60KW并网方案最新

1、浙江宝利特新能源股份有限公司浙江宝利特新能源股份有限公司40KW40KW 光伏并网系统光伏并网系统技技 术术 方方 案案合肥阳光电源有限公司2009-7一、光伏并网发电系统简介及概述一、光伏并网发电系统简介及概述江厦 40kwp 光伏并网发电项目，组件采用 185wp 的单晶硅组件，开路电压44.6v，短路电流 5.46a，工作电压 36.8v，工作电流 5.03a针对 40kwp 的太阳能电站，我公司采用分块发电、集中并网方案，设计太阳能方阵分两个单元，采用 1 台 SG10K3 和一台 SG30K3 并网逆变器，对于 10KW 单元，太阳能电池 9 块串联为一方阵，共 6 个方阵，需太阳能

2、电池组件 54 块,功率 9.99KW；对于 30KW 单元，太阳能电池 9 串为一个方阵，共 18 个方阵，需太阳能电池组件 162 块，功率为 29.97KW；此部分共需太阳能电池组件 216 块，实际总功率 39.96KW。为了减少电池串列到逆变器之间的连接线，以及方便操作和维护，本系统的电池串列采用分段连接，逐级汇流的方式接线。即先将部分电池串列通过光伏阵列防雷汇流箱（以下简称“汇流箱”）汇流，通过直流电缆再接至直流防雷配电柜汇流，然后再与逆变器的直流侧相连。汇流箱的的防护等级为 IP65，可直接固定在太阳电池支架上，其接线方式为 6 进 1 出，整个系统需配置 4 个汇流箱。交直流防

3、雷配电柜为户内安装，整个系统配置一台交直流防雷配电柜，交直流防雷配电柜具有 4 路直流输入接口，与 4 台汇流箱相连接，通过内部的配电汇流后与 1 台 SG10K3，1 台 SG30K3 并网逆变器的直流侧连接。为了实时监测并网发电系统的运行状态和工作参数以及环境条件，系统应配置 1 套监控装置和环境监测仪，包括工业 PC 机、网络监控软件和显示装置。系统的通讯方式可通过 RS485 或以太网(Ethernet)实现。整个系统实际总功率为 39.96kwp。光伏电站发电经过逆变器输出工频 50赫兹、AC380V 交流电，输出电力直接接入 250KVA 低压变压器低压侧，经过低压变压器低压侧输送

4、到各用电单位。二、系统的安全可靠评估二、系统的安全可靠评估为了确保系统的安全可靠发电，其安全可靠评估可从电能质量、电网稳定性、孤岛效应保护等几个主要方面进行综合评估：( (1 1) )电能质量方面电能质量方面1 1对电网电压的影响对电网电压的影响电网电压的影响从两方面考虑，首先是太阳能发电站并网后对电网的冲击和电压波动，对于日出日落的自然并网、脱网情况，一般出现在早晨并网，傍晚脱网，由于此时太阳能发电器实际上输出功率已经很小，因此对电网没有冲击；当发电设备需要人工调度停机或紧急停机时，其逆变器的功率变化率将严格满足 GB/Z19964光伏发电站接入电力系统技术规定的相关要求，因此对电网电压的影

5、响将保证在规定范围内。其次是并网发电设备自身对电网的适应性，并网逆变器将在三相 380V15范围内运行，这个范围已经远高于国家标准，以适应有可能的电网电压波动。2 2对电网频率的影响对电网频率的影响电网的额定频率为 50Hz，由于并网逆变器内部安装了同步锁相电路，因此逆变器时刻与电网同步运行，同时为能够适应在分布式发电站或微型电网应用的要求，实际的逆变器频率可自动适应至 47Hz-51.5Hz。3 3对电网谐波的影响对电网谐波的影响逆变器在运行时不应造成电网电压波形过度的畸变和注入电网过度的谐波电流，并且逆变器满负载（线性负载）运行时，其电流总谐波畸变率限值为3%。4 4功率因数功率因数并网逆

6、变器为能够最大限度的利用，其并网功率因数可达到 0.99 以上，符合相关国家的标准。5 5直流分量注入直流分量注入当电网中存在直流分量时对电网的影响是不可忽视的，本光伏电站中并网逆变器，由于其内部已安装了工频隔离变压器，其注入电网的直流分量小于额定交流电流的 0.5%。( (2 2) )孤岛效应保护孤岛效应保护所谓“孤岛效应”是指当电网的部分线路因故障或维修而停电时，停电线路由所连的并网发电装置继续供电，并连同周围负载构成一个自给供电的孤岛的现象。一般来说，孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响，主要包括：电力公司输电线路维修人员的安全危害；影响配电系统上的保护开关动作程序

7、；电力孤岛区域所发生的供电电压与频率的不稳定现象；当电力公司供电恢复时所造成的相位不同步问题；太阳能供电系统因单相供电而造成系统三相负载的欠相供电问题。防止孤岛效应的基本点和关键点是电网断电的检测，本公司的 SG 系列并网逆变器采用了两种“孤岛效应”检测方法：被动式和主动式防孤岛保护方案。被动式检测方法：指实时检测电网电压的幅值、频率和相位。当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否失电。由于被动式方案的检测范围有限，因此为了满足逆变器防孤岛保护安全标准的要求，必须采用主动式方案。主动式方案通过有意地引入扰动信号来监控系统中电压、频率以及阻

8、抗的相应变化，以确定电网的存在与否。主动式检测方法：指对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否失电。本产品中采用的一种方法就是通过在并网电流中注入很小的失真电流，通过测量逆变器输出的电流的相位和频率，采用正反馈的方案，加大注入量。当电网有电时，该扰动对电网电压和频率没有任何影响，当电网失电时，该扰动将会引起电网电压和频率发生较大变化，从而判断是否出现了电网失电情况。根据 UL1741 和 Q/SPS 222007（企业标准）相关标准的要求,逆变器检测到电网失电后，会在 0.2 秒内立即停止工作并与电网断开。当电网恢复供电时，逆变器并不会立即投入运行，而是需要持续检测电网信号在一

9、段时间内（如 5 分钟）完全正常，才重新并网投入运行。( (3 3) )系统具有完善的保护功能系统具有完善的保护功能本公司生产的并网逆变器完全参照相关的国家和国际标准（如 IEEE929-2000，UL1741）进行设计，提供了完善的系统保护功能。. .a a“孤岛效应孤岛效应”防护技术防护技术“孤岛效应”指在电网失电情况下，发电设备仍作为孤立电源对负载供电这一现象。“孤岛效应”对设备和人员的安全存在重大隐患，体现在以下两方面：一方面是当检修人员停止电网的供电，并对电力线路和电力设备进行检修时，若并网光伏电站的逆变器仍继续供电，会造成检修人员伤亡事故；另一方面，当因电网故障造成停电时，若并网逆

10、变器仍继续供电，一旦电网恢复供电，电网电压和并网逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异，会在这一瞬间产生很大的冲击电流，导致设备损坏。先进的防护技术均采用了两种“孤岛效应”检测方法，包括被动式和主动式两种检测方法。被动式检测方法指实时检测电网电压的幅值、频率和相位，当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否失电；主动式检测方法指对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否失电。本产品中采用的一种方法就是主动对逆变器输出的电流在并网点的频率进行小的扰动，当电网有电时，该扰动对电网电压的频率没有任何影响，当电网失电时，该扰动将会引

11、起电网电压频率发生较大变化，从而判断是否出现了电网失电情况。此外，在并网逆变器检测到电网失电后，会在 0.2 秒内立即停止工作，当电网恢复供电时，并网逆变器并不会立即投入运行，而是需要持续检测电网信号在一段时间（如 5 分钟）内完全正常，才重新投入运行。. .b b直流电压保护直流电压保护由于并联在直流母线上的电解电容有一定的耐压值，所以当逆变器的直流输入电压数值超过此设备最高耐压值时，将是十分危险的。逆变器将在 0.2s 内停机，将逆变器与电网断开，并发出警示信号。为了抗 AD 检测的误差干扰，当连续 10 次直流电压采样均超出范围时，将进行直流电压保护。当直流输入电压数值低于 MPPT 范

12、围时，逆变器此时无法将直流能量并入交流电网。如果此时逆变器已经处于运行状态，逆变器将在 3 分钟内判断直流欠压而内停机，同时将逆变器与电网断开。而如果逆变器处于停止状态，则直流电压必须大于启动电压值，逆变器才开始工作。用户需要特别注意在不同的季节的情况下，环境温度对于太阳电池阵列开路电压的影响，防止直流过压。. .c c交流电网电压保护交流电网电压保护逆变器正常运行时，电网公共连接点（PCC）处的电压允许偏差应符合GB12325 的规定。三相电压的允许偏差为额定电压的7%，三相电网额定电压为380V。当电网电压过高或过低时，逆变器在 0.2s 内与电网断开，同时发出警示信号。在实际应用过程中，

13、由于中国电网电压波动比较大，为了增加逆变器的适用范围，并网光伏逆变器的工作电网电压范围可以由用户设定，三相并网逆变器的最大范围为 380V15%。. .d d交流电网频率保护交流电网频率保护逆变器正常运行时，电网公共连接点（PCC）处频率的允许偏差应符合GB/T 15945-1995 的规定，即偏差值允许0.5Hz。电网额定频率为 50Hz。通过DSP 芯片的 CAPTURE 引脚检测出电网频率，当频率超出 50Hz0.5Hz 时，系统在 0.2s 内进行频率保护，将逆变器与电网断开，同时发出警示信号。为了抗干扰，连续 3 次频率超出设定范围时保护。在实际应用过程中，为了增加逆变器的适用范围，

14、并网逆变器的工作频率范围可以由用户设定,三相并网逆变器的最大范围为 4751.5Hz。. .e e过载保护过载保护并网逆变器采用电流的限定方式进行过载保护。当并网交流电流等于额定电流的 110时，将停止 MPPT 工作方式，而限定并网电网电流为额定电流的110。同时，DSP 采集逆变器机箱内和散热器上的温度，并依据该温度进行并网电流的调整。当散热器温度低于 53时，逆变器依据 MPPT 方式工作。当散热器温度达到 53以上时，逆变器将启动散热风扇动作。当散热器温度达到 70时，逆变器将根据温度的高低相应地减小并网电流。当散热器温度达到 80时，逆变器将暂时停止工作，等待温度降低后再次启动。.

15、.f f直流输入端反接保护直流输入端反接保护依靠 IPM 模块中的反向续流二极管，逆变器可以在直流输入端反接时，将直流端短路。由于太阳电池可以短路。所以，此时不会对系统中的器件产生损害。用户可以依据逆变器没有任何反应做出直流输入端反接的判断。三、系统的主要构成三、系统的主要构成太阳能光伏并网发电系统的主要构成如下：太阳电池组件；太阳电池支架；直流侧防雷配电单元；光伏并网逆变器；隔离型升压变压器交流防雷配电单元；监测和发电计量单元；整个系统的连接线以及防雷接地装置；环境监测仪等。四、系统的主要配置四、系统的主要配置1 1）太阳电池组件）太阳电池组件组件采用 185wp 的单晶硅组件。分两个单元，

16、采用 1 台 SG10K3 和一台 SG30K3 并网逆变器，对于 10KW 单元，太阳能电池 9 块串联为一方阵，共 6 个方阵，需太阳能电池组件 54 块,功率 9.99KW；对于 30KW 单元，太阳能电池 9 串为一个方阵，共 18 个方阵，需太阳能电池组件 162 块，功率为 29.97KW；此部分共需太阳能电池组件 216 块，总功率 39.96KW。2 2）光伏并网逆变器）光伏并网逆变器系统配置 1 台 SG10K3,1 台 SG30K3.逆变器参数逆变器参数型型号号SG10K3SG10K3SG50K3SG50K3隔离方式工频变压器工频变压器最大太阳电池阵列功率11KWp33KW

17、p最大阵列开路电压450Vdc880Vdc太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范围220-380450Vdc820Vdc最大阵列输入电流50 A130AMPPT 精度9999额定交流输出功率10 KW50KW总电流波形畸变率3%（额定功率时）0.990.99最大效率94.5%95%欧洲效率93.5%94%允许电网电压范围（三相）330V450AC330V450AC允许电网频率范围4751.5Hz4751.5Hz夜间自耗电0W30W通讯接口RS485RS485冷却方式风冷风冷保护功能极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护等使用环境温度2040使用环境湿度095%，不结露尺寸（深宽

18、高）530*900*5008201964646设备外观图（供参考）设备外观图（供参考）SG10K3SG10K3SG30K3SG30K33 3）光伏阵列防雷汇流箱）光伏阵列防雷汇流箱为了减少光伏阵列到逆变器之间的连接线及方便日后维护，本系统在室外配置光伏阵列防雷汇流箱，该汇流箱可直接安装在电池支架上。光伏阵列防雷汇流箱(型号:SPVCB-6)的性能特点如下：(1户外壁挂式安装，防水、防锈、防晒，满足室外安装使用要求；(2可同时接入 6 光伏阵列，每路光伏阵列的最大允许电流为 10A；(3光伏阵列的最大开路电压值为 DC900V；(4每路光伏阵列配有光伏专用高压直流熔丝进行保护，其耐压值为DC10

19、00V；(5直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用高压防雷器，防雷器采用菲尼克斯品牌；(6直流输出母线端配有可分断的直流断路器，断路器采用 ABB 品牌；光伏阵列防雷汇流箱的电气原理框图如下图所示：整个并网系统配置 5 台汇流箱。4 4）直流防雷配电单元）直流防雷配电单元太阳电池阵列通过光伏阵列防雷汇流箱在室外进行汇流后，通过电缆接至配电房的直流防雷配电柜再进行一次总汇流。汇流后输入逆变器。直流防雷配电单元的电气原理接线图如下图所示：直流防雷配电柜的每个配电单元都具有可分断的直流断路器、防反二极管和防雷器。断路器选用 ABB 品牌，防雷器选用菲尼克斯品牌。5 5）交流防雷配电柜）交流防雷配电柜光伏并网逆变器的交流输出，经过交流防雷配电柜的计量电度表和配电后，再到电网侧的总输出空开及防雷并入电网。6 6）环境监测仪）环境监测仪该装置由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、控制盒及支架组成，适用于气象、军事、船空、海港、环保、工业、农业、交通