響。與光伏組件放置相關(guān)的有下列兩個(gè)角度參量：太陽(yáng)電池組件傾角和太陽(yáng)能電池組件方位角。太陽(yáng)能電池組件的傾角是電池組件與水平地面的夾角。太陽(yáng)電池組件的方位角是組件方陣的垂直面與正南方的夾角。向東設(shè)為負(fù)，向西為正。一般在北半球，太陽(yáng)能電池組件朝向正南方布置，即組件方位角為0度時(shí)，發(fā)電量最大。本工程設(shè)計(jì)原則上保證太陽(yáng)能電池組件朝正南方向布置。故所需計(jì)算的為太陽(yáng)電池組件的最佳傾角。依據(jù)氣象數(shù)據(jù)和軟件計(jì)算得知當(dāng)太陽(yáng)電池組件的傾角為31度時(shí)，電池組件年接受太陽(yáng)能輻射量最大。故本項(xiàng)目按31度傾角敷設(shè)。根據(jù)太陽(yáng)輻射量，系統(tǒng)總功率等數(shù)據(jù)估算4MWp并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的年總發(fā)電量。計(jì)算軟件采用聯(lián)合國(guó)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(jì)軟件RETSCREEN。RETSCREEN與許多政府機(jī)構(gòu)和多邊組織共同合作，由來(lái)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(kāi)發(fā)工作。多晶硅光伏組件在光照及常規(guī)大氣環(huán)境中使用會(huì)有衰減，按系統(tǒng)前10年衰減10 %、后15年衰減10%來(lái)計(jì)算。表53　25年衰減及平均年發(fā)電量測(cè)算表：(單位：萬(wàn)kWh/年)年限12345發(fā)電量年限678910發(fā)電量年限1112131415發(fā)電量年限1617181920發(fā)電量年限2122232425發(fā)電量總發(fā)電量（萬(wàn)kWh）25年平均發(fā)電量（萬(wàn)kWh）結(jié)論:由以上計(jì)算可得。 數(shù)據(jù)采集監(jiān)控方案（1） 數(shù)據(jù)采集在每臺(tái)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(shí)時(shí)測(cè)量太陽(yáng)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(shí)時(shí)讀取每臺(tái)逆變器的測(cè)量數(shù)據(jù)（Vpv、Ipv、Ppv、Vac、Iac 、Pac），SBC可以同時(shí)監(jiān)測(cè)50臺(tái)不同功率級(jí)別的逆變器，同時(shí)監(jiān)測(cè)每臺(tái)逆變器各種運(yùn)行參數(shù)，SBC通過(guò)計(jì)算可以得到整個(gè)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(gè)系統(tǒng)瞬時(shí)功率。同時(shí)SBC通過(guò)RS485協(xié)議，讀取環(huán)境檢測(cè)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(yáng)輻射強(qiáng)度、太陽(yáng)電池方陣的溫度、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度、風(fēng)速等。每臺(tái)逆變器運(yùn)行參數(shù)（2） 數(shù)據(jù)通訊在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，在每臺(tái)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(tái)逆變器通過(guò)通訊適配器都掛在RS485總線上，SBC通過(guò)RS485與各逆變器實(shí)時(shí)通訊，SBC實(shí)時(shí)讀取逆變器的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和故障信息。SBC讀取的測(cè)量數(shù)據(jù)以RS232通訊方式與上位機(jī)時(shí)時(shí)通訊，上位機(jī)讀取每臺(tái)逆變器的測(cè)量的參數(shù)，通過(guò)專業(yè)監(jiān)控軟件可以計(jì)算出太陽(yáng)能電池方陣的峰值功率和交流輸出功率，同時(shí)可以積分計(jì)算每天累計(jì)發(fā)電量，同時(shí)變換格式可供外部顯示。SBC與各逆變器通訊系統(tǒng)原理圖SBC與逆變器通訊（RS485） 光伏發(fā)電數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)本項(xiàng)目在江蘇綠港現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技園的變電站內(nèi)安裝一套數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由彩色顯示器、工控機(jī)、控制機(jī)顯示軟件及通信線路組成，顯示參數(shù)可通過(guò)對(duì)工控機(jī)的操作進(jìn)行不同監(jiān)控畫面間的切換，顯示內(nèi)容包括：系統(tǒng)自帶環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)（日照輻射強(qiáng)度、環(huán)境溫度、風(fēng)速等）、光伏發(fā)電實(shí)時(shí)功率、系統(tǒng)效率、累計(jì)發(fā)電量、當(dāng)天發(fā)電量、過(guò)去N天運(yùn)行參數(shù)曲線等。第六章　電氣部分 電氣一次部分 接入電力系統(tǒng)本光伏大棚并網(wǎng)電站項(xiàng)目，測(cè)算最大功率為4MWp，推薦采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案。綜合考慮光伏電站裝機(jī)規(guī)模及就地電網(wǎng)電壓等級(jí)，本光伏電站并網(wǎng)電壓選用10kV。光伏組件單元經(jīng)匯流箱送至園區(qū)內(nèi)直流配電柜，再經(jīng)變壓器升壓后接入10kV開(kāi)關(guān)站，最后并入附近35kV變電站實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。 電氣主接線本項(xiàng)目4MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目容量為4000kW，配置8臺(tái)500kW光伏并網(wǎng)逆變器，每臺(tái)光伏逆變器功率因數(shù)。 本項(xiàng)目4MWp并網(wǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目，接線詳見(jiàn)附圖。 逆變器直流側(cè)接線系統(tǒng)選用235Wp多晶硅光伏電池組件。根據(jù)并網(wǎng)逆變器的MPPT電壓范圍，每個(gè)電池串列按照20塊電池組件串聯(lián)進(jìn)行設(shè)計(jì)，容量為500kW的并網(wǎng)逆變器需配置110個(gè)電池串列。為了減少電池串列到逆變器之間的連接線，以及方便操作和維護(hù)，本系統(tǒng)的電池串列采用分段連接，逐級(jí)匯流的方式接線。即先將部分電池串列通過(guò)光伏陣列防雷匯流箱（以下簡(jiǎn)稱“匯流箱”）匯流，通過(guò)直流電纜再接至直流防雷配電柜匯流，然后再與逆變器的直流側(cè)相連。匯流箱的的防護(hù)等級(jí)為IP65，可直接固定在太陽(yáng)電池支架上，其接線方式為12進(jìn)1出，即12路電池串列輸入，1路直流輸出至直流防雷配電柜。直流防雷配電柜與并網(wǎng)逆變器一起在逆變器室內(nèi)安裝，按照每個(gè)并網(wǎng)逆變器配置1臺(tái)直流防雷配電柜進(jìn)行設(shè)計(jì)，共需8臺(tái)直流防雷配電柜。太陽(yáng)能光伏發(fā)電站逆變器輸出功率因數(shù)＞，場(chǎng)內(nèi)無(wú)功損耗主要是光伏電池逆變器交流輸出連接的升壓變壓器。為補(bǔ)償這類電氣設(shè)備的無(wú)功損耗，使太陽(yáng)能光伏電站并網(wǎng)運(yùn)行后，其功率因數(shù)達(dá)到電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)定要求，在太陽(yáng)能光伏電站10kV開(kāi)關(guān)站10kV母線上設(shè)置了集中無(wú)功補(bǔ)償裝置。 主要電氣設(shè)備選擇：（1）升壓變主升壓變?yōu)?0kV升壓變，選用雙分裂干式變壓器四臺(tái)，雙分裂干式變壓器四臺(tái)型號(hào)均為SCB101000/500500kVA ，額定容量1000kVA。接線組別D,y11, y11,177。，短路阻抗Uk=6%。變壓器裝設(shè)帶報(bào)警及跳閘信號(hào)的溫控設(shè)施。跳閘信號(hào)接至10kV高壓開(kāi)關(guān)柜和變壓器低壓側(cè)進(jìn)線開(kāi)關(guān)，動(dòng)作于跳閘，溫度信號(hào)接至綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中。（2）10kV配電裝置10kV配電裝置單母線接線，選用鎧裝型金屬封閉手車式開(kāi)關(guān)柜，采用真空斷路器，配置升壓變、電容器的綜合保護(hù)裝置。按10kV電壓等級(jí)設(shè)計(jì)，真空斷路器額定開(kāi)斷電流暫定25kA。（3）低壓配電裝置低壓配電柜選用MNS型低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜。進(jìn)線斷路器選用框架斷路器，配置智能脫扣器。（4）逆變器并網(wǎng)型逆變器選型時(shí)除應(yīng)考慮具有過(guò)/欠電壓、過(guò)/欠頻率、防孤島效應(yīng)、短路保護(hù)、逆向功率保護(hù)等保護(hù)功能外，同時(shí)應(yīng)考慮其電壓（電流）總諧波畸變率較小，以盡可能減少對(duì)電網(wǎng)的干擾。整個(gè)光伏系統(tǒng)采用若干組逆變器，每個(gè)逆變器具有自動(dòng)檢測(cè)功能，并能夠隨著太陽(yáng)能組件接受的功率，以最經(jīng)濟(jì)的方式自動(dòng)識(shí)別并投入運(yùn)行。 過(guò)電壓保護(hù)及接地⑴過(guò)電壓保護(hù)①直擊雷保護(hù)直擊雷保護(hù)分光伏電池組件和交、直流配電系統(tǒng)的直擊雷保護(hù)。站內(nèi)光伏電池組件防直擊雷，光伏電池組件邊框?yàn)榻饘伲瑢⒐夥姵亟M件邊框與支架可靠連接，然后與屋面原有接閃器連接。②交、直流配電系統(tǒng)的直擊雷保護(hù)交、直流配電系統(tǒng)均布置在室內(nèi)。屋頂設(shè)接閃帶，用于交直流配電系統(tǒng)的直擊雷保護(hù)。③配電裝置的侵入雷電波保護(hù)根據(jù)《交流電氣裝置的接地》(DL／T621—1997)和《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》(DL／T620—1997)中規(guī)定，在10kV母線上裝設(shè)一組無(wú)間隙氧化鋅避雷器對(duì)雷電侵入波和其他過(guò)電壓進(jìn)行保護(hù)；每面10kV開(kāi)關(guān)柜設(shè)一組過(guò)電壓保護(hù)裝置。為防止感應(yīng)雷、浪涌等情況造成過(guò)電壓而損壞配電房?jī)?nèi)的并網(wǎng)設(shè)備，其防雷措施主要采用防雷器來(lái)保護(hù)。太陽(yáng)電池串列經(jīng)匯流箱后通過(guò)電纜接入直流防雷配電單元，匯流箱和配電柜內(nèi)都配置防雷器。保護(hù)接地①保護(hù)接地的范圍。根據(jù)交流電氣裝置的接地技術(shù)規(guī)程DL/T6211997規(guī)定，對(duì)所有要求接地或接零的設(shè)備均應(yīng)可靠地接地或接零。所有電氣設(shè)備外殼、開(kāi)關(guān)裝置和開(kāi)關(guān)柜接地母線、架構(gòu)、電纜支架、和其它可能事故帶電的金屬物都應(yīng)可靠接地。②接地電阻電站的保護(hù)接地、工作接地采用一個(gè)總的接地裝置。由于暫無(wú)關(guān)于光伏電池組件接地要求，擬按R≤4歐；本電站按R≤4歐設(shè)計(jì)。 站內(nèi)照明正常工作照明就近由園區(qū)引入站用配電箱；事故照明由分散式應(yīng)急照明燈和直流電源屏提供，電壓220V。 電氣二次部分 概述在光伏電站內(nèi)設(shè)置有兩套相對(duì)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，一套是光伏并網(wǎng)逆變器的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，另一套是電力監(jiān)控系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)經(jīng)以太網(wǎng)交換機(jī)連接，組成全場(chǎng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。光伏并網(wǎng)逆變器的監(jiān)控系統(tǒng)由并網(wǎng)逆變器廠家配套提供，作為并網(wǎng)逆變器的自動(dòng)監(jiān)控和保護(hù)測(cè)控之用。為保證并網(wǎng)并網(wǎng)光伏電站的安全運(yùn)行，電氣二次設(shè)計(jì)考慮采取如下措施：⑴設(shè)置先進(jìn)可靠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)、上位機(jī)、現(xiàn)地控制設(shè)備的配置采取必要的冗余措施。⑵設(shè)置完善可靠的高壓電氣設(shè)備微機(jī)化繼電保護(hù)系統(tǒng)。⑶按照五防要求，設(shè)置完善可靠的微機(jī)防誤操作閉鎖系統(tǒng)，重要設(shè)備的操作采取軟硬件雙重閉鎖。⑷設(shè)置完善可靠的通信系統(tǒng)，電力載波、光纖和程控通信。 監(jiān)控系統(tǒng) 并網(wǎng)逆變器的控制、保護(hù)、測(cè)量和信號(hào) 并網(wǎng)逆變器的就地監(jiān)控和保護(hù) 并網(wǎng)逆變器的就地監(jiān)控保護(hù)主要通過(guò)其配套的測(cè)控、保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)。并網(wǎng)逆變器的就地保護(hù)測(cè)控裝置由并網(wǎng)逆變器自帶并安裝在逆變器裝置內(nèi)。 并網(wǎng)逆變器具有完善的自動(dòng)控制和保護(hù)功能，其主要自動(dòng)控制和保護(hù)功能如下： (1)光伏電池組件的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)(MPPT)； (2)先進(jìn)的孤島效應(yīng)檢測(cè)功能； (3)過(guò)載、短路、電網(wǎng)異常等故障保護(hù)及告警功能： (4)自動(dòng)并網(wǎng)和斷電后自動(dòng)重啟功能；并網(wǎng)逆變器配置的主要保護(hù)為：極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、接地故障保護(hù)、數(shù)據(jù)處理器(DSP)故障保護(hù)等。光伏并網(wǎng)逆變器的集中監(jiān)控并網(wǎng)逆變器的集中監(jiān)控系統(tǒng)主要通過(guò)工業(yè)PC、監(jiān)控軟件、GPS裝置、以太網(wǎng)通訊裝置、485通訊電纜等采用總線方式接線實(shí)現(xiàn)。并網(wǎng)逆變器的集中監(jiān)控主機(jī)布置在電控樓控制室內(nèi)，可通過(guò)以太網(wǎng)和協(xié)議轉(zhuǎn)換器與電控樓計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。并網(wǎng)逆變器集中監(jiān)控系統(tǒng)主要功能為：（1）連續(xù)記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)。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?？刹榭疵颗_(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) 交流電壓d) 交流電流e) 逆變器機(jī)內(nèi)溫度f(wàn)) 時(shí)鐘g) 頻率h) 功率因數(shù)i) 當(dāng)前發(fā)電功率