【正文】 因控制器調(diào)節(jié)是有時間的，當負載變化時短時間內(nèi)并網(wǎng)點會有功率變化，但這個變化會很小，因為負載變化時， 發(fā)電功率也會變化，因發(fā)電功率是隨負載的變化 而變化的，發(fā)電功率的變化抵消了負載變化對電網(wǎng)的沖擊，因此在控制器進行功率調(diào)節(jié)需對逆變器開關(guān)機時，負載功率和逆變器功率的矢量和變化不大，低壓電網(wǎng)容量完全可以承受此變化，不會造成低壓電網(wǎng)電壓和電流的突變。 關(guān)于逆變器關(guān)機時對低壓系統(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)中由負荷消耗了。 為防止系統(tǒng)在各狀態(tài)間振蕩，控制器增加滯回算法。 控制器在功率調(diào)節(jié)時按先調(diào)節(jié)功率，后開關(guān)機，最后再斷合防逆流接觸器。 Tr 計時從 Pt=Pr開始。 ? 控制過程詳細說明 Ps 為控制器設(shè)定值，假設(shè) Ps=20KW。當檢測到逆向電流超過額定輸出的 5％時，光伏電站應(yīng)在 ~2 秒內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電。 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)點的電網(wǎng)實測功率，包括電網(wǎng)向負載提供的功率和逆流功率，設(shè)電網(wǎng)向負載提供的功率為正，則逆功率為負； 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 示范項目實施方案 24 。 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，通過實時監(jiān)測配電變壓器低壓出口側(cè)的電壓、電流信號來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)電功率，從而達到光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的防逆流功能。當極性恢復(fù)時，且輸入電壓滿足逆變器啟動條件時，逆變器將自動開機，無需人工干預(yù)。 逆變器過熱保護 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)點的溫度，當任何一部件超過設(shè)定的溫度值時，逆變器模塊將自動關(guān)閉 ，直至過溫信號消除后，系統(tǒng)自動啟動。 當逆變器輸出端發(fā)生遠端短路故障時，逆變器輸出電流同樣會進入逐脈沖限流狀態(tài)保護狀態(tài)，但此時電壓并不一定為零，控制軟件根據(jù)輸出電壓的幅值和時間，進入相應(yīng)的保護狀態(tài)，如低電壓穿越或電網(wǎng)欠壓等； 過載保護 當檢 測到逆變器輸出功率超過設(shè)定的最大功率時，無論是模塊還是系統(tǒng)，逆變器都會停止繼續(xù)增加輸出功率，而是保持在最大設(shè)定的功率點，即使此時 PV電池板可以輸出更多的功率，在這種情況下，為了保護系統(tǒng)運行安全，系統(tǒng)將運行在非 MPPT 狀態(tài)。 短路 保護 當逆變器輸出端發(fā)生短路故障時（近端），逆變器輸出硬件電壓瞬時起作用，進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)，此時逆變電流不會無限增大。 孤島效應(yīng)保護 通過主動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，同時通過在輸出電流中加入適當?shù)臄_動信號，通過對這些參數(shù)的實時檢測，當電網(wǎng)電壓的某個參數(shù)變化到非預(yù)期的窗口之外時（如頻率或幅值的大幅度變化等），系統(tǒng)報出孤島。 中廣核太陽能開發(fā)有限公司 大亞灣太陽能屋頂 500kW 示范項目實施方案 22 電網(wǎng)過頻保護 軟件實時采樣輸出側(cè)的三相交流電壓幅值及頻率，當任一相輸出頻率超過設(shè)定頻率上限值時，逆變器停止工作，同時斷開與電網(wǎng)的物理連接，直到電網(wǎng)頻率恢復(fù)到設(shè)定窗口內(nèi)，逆變器自動重新啟動。 表 32 光伏并網(wǎng)逆變器主要保護功能介紹 主要保護功能 保護方式 跳脫時間 默認恢復(fù)時間 直流過壓保護 自動脫開電網(wǎng)，直流斷路器脫扣， 逆變器進入停止模式并報警 ≤ 手動恢復(fù) 電網(wǎng)過壓保護 自動脫開電網(wǎng)，逆變器 進入停止模式并報警 ≤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 示范項目實施方案 21 電網(wǎng)欠壓保護 自動脫開電網(wǎng)，逆變器 進入停止模式并報警 ≤1秒 5 分鐘 電網(wǎng)過頻保護 自動脫開電網(wǎng)，逆變器 進入停止模式并報警 ≤ 5 分鐘 電網(wǎng)欠頻保護 自動脫開電網(wǎng)，逆變器 進入停止模式并報警 ≤ 5 分鐘 孤島效應(yīng)保護 自動脫開電網(wǎng)，逆變器 進入停止模式并報警 ≤ 5 分鐘 短路保護 自動脫開電網(wǎng)，逆變器 進入停止模式并報警 ≤ 5 分鐘 過載保護 自動限制輸出功率 不跳脫 無 接地故障保 護 自動脫開電網(wǎng)，逆變器 進入停止模式并報警 ≤ 5 分鐘 逆變器過熱保護 自動脫開電網(wǎng)，逆變器 進入停止模式并報警 ≤ 5 分鐘 正、負極性反接保護 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)逆變器主要保護功能動作原理 主要保護功能 主要保護功能 動作原理 直流過壓保護 軟件實時采樣輸入側(cè)直流電壓，當輸入電壓超過預(yù)定電壓值時，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，逆變器可自動重新啟動。在設(shè)備維修時，需將逆變器停機，再斷開逆變器的直流輸入和交流輸出側(cè)斷路器。如果出現(xiàn)并網(wǎng)接觸器 拒動的情況，由于逆變器是停機模式，所以對系統(tǒng)來說也是安全的。 當電網(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，逆變器內(nèi)部的 DSP 控制單元會監(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，此時逆變器在短時間內(nèi)脫開電網(wǎng)，進入停機模式并報警。 當交流電網(wǎng)的電壓（幅值、相位）、頻率正常時，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，并網(wǎng)逆變器將自動并網(wǎng)發(fā)電；當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（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），逆變器將自動與電網(wǎng)切除，故障排除 5 分鐘后，將自動嘗試并網(wǎng)。 （ a） 逆變器工作及保護原理 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)實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電功能，在并網(wǎng)發(fā)電時逆變器還采用了 MPPT 控制方式獲取光伏組件的最大輸出功率。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。 ? 分流： 為完成對雷電感應(yīng)過電流的分流，在每臺逆變器交直流側(cè)均設(shè)置電涌保護器。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 。 ? 接地： 本項目擬將防雷接地、保護接地、工作接地統(tǒng)一為一個共用接地裝置，接地就近接入原建筑地網(wǎng)，接地電阻值按不大于 4Ω 考慮。 （ f） 防雷接地設(shè)計 ? 直接雷防護： 各本工程無戶外配電裝置，不設(shè)獨立避雷針。 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。 （ e） 電纜敷設(shè)和防火 ? 電纜敷設(shè) i. 每個光伏發(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，沿屋面電纜橋架進入逆變器底部； ii. 每棟樓屋頂光伏分系統(tǒng)電能經(jīng)一臺交流配電箱匯流，以一回 電纜線路沿屋面電纜橋架進入地面電纜溝內(nèi)； iii. 全站 電纜通道根據(jù)整個建筑物布置情況設(shè)置，電纜主通道在適當位置穿入 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. 動力電纜和控制電纜在敷設(shè)時要同溝分層；電纜在無電纜溝的地方穿管暗敷。 建筑物內(nèi)部通道、樓梯間等處采用自帶蓄電池的應(yīng)急標志燈指示安全疏散通道和方向，應(yīng)急時間不少于 45 分鐘。 根據(jù)現(xiàn)場踏勘情況， 10kV 變電所內(nèi) 10kV 配電室內(nèi)設(shè)備為雙列布置，已安裝開關(guān)柜為單列布置，留有一列預(yù)留屏位及電纜溝， 防逆流控制柜及 交流配電柜布置在已建成的 10kV 配電室內(nèi)。 ? 電纜： 交流電纜根據(jù)線路距離按滿足線損小于 3%設(shè)計。 ? 防逆流控制柜： 300kW/臺，共 2 面 。 (b) 主要設(shè)備選擇 ? 交流配電箱： 柜內(nèi)配塑殼斷路器，進線為單相斷路器 或 三相斷路器，出線為三相斷路器 ，共23 臺 。 4） 電站交流系統(tǒng)設(shè)計 ? 電氣一次設(shè)計 中廣核太陽能開發(fā)有限公司 大亞灣太陽能屋頂 500kW 示范項目實施方案 17 (a) 電氣主接線 電氣主接線擬推薦方案如下： 500kWp 光伏發(fā)電系統(tǒng)分成兩個并網(wǎng)接入點，每個并網(wǎng)點的光伏發(fā)電功率約為 250kW。 圖 38 250kW 光伏發(fā)電系統(tǒng)總體技術(shù)方案框圖 如圖所示，根據(jù)每棟建筑屋頂可布置太陽電池組件面積設(shè)計每個光伏發(fā)電分系統(tǒng)容量，接入 380V 交流配電箱或直接通 過電纜接至電網(wǎng)側(cè)的交流配電柜，經(jīng)防逆流控制器柜并入低壓電網(wǎng)實現(xiàn)上網(wǎng)發(fā)電。 500kWp 光伏發(fā)電系統(tǒng)分成兩個并網(wǎng)接入點，每個并網(wǎng)點的光伏發(fā)電功率約為 250kW。 中廣核太陽能開發(fā)有限公司 大亞灣太陽能屋頂 500kW 示范項目實施方案 16 各個光伏發(fā)電單元系統(tǒng)之間沒有直流的直接電氣聯(lián)系。項目實施前可根據(jù)詳細數(shù)據(jù)再進行核實，項目接入方案由接入系統(tǒng)最終確定。且大亞灣所處地區(qū)太陽輻照不是很強，一般不存在超發(fā)的可能。 南區(qū)變電所的 4和 5變壓器的容量總和基本保持在 250kW 左右。 根據(jù)廠區(qū)已建成的 10kV變電所 10kV開關(guān)柜的備用回路情況，擬分別接入 5廠用變的低壓側(cè)。 下表為國內(nèi) 380V 用戶側(cè)低壓光伏并網(wǎng)項目的不完 全統(tǒng)計。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，一般在配置太陽能發(fā)電系統(tǒng)時，太陽能發(fā)電功率不超過上級變壓器容量的 30%。 ? 光伏發(fā)電分系統(tǒng)設(shè)計方案 項目電站 500kWp 光伏發(fā)電系統(tǒng)由 23 個平鋪固定安裝的國產(chǎn)晶體硅光伏發(fā)電分系統(tǒng)（每棟建筑屋頂布置的光伏發(fā)電系統(tǒng)為一個光伏發(fā)電分系統(tǒng)）組成。 根據(jù)項目 500kWp 的建設(shè)規(guī)模及當前的技術(shù)發(fā)展水平，綜合考慮本項目工程建設(shè)的管理、施工、電站的運行和維護管理等，本項目總體技術(shù)方案擬采用 “集中安裝建設(shè)，多支路上網(wǎng) ”的 “模塊化 ”技術(shù)方案。 ? 光伏發(fā)電站： 當多臺交流防雷配電柜并聯(lián)后至電網(wǎng)或再升壓后至電網(wǎng)所構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)即為一座光伏發(fā)電站。 2） 電站發(fā)電系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu) ? 光伏發(fā)電單元系統(tǒng)： 一定容量的太陽電池方陣與 1 臺容量匹配的逆變器直接連接后所構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)稱為光伏發(fā)電單元系統(tǒng)。 ? 電站監(jiān)控系統(tǒng)： 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)需要設(shè)置必要的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，對光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備運行狀況、實時氣象數(shù)據(jù)進行監(jiān)測與控制，確保光伏電站在有效而便捷的監(jiān)控下穩(wěn)定可靠的運行。 1） 本報告所述 建筑 光伏電站的主要系統(tǒng) ? 電站直流發(fā)電系統(tǒng)： 指太陽電池方陣到逆變器直流側(cè)的電氣系統(tǒng)，包括太陽電池組件及逆變器等 。即電站規(guī)模容量可以由不同類型的電池組件組成，不同電池組件有不同的比例。其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心元件是太陽電池組件和并網(wǎng)逆變器。 光伏方陣將太陽能轉(zhuǎn)化為電能（直流電），并通過匯流箱及直流配電柜傳遞到與之相連的逆變器上，逆變器采用 MPPT（最大功率跟蹤）技術(shù)最大限度將直流電（ DC）轉(zhuǎn)變成交流電（ AC），輸出符合電網(wǎng)要求的電能，經(jīng)過升壓站與中壓電網(wǎng)（ 110kV）連接。 并網(wǎng)光伏電站主要由光伏方陣、并網(wǎng)逆變器、輸配電系統(tǒng)及遠程監(jiān)測通信系中廣核太陽能開發(fā)有限公司 大亞灣太陽能屋頂 500kW 示范項目實施方案 12 統(tǒng)組成，包括太陽電池組件、直流電纜、逆變設(shè)備、交流防雷配電柜、交流電纜、 配電母線段等。 ? 光伏板為平鋪，地形無坡度，太陽能電池組件支架 陣列的布置重點考慮避免建筑物屋頂周邊女兒墻、周圍建筑及屋頂設(shè)施對電池組件的陰影遮擋，在此前提下盡可能的利用屋面面積布置光伏板；水平布置時考慮了排水因素。 ? 位于已建建筑物屋頂?shù)奶柲茈姵亟M件支架底部不與原有屋面發(fā)生連接，采用在屋面上設(shè)置鋼底框，鋼底框型鋼與電池組件支架鋼支柱、鋼支柱與支架主梁、支架主梁與次梁均通過螺栓連接的方案，達到不破壞現(xiàn)有建筑物屋頂防水層、支架施工快捷、組裝方便的目的。 6）土建設(shè)計方案 本項目太陽能電池組件支架全部布置于現(xiàn)有建筑物的屋頂，根據(jù)甲方提供資料及現(xiàn)場踏勘了解，現(xiàn)有建筑物的屋頂現(xiàn)狀均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、剛性或柔性防水屋面。同時，考慮到支架縱向穩(wěn)定性，在部分跨間設(shè)置連接角鋼，底框梁選用 8 號槽鋼。 4）支架計算數(shù)據(jù) 根據(jù)以上方案比較，工程選用平鋪支架形式，下面為平鋪支架結(jié)構(gòu)的計算過程。建議由原設(shè)計單位根據(jù)底框鋼梁傳至樓面線荷載 kn/m 進行結(jié)構(gòu)核算較為穩(wěn)妥。 ? 結(jié)論 平鋪支架形式對屋面的結(jié)構(gòu)要求低，型鋼用鋼量較固定傾角支架較少且不需設(shè)置混凝土配重塊，底