设计培训资料-并网发电系统选型、设计、成本分析

太阳能光伏发电部件原理及系统设计培训班

——并网发电系统选型、设计、本钱分析报告人：钟建安1目录1.并网系统选型3.并网光伏电站工程的本钱分析2.并网光伏电站的设计24.并网光伏电站设计案例1.并网系统选型

1.1并网系统的原理3光伏系统按接入公共电网的方式可分为并网光伏系统和独立光伏系统。并网光伏系统是指将光伏阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅值、同频、同相的交流电，并实现与电网衔接的系统。并网光伏系统又可以分为集中式并网光伏系统和分布式并网光伏系统。图1-1并网系统和独立系统1.并网系统选型

图1-3并网光伏电站等值简化电路大型并网光伏电站主要由光伏阵列、直流防雷配电柜、逆变器、交流防雷配电柜、变压器和监控系统等组成。图1-2并网光伏电站系统框图4根据发电量与用电量关系和当地电力供应可靠性的特点，并网光伏系统可分为以下几种方式：发电量大于用电量，且当地电力供应不可靠，那么有逆流和储能安装的并网光伏系统；发电量大于用电量，且当地电力供应比较可靠，那么有逆流无储能安装的并网光伏系统；发电量小于用电量，且当地电力供应不可靠，那么无逆流有储能安装的并网光伏系统；发电量小于用电量，且当地电力供应比较可靠，那么无逆流无储能安装的并网光伏系统。1.并网系统选型

51.并网系统选型1.2光伏并网电站规模等级划分根据国际能源机构〔IEA〕的分类：小规模〔100kW以下〕中规模〔100kW-1MW〕大规模〔1MW-10MW〕超大规模〔10MW以上〕根据装机容量确定光伏电站的等级根据电压等级确定光伏电站的等级根据国家电网开展〔2021〕747号文件分类：小型光伏电站——接入电压等级为0.4kV低压电网的光伏电站中型光伏电站——接入电压等级为10-35kV电网的光伏电站大型光伏电站——接入电压等级为66kV及以上电网的光伏电站61.并网系统选型1.3光伏并网发电方式图1-4集中式并网发电原理框图〔1〕集中式并网发电适宜于安装朝向一样且规格一样的光伏阵列，在电气设计时，采用单台逆变器集中并网发电方案实现联网功能。7图1-5分布式并网发电原理框图1.并网系统选型〔2〕分布式并网发电适宜于安装不同朝向或不同规格的光伏阵列，在电气设计时，可将同一朝向且规格一样的光伏阵列经过单台逆变器并网发电，多台逆变器分布式并网发电方案实现联网功能。81.4主要设备配置和选型1.4.1光伏组件选型1.并网系统选型光伏组件类型光伏组件通常分为晶体硅组件和非晶硅组件〔薄膜组件〕。晶体硅组件又可以分为单晶硅组件和多晶硅组件。光伏组件的技术性能相比，晶体硅光伏组件技术成熟，且产品性能稳定，运用寿命长，缺点率极低，运转维护最为简单。商业用化运用的光伏组件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两者相差不大，最后是薄膜组件。

9单晶硅组件多晶硅组件薄膜组件薄膜组件具有与建筑结合良好的顺应性、更强的弱光呼应，更优良的高温性能、更低的本钱以及对更强的抗遮挡才干。1.并网系统选型101.并网系统选型与建筑相合的BIPV组件，主要有以下几类型：1)双玻璃光伏组件：由两片玻璃，中间复合太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串、并联聚集引线的整体构件，具有良好的透光特性，能满足建筑对采光的要求；2)瓦形太阳电池组件：可以替代屋顶上的瓦的太阳电池组件，直接在未铺设瓦的屋顶上；3)PV-LED一体化组件：采用双层玻璃，一面为太阳照射面，另一面为发光二极管发光面。白天电池把太阳光能转化成电能储存起来，夜晚储存的电能给LED照明提供能量；4)光伏遮阳组件：是将太阳能光伏技术与传统的遮阳安装结合在一同的新型光伏建筑构件。111.并网系统选型图1-6晶硅电池在不同辐照下开路电压和短路电流关系温度一样时，随着日照强度的添加，光伏组件开路电压几乎不变，短路电流有所添加。光伏组件电气特性121.并网系统选型图1-7晶硅组件在不同辐照和温度下的功率特性曲线温度一样时，随着日照强度的添加，光伏组件开路电压几乎不变，短路电流有所添加，最大输出功率添加；13日照强度一样时，随着温度的升高，光伏组件的开路电压下降，短路电流有所添加最大输出功率减小；无论在任何温度和日照强度下，光伏组件总有一个最大功率点，温度〔或日照强度〕不同，最大功率点位置也不同。1.并网系统选型图1-8S-280D在不同辐照度条件下和不同温度条件下I-V和P-V特性曲线14光伏组件主要技术目的效能参数：组件效率:额定功率输出功率误差：普通±3%填充系数：串联电阻越小同时并联电阻的耗损电流越小，填充系数就越大。弱光等级下的效率衰减〔每平方米200W的日光辐射〕衰减率：普通5年不超越5%，10年不超越10%，25年不超越20%温度系数：〔开路电压、短路电流、最大功率〕从性能偏向、弱光特性和温度特性进展评价。1.并网系统选型151.并网系统选型1)光伏组件选型应满足运用场所的要求〔如建筑物的类型和运用要求〕，选用大功率、高效率的晶体硅组件，从性价比思索，宜优先单晶硅，并且单晶硅组件效率不低于15%，多晶硅组件效率不低于14%。2)光伏建筑一体化组件选型时需满足以下要求：美观性主要是光学要求、颜色、外形质感和透光率；构造性主要是承压、防雨、隔音、隔热等；平安性主要是电性能平安、构造可靠；功能性主要是温度通风要求、防热斑、方便安装等。光伏组件选型思索要素161.并网系统选型3)光伏组件的电性能与逆变设备的匹配：光伏组件性能参数具有离散的特性，主要表如今：a.光伏组件本身电性能参数的差别。即使同一公司不同标称功率的组件都会具有不同的衰减率。另外，在25年的运用寿命内光伏组件会有不超越20%的衰减，由于组件衰减不能够同步，组件的最大输出功率差别也比较大；b.光伏组件实践接遭到的太阳辐射量差别。在一样环境里，由于妨碍物呵斥的阴影、灰尘分布的不均匀等，使光伏组件实践发电量有差别。光伏组件性能参数的离散性或者辐照强度条件的差别均会呵斥光伏组串在并联情况下的能量损失，并且差别会随着任务时间加长而越来越大。17温度对组件电性能影响分析：当电池的任务温度升高时，晶体硅和非晶硅电池组件都会出现T温度任务时〔AM1.5，1000瓦/平方米〕的最大输出功率下降的情况，但下降幅度是不同的。其计算公式是：Pmeffec=PmX[1+a(T-25℃)]其中Pmeffec——为组件在T温度任务时〔AM1.5，1000瓦/平方米〕的最大输出功率；Pm——为组件在25℃，规范测试条件下〔AM1.5，1000瓦/平方米〕的最大输出功率；a——为组件的功率温度系数〔非晶硅太阳电池最正确输出功率Pm的温度系数约为-0.19%，单晶硅、多晶硅电池最正确输出功率Pm的温度系数约为-0.5%〕1.并网系统选型181.4.2光伏并网逆变器选型1.并网系统选型并网逆变器类型并网逆变器主要功能是实现直流与交流的逆变。按能否带变压器可分为无变压器型和有变压器型。对于无变压器型逆变器，最大效率98.5%和欧洲效率98.3%；对于有变压器型逆变器，最大效率97.1%和欧洲效率96.0%。

19按组件接入情况划分组串式、多组串式、组件式和集中式。1.并网系统选型图1-9光伏并网逆变器分类集中式组串式组件式20不同接入方式并网逆变器特性对比1.并网系统选型211.并网系统选型根据功率不同和能否带变压器，型号各异。组串型光伏并网逆变器型号常有1.5KW、2.5KW、3KW、10KW、20KW、30KW、50KW；电站型光伏并网逆变器常有：100KW、250KW、500KW、800KW、1000KW、1250KW。型号中假设带K，那么表示带变压器，假设带TL，那么表示无变压器。三相工频隔离并网逆变器优点：构造简单、具有电气隔离、抗冲击性能好、平安可靠；缺陷：效率相对较低、较重；其电气原理图如以下图所示。例如对应于合肥阳光产品有：SG50K3、SG100K3、SG250K3，其额定电网电压为380VAC。图1-10三相工频隔离并网逆变器电气原理图22三相直接逆变不隔离光伏并网逆变器优点：效率高、体积小、构造简单；缺陷：无电气隔离，光伏组件两端有电网电压。其电气原理图如以下图所示。例如对应于合肥阳光产品有：SG500KTL，其额定电网电压为270VAC。1.并网系统选型图1-11三相直接逆变不隔离光伏并网逆变器电气原理图231.并网系统选型并网逆变器主要技术参数直流输入：最大直流电压最大功率电压跟踪范围最大直流功率系统：最大效率欧洲效率MPPT效率耗电〔夜间/待机〕通讯接口交流输出：额定输出功率额定电网电压额定电网频率功率因数总电流波形畸变率241.并网系统选型并网光伏系统逆变器的总额定容量应根据光伏系统装机容量确定，并思索系统运用场所。并网逆变器的数量应根据光伏系统装机容量及单台并网逆变器额定容量确定。并网逆变器选择应符合以下几点：并网逆变器应具备自动运转和停顿功能、最大功率跟踪控制功能和防止孤岛效应功能；应具有并网维护功能〔过/欠压，过/欠频，电网短路维护，孤岛效应维护，逆变器过载维护，逆变器过热维护，直流极性反接维护，逆变器对地漏电维护〕，与电力系统具备一样的电压、相数、相位、频率及接线方式；应满足高效、节能、环保的要求。逆变器需求根据功率、直流输入电压范围、开路电压、最大效率及欧洲效率、能否带隔离变压器、单位投资本钱以及供应商售后效力等进展选型。并网逆变器选型思索要素251.并网系统选型1.4.3直流汇流设备——汇流箱和直流配电柜选型为了减少直流侧电缆的接线数量，提供系统的发电效率，方便维护，提高可靠性，对于大型光伏并网发电系统，普通需求在光伏组件与逆变器之间添加直流汇流安装〔汇流箱和直流配电柜〕，汇流箱进展一次汇流，直流配电柜进展二次汇流。同规格、一定数量的光伏组件串联成光伏阵列组串，接入光伏阵列汇流箱进展汇流，光伏阵列配置光伏公用防雷器和直流断路器，具有防雷和分断功能，以方便后级逆变器的接入，维护了系统平安，大大缩短系统安装时间。光伏防雷汇流箱根据最大光伏阵列并联输入路数，具有不同的型号常用的有6、8和16等。261.并网系统选型直流防雷配电柜主要是将汇流箱输出的直流电缆接入后进展汇流，再接至并网逆变器。根据工程需求和对应逆变器，配置不同的直流配电单元。该配电柜含有直流输入断路器、防反二极管、光伏公用防雷器等，操作简单和维护方便。1.4.4交流配电柜选型交流防雷配电柜主要是经过配电给逆变器提供并网接口，每个交流配电柜单元输入与输出回路配置交流断路器，并配置交流防雷器以作电涌维护。配电柜根据需求配置电压表、电流表及电能计量安装等。271.并网系统选型1.4.5防逆流控制器选型对于不可逆并网系统，为了防止光伏并网系统逆向发电，系统需求配置一套防逆流安装，经过实时监测配电变压器低压出口侧的电压、电流信号来调理光伏系统的发电功率〔限功率、切断〕，从而到达光伏并网系统的防逆流功能。根据电网接入点与逆变室位置，决议防逆流安装网侧电流、电压采样和控制部分能否需求分别。即方式一防逆流控制柜和防逆流控制箱或方式二防逆流控制器。图1-12防逆流控制原理281.并网系统选型1.4.6升压变压器选型升压变压器在选型时，首先就清楚工程地的环境条件如海拔高度、环境温度、日温差、年平均温度、相对湿度、地震裂度等；以及电力系统条件如系统额定电压、额定频率、最高任务电压、中性点接地方式等。接着进展变压器的型式选择，常用的有油浸式变压器、干式变压器以及组合式变压器。根据铁芯资料不同，又可以分为普通硅钢片和非晶合金，非晶合金由于损耗低、发热少、温升低，与硅钢片相比运转性能更稳定。光伏电站的主变压器选型时，需求思索以下几方面：⑴光伏电站区域单元容量：在确定主变压器的额定容量时，需求留有10%的裕度；291.并网系统选型⑵负载损耗和空载损耗：思索光伏发电的特殊性即白天发电，不论发电安装能否输出功率，只需变压器接入系统，变压器一直产生空载损耗。要求变压器的负载损耗尽量低，假设变压器夜间运转，那么要求空载损耗也要低；⑶过载才干：根据选择的主变压器方式〔干式和油浸式〕，干式变压器过载才干比较强，油浸式过载才干比较低，可充分利用其过载才干，适当减小变压器容量，使其主运转时间处于满载或短时过载。⑷维护：最好免维护。(5)根据工程实践确定变压器高压、低压进出线方式。从设备可靠性、性价比、节能等方面思索，大型光伏电站的变压器优先选用干式变压器。30目录1.并网系统选型3.并网光伏电站工程的本钱分析2.并网光伏电站的设计314.并网光伏电站设计案例2.并网光伏电站的设计2.1并网光伏电站设计思索要素(1)不同安装方位角及倾角对光伏系统影响正南和最正确倾角使方阵面上全年接纳的太阳辐照量最大，发电量最大。(2)阴影遮挡对光伏系统影响暂时遮挡：树叶、积雪、鸟粪、灰尘等；工程地周围遮挡；建筑物遮挡；本身遮挡：阵列；322.并网光伏电站的设计图2-1不同阴影遮挡对光伏系统影响332.并网光伏电站的设计(3)光伏组件与逆变器的匹配性(4)组串的一致性(5)汇流的合理性2.2并网光伏电站设计光伏电站设计主要包括三部分：系统总体设计部分、电气设计部分、建筑与构造设计部分。系统总体设计包括：总体布置设计、系统方案设计、阵列设计、电站消防设计、电站给排水设计等；电气设计部分包括：电气一次设计和电气二次设计；电气一次设计：接入系统设计、直流/交流系统设计、电站防雷接地设计等；34电气二次设计：维护、调度、计量和通讯；光伏电站监控系统设计等；建筑与构造设计部分包括：支架设计、支架根底设计、配电室和升压站设计等。2.2.1系统总体设计2.并网光伏电站的设计光伏电站设计第一步是站址的选择，主要从三方面：自然条件的调查：太阳辐射量；地理位置；交通条件；水源等。接入电网条件：与接入点的间隔；接入点电压等级等；环境影响：有无阴影遮挡；积雪、雷击、沙尘等352.并网光伏电站的设计〔1〕总体布置设计光伏系统设计以合理性、适用性、高可靠性和高性价比为原那么。在保证光伏系统长期可靠运转，充分满足负载用电需求的前提下，使系统的配置最合理、最经济。以高的性能比率〔PR〕和年平均发电量(kWh/kWp)以及低的LCOE(元/kWh)为设计目的，进展总体布置设计。主要表达在模块化设计〔通常以1MW为系统单元〕，直流和交流的优化规划等。〔2〕系统方案设计系统主电气接线图；电站电气布置图〔汇流箱、配电室和升压站布置以及电缆走向〕。汇流箱布置：规那么且相对集中，便于就近设置电缆沟。362.并网光伏电站的设计确定配电室位置：根据汇流箱分布情况，利用途径最优化方法，同时兼顾思索升压站位置，确定配电室位置，使汇流箱至配电室线路最短，配电室至升压站线路也短。〔2〕光伏阵列设计光伏阵列倾斜角和方位角设计确定光伏阵列倾斜角需求使方阵面上全年接纳的太阳辐照量最大，同时思索光伏组件降雨自清洁和积雪自去除效果，以及与建筑结合情况。在与建筑良好结合和思索组件自清洁情况下，光伏阵列倾斜角选择时根据不同倾斜角下年总辐射量最大进展。372.并网光伏电站的设计普通情况下，光伏阵列朝向正南即方位角为0°时，太阳能电池发电量最大，故确定光伏阵列的方位角为0度。安装光伏系统的建筑，主要朝向宜为南向或接近南向。不同朝向与发电量关系统如以下图，不同地点和不同气候条件下，不同朝向发电量的比例是不一样的。注：假定向南倾斜纬度角安装的发电量为100%图2-2光伏阵列朝向与发电量关系图382.并网光伏电站的设计光伏阵列间距设计图2-2方阵间距计算表示图光伏阵列的行间间隔与日照和阴影有关，假设光伏阵列附近有高的建筑物或树木情况下，需求计算建筑物或树木的阴影，以确定阵列与建筑物的间隔。392.并网光伏电站的设计普通确定原那么：保证冬至当天上午9：00至下午3：00光伏方阵不应被遮挡。其计算公式如下：太阳高度角的公式：sin=sinsin+coscoscos太阳方位角的公式：sinβ=cossin/cos式中：为当地纬度；为太阳赤纬，冬至日的太阳赤纬为-23.5度；为时角，上午9:00的时角为45度。D=cosβ×L，L=H/tan，=arcsin(sinsin+coscoscos)402.并网光伏电站的设计光伏阵列的串并联设计根据并网逆变器的最大直流电压、最大功率电压跟踪范围，光伏组件的开路电压、额定电压及其温度系数，确定光伏组件的串联数。在设计光伏阵列的串联数时，应留意以下几点：[1]光伏组件的规格类型及安装角度坚持一致。[2]需思索光伏组件的最正确任务电压〔Vmp〕和开路电压〔Voc〕的温度系数，串联后的光伏阵列的最正确任务电压应在逆变器MPPT范围内，开路电压不超越逆变器的最大允许电压。[3]晶体硅和非晶硅组件电压温度系数参考值如下：晶体硅组件任务电压温度系数：-0.45%V/℃，晶体硅组件开路电压温度系数：-0.34%V/℃；非晶体硅组件任务电压温度系数：-0.28%V/℃，非晶体硅组件开路电压温度系数：-0.28%V/℃。412.并网光伏电站的设计根据逆变器引荐光伏阵列任务点电压(Vimp)和组件最正确任务电压〔Vmp〕，粗定光伏阵列的串联数即Ns=Vimp/Vmp。思索温度影响即工程地最高气温暖最低气温，验算在最高气温下，光伏阵列最正确任务电压不低于逆变器最小MPPT电压；在最低气温下，光伏阵列开路电压不高于逆变器最大直流电压，光伏阵列最正确任务电压不高于逆变器最大MPPT电压；Voct=Ns×Voc×(1+α)〔t-25〕式中：Voct——光伏阵列开路电压〔V〕；Ns——光伏阵列的串联数；Voc——组件的开路电压〔V〕；α——组件开路电压的温度系数；t——实践气温；42[4]光伏系统的设计温度应满足工程地最低和最高温度，普通情况取：-10℃~70℃。在设计光伏阵列的并联数(Np)时，应留意以下几点：[1]光伏阵列组串的电气特性一致即光伏组件的规格类型、串联数量及安装角度应坚持一致；[2]接至同一台逆变器；[3]在光伏阵列设计时，需求综合思索电气布置，合理确定汇流箱、电缆沟和配电室位置，使线路最短。Np=光伏电站组件总数/Ns2.并网光伏电站的设计432.并网光伏电站的设计光伏阵列根本单元设计根据光伏组件串联数和支架加工性设计光伏阵列根本单元，思索电气施工，根本单元组件数量是串联数的整数倍。陈列数根据设计要求普通是1~5块。图2-3光伏根本单元陈列数是2块的示图442.并网光伏电站的设计2.2.2电气设计部分〔1〕电气一次设计1〕接入系统设计国内光伏系统接入主要参考规范〔国家电网公司〕“光伏电站接入电网技术规定〞“分布式电源接入电网技术规定〞光电建筑一体化系统接入光伏建筑一体化系统普通直接接入用户侧，自发自用。分布式发电和微型电网成为其主流方式，其接入要求参考“分布式电源接入电网技术规定〞为主。452.并网光伏电站的设计分布式电源接入电压等级宜按照：11200kW及以下分布式电源接入380V电压等级电网200kW以上分布式电源接入10kV(6kV)及以上电压等级电网经技术经济比较，采用低一电压等级接入优于高一电压等级接入时，可采用低一电压等级接入。大型光伏电站系统接入普通为大型集中式，通常在发电侧并网；采用“不可逆流〞并网方式〔电流是一方向的〕；并入高压电网〔10kV-220kV〕，无储能；装机容量比较大，普通5MW以上。其接入要求参考“光伏电站接入电网技术规定〞为主。46普通原那么参与接入容量要求：11小型光伏电站原那么上不宜超越一级变压器供电区域内的最大负荷的25%T接于公用电网的中型光伏电站总容量宜控制在所接入的公用电网线路最大保送容量的30%内电能质量要求在线监测要求——需加装在线监测安装2.并网光伏电站的设计大中型光伏电站：数据可以远传小型光伏电站：具备一年及以上的存储才干472.并网光伏电站的设计详细要求——参照现有相关国家和国际规范功率控制和电压调理根本原那么：大中型光伏电站应具备相应电源特性，可以在一定程度上参与电网的调压、调频、调峰和备用。482.并网光伏电站的设计在电力系统事故或紧急情况下，大中型光伏电站应根据电力调度部门的指令快速控制其输出的有功功率，必要时可经过平安自动安装快速自动降低光伏电站有功功率或切除光伏电站；此光阴伏电站有功功率变化可超出规定的有功功率变化最大限值。事故处置终了，电力系统恢复正常运转形状后，光伏电站应按照电力调度部门指令依次并网运转。49光伏电站的无功功率和电压调理的方式包括调理逆变器无功功率、调理无功功率设备投入量、调整光伏电站升压变压器的变比等。光伏电站宜充分利用逆变器的无功调理才干进展无功率和电压调理。

2.并网光伏电站的设计小型光伏电站输出有功功率大于其额定功率的50%时，功率因数应不小于0.98(超前或滞后)输出有功功率在其额定功率的20%~50%之间时，功率因数应不小于0.95(超前或滞后)502.并网光伏电站的设计小型光伏电站在电网频率异常的呼应要求：对于小型光伏电站，当并网点频率超越49.5~50.2Hz的范围时，应在0.2s内停顿向电网线路送电。电网异常时的呼应特性根本原那么：小型光伏电站当做负荷对待，应尽量不从电网吸收无功或向电网发出无功。512.并网光伏电站的设计根本原那么：大中型光伏电站该当做电源对待，应具备一定的耐受电网频率和电压异常的才干，可以为坚持电网稳定性提供支撑。图2-4大型和中型光伏电站的低电压耐受才干要求对于三相短路缺点和两相短路缺点，考核电压为光伏电站并网点线电压；对于单相接地短路缺点，考核电压为光伏电站并网点相电压。522.并网光伏电站的设计平安维护根本原那么：光伏电站或电网异常、缺点时，为保证设备和人身平安，应具有相应继电维护功能，保证电网和光伏设备的平安运转，确保维修人员和公众人身平安。根本要求：光伏电站应配置相应的平安维护安装，光伏电站的维护应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，与电网的维护相匹配。532.并网光伏电站的设计过流维护：光伏电站应具备一定的过电流才干，在120%倍额定电流以下，光伏电站延续可靠任务时间应不小于1min。防孤岛：光伏电站必需具备快速检测孤岛且立刻断开与电网衔接的才干，其防孤岛维护应与电网侧维护相配合。逆功率维护：当光伏电站设计为不可逆并网方式时，应配置逆向功率维护设备。当检测到逆向电流超越额定输出的5%时，光伏电站应在0.5~2秒内停顿向电网线路送电。恢复并网：系统发生扰动后，在电网电压和频率恢复正常范围之前光伏电站不允许并网，且在系统电压频率恢复正常后，光伏电站需求经过一个可调的延时时间后才干重新并网，延时取决于当地条件。542.并网光伏电站的设计调度自动化与通讯大中型光伏电站应具有有功功率调理才干，并能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。大型和中型光伏电站必需具备与电网调度机构之间进展数据通讯的才干。通讯系统满足继电维护、平安自动安装、调度自动化及调度等业务对电力通讯的要求。光伏发电系统的继电维护、自动化、通讯和电能计量安装的配置和整定，应在工程可行性研讨阶段列入电网接入系统的论证报告，经校验合格后方能投入运用，并应与光伏发电工程工程同步设计、同步建立、同步验收、同步投入运用。552.并网光伏电站的设计电网接入主要设备电压等级接入设备0.4KV低压配电柜10KV低压开关柜：提供并网接口，具有分断功能双绕组升压变压器：0.4/10KV双分裂升压变压器：0.27/0.27/10KV（TL逆变器）高压开关柜：计量、开关、保护及监控35KV低压开关柜：提供并网接口，具有分断功能双绕组升压变压器：0.4/10KV,10/35KV（二次升压）

0.4KV/35KV（一次升压）双分裂升压变压器：0.27/0.27/10KV,10KV/35KV

（TL逆变器）高压开关柜：计量、开关、保护及监控562〕直流/交流系统设计直流发电系统设计直流发电系统设计主要指逆变器直流侧前的，包括光伏阵列、汇流箱和直流配电柜的设计以及直流电缆选型。直流线缆包括汇流箱——直流防雷配电柜和直流防雷配电柜——并网逆变器。直流电缆选择时应符合：选择适宜的线径，将线路损耗控制在2%以内；耐压1KV，阻燃；额定载流量应高于断路器整定值〔短路维护〕，其整定值应高于光伏方阵的标称短路电流的1.25倍；根据能否直埋，决议选择铠装或普通电缆。2.并网光伏电站的设计572.并网光伏电站的设计1MW并网光伏系统直流发电系统典型案例：光伏组件S-280D多晶硅组件，并网逆变器SG500KTL，8路光伏防雷汇流箱，500KW直流配电柜。光伏阵列的串联数是16，500KW光伏阵列配置了14个8路光伏防雷汇流箱。详见以下图：图2-51MW并网光伏系统直流发电系统典型案例582.并网光伏电站的设计光伏防雷汇流箱设计按最大可输入路数设计不同路数的光伏防雷汇流箱，常用的有6、8和16路。汇流箱防水、防尘、防锈、防晒、防腐蚀，满足室外安装运用要求；采用光伏公用直流防雷器，正极对地、负极对地、正负极之间都应防雷；另外可以根据需求配置组串电流监测功能。图2-6光伏阵列防雷汇流箱电气原理框图592.并网光伏电站的设计直流防雷配电柜设计直流配电柜设计需符合：[1]符合<低压成套开关设备和控制设备>规范；[2]直流配电柜根据与之匹配的逆变器进展设计；[3]直流输入和输出回路应配有可分断的直流断路器，直流输入回路配置防反二极管，并且其断路器选型与汇流箱容量匹配；[4]直流输出回路配置光伏公用直流防雷器，正负极都具备防雷功能；[5]柜体高度和颜色与相邻逆变器和交流配电柜相匹配；[6]输入和输出接线端子满足汇流箱接入和逆变器接出的要求，并留用足够备用端子，接线端子设计应能保证电缆线可靠衔接，应有防松动零件，对既导电又作紧固用的紧固件，应采用铜质零件。602.并网光伏电站的设计交流防雷配电柜设计交流配电柜设计需符合：[1]符合<低压成套开关设备和控制设备>规范；[2]每个交流配电单元的输入侧〔即每一路输入〕和输出回路均应配有可分断的交流断路器，满足系统额定电压、额定电流、短路缺点容量等要求；[3]配电柜根据需求配置电压表、电流表及电能计量安装等；[4]柜体高度和颜色与相邻逆变器和直流配电柜相匹配；[5]输入和输出接线端子满足逆变器和电网接入的要求，并留用足够备用端子。[6]交流配电柜设置防雷器，作电涌维护。612.并网光伏电站的设计3〕电站防雷接地设计防雷接地设计应符合：[1]光伏建筑的防雷等级分类及防雷措施应按<建筑物防雷设计规范>GB50057的相关规定执行，进展光伏系统防直击雷和防雷击电磁脉冲。[2]光伏发电系统和并网接口设备的防雷和接地，符合<光伏〔PV〕发电系统过电压维护导那么>〔SJ/T11127〕的规定。[3]接地安装及设备接地按<交流电气安装的接地>〔DL/T621〕和<防止电力消费艰苦事故的二十五项重点要求>的有关规定进展设计。622.并网光伏电站的设计图2-7大型光伏电站典型防雷方案光伏电站防雷电接地维护措施包括：光伏阵列支架防雷接地；相邻光伏阵列支架进展等电位结合；机房做好整体屏蔽和对外接地。对需求接地的光伏发电系统设备，应坚持接地的延续性和可靠性。接地安装的接地电阻值必需符合设计要求。当以防雷为目的的进展接地时，其接地电阻应小于10Ω。光伏发电系统维护接地、任务接地、过压维护接地运用一个接地安装，其接地电阻不大于4Ω。632.并网光伏电站的设计光伏系统经过在汇流盒和直流汇流箱添加直流防雷模块、交流配电柜添加交流防雷模块、通讯设备添加RS485总线防雷模块进展电涌维护，防感应雷。〔2〕电气二次设计光伏电站监控系统设计由于光伏发电不同于常规水电、火电机组发电，即光伏发电会随当地日照变化而变化，白天发电，夜间不发电，因此对于光伏电站监控及电网调度提出特殊的要求，即需求并网发电系统的群控、功率预测与调峰和能量管理等。在监控系统架构方面，采用分层分布式构造，与常规厂站综合自动化系一致样架构。通常分站级控制层、间隔层、过程层和底层设备层。642.并网光伏电站的设计站级控制层能量管理系统过程层间隔层底层设备层各电源控制图2-8大型光伏电站综合自动化系统架构表示图652.并网光伏电站的设计2.2.3建筑与构造设计部分1)支架设计支架设计要点：[1]应具有接受系统自重、风荷载、雪荷载、检修动荷载和地震作用的才干，满足50年一遇最大风载和雪载以及7级烈度要求；[2]安装方便和快速；[3]结合建筑和发电性能，确定朝向、倾角以及方阵间距，即方位角朝正南方向和最正确倾角安装，以获得最大发电量；方阵间距确定原那么是保证冬至当天上午9：00至下午3：00光伏方阵不应被遮挡；[4]倾角确定需思索组件降雨自清洁和积雪自去除；[5]阵列根本单元应为组串数整数倍和思索支架加工才干。662.并网光伏电站的设计2)支架根底设计独立根底方案条形根底方案螺旋钢桩根底方案支架根底类型主要分为独立根底、条形根底和螺旋钢桩根底。从施工本钱和资料费用思索，选择最优的方案。672.并网光伏电站的设计2.3光伏系统发电量的估算其中：HA——为平均年太阳能辐射值；Eg——为多年平均年辐射总量MJ/m2；PAZ——组件安装容量，kWp；K——综合效率系数，影响要素包括：光伏组件安装倾角、方位角；光伏发电系统年利用率；光伏组件转换效率；光照有效系数；逆变器平均效率；电缆线损、变压器铁损系数等。682.并网光伏电站的设计综合效率系数69目录1.并网系统选型3.并网光伏电站工程的本钱分析2.并网光伏电站的设计704.并网光伏电站设计案例3.并网光伏电站工程的本钱分析

1〕按2021年欧元价钱实值计算2〕超越1MWp的光伏系统图3-1光伏系统价钱开展图技术提高和容量效应是价钱下降的主要缘由。3.1大型光伏系统价钱开展趋势和平均发电本钱分析713.并网光伏电站工程的本钱分析1〕超越1MWp的光伏系统，性能比85%；至2020年及2020年后运用期限分别为25年和30年；操作&维护本钱为资本支出的1.5%；WACC债务融资：6.4%；2021年系统价钱：2800-2600欧元/kWp2〕最低和最高平准发电本钱分别对应价钱变动区间中最低和最高的整套系统价钱图3-22021年、2020年、2030年-阳光地带太阳能辐射条件下的光伏系统平准发电本钱平价上网可以提早实现。723.并网光伏电站工程的本钱分析3.2影响大型并网光伏电站投资收益的关键要素上网电价\初始投资补贴：上网电价直接决议光伏电站营业收入高低；工程投资：电站维护本钱很低，初始投资占总本钱比例极高；日照条件\系统效率：日照条件和系统效率高低直接决议发电量多少；运营年限：工程工程的运营年限越长，整体投资收益越明显；技术选择：组件类型选择〔晶硅/非晶硅〕，固定/跟踪〔单轴、双轴〕；政府政策：政府的税收政策、土地政策、金融扶持；上网条件：畅通的送出条件是确保所发电量上网的必要条件。电量、电价和运营年限与投资收益成正比；工程投资与投资收益成反正；电量、电价和工程投资对投资收益的敏感性比运营年限更高。733.并网光伏电站工程的本钱分析3.3工程投资分析以欧洲市场工程投资本钱分析为例费用名称单位MW/K欧元占比项目授权510登记税54第一年租金15EPC3300——光伏组件1480占EPC44.8%——逆变器250占EPC7.5%法律30项目管理20并网80保险20技术和保险咨询费25管理费150总计418474以工程地年平均日照时数1450h，年平均发电量1448MWh/a,电价0.100K欧元/MWh，FIT0.423K欧元/MWh测算，可知年售电收入144.8K欧元/MWh,年上网补贴612.504K欧元/MWh,总计757.304K欧元/MWh，估算投资期6年。总体趋势：由于组件和逆变器价钱下降比较多，光伏系统本钱下降比较明显，同时欧洲补贴也削减比较多，估计2021-2021年可以实现平价上网。3.并网光伏电站工程的本钱分析75目录1.并网系统选型3.并网光伏电站工程的本钱分析2.并网光伏电站的设计764.并网光伏电站设计案例4.并网光伏电站设计案例4.1工程概略北京某大厦光电建筑一体化工程地理位置：东经115°23′17″，北纬39°54′27″。采用用户侧低压并网的接入方案，自发自用，主要供大厦照明运用，根据现场实践情况，光伏发电系统主要安装在大楼顶部和大楼东南立面。光伏建筑一体化运用方式主要是两种，楼顶采用屋顶光伏方阵，东南立面采用透明光电幕墙。774.并网光伏电站设计案例4.2光伏阵列设计〔1〕光伏阵列倾斜角和方位角设计