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1、光伏系统技术培训研讨会新疆2003,第十一讲 光伏系统对负载的要求和选择 第十二讲 光伏系统的安装、调试和运行 第十三讲 光伏系统常见故障及排除 第十四讲 光伏系统的日常维护 国家发改委世界银行全球环境基金 中国可再生能源发展项目 2003. 09. 1722,光伏发电系统配置,光伏电站设备配置图,直流光伏发电系统,交流光伏发电系统,第十一讲 光伏系统对负载的要求和选择（一）,1、负荷的分类：直流交流，特性（冲击性非冲击性），重要一般； 不同类型的交流负载 ： 电阻性负载：白炽灯泡，电子节能灯、电加热器等。 电流与电压同相，无冲击电流； 电感性负载：例如电动机，电冰箱，水泵等。 电压超前于电流
2、，有冲击性； 电力电子类负载：荧光灯（带电子镇流器的），电视机，计算机等。 有冲击电流。,第十一讲 光伏系统对负载的要求和选择（二）,电感性负载的浪涌电流： 电动机：额定电流的5-8倍，时间为 50 .150 ms 电冰箱：额定电流的5-10倍，时间为 100 .200 ms 彩电的消磁线圈和显示器：额定电流的2-5倍，时间为 20 .100 ms 电力电子类负载的峰值电流(振幅系数 1),第十一讲 光伏系统对负载的要求和选择（三）,2、负荷参数和对电源的要求：电压、电流、功率、功率因数，波形，频率等；,第十一讲 光伏系统对负载的要求和选择（四）,3、负载的数量、每日工作时间、时段以及负载的同
3、时率； 4、今后可能再增加的负载（如果是光伏电站，其容量应当能够覆盖建站后5年的负荷增长）。 系统：1000Wp太阳电池，48V400Ah，逆变器 1KVA,第十一讲 光伏系统对负载的要求和选择（五）,结论： 1、用高效率电器 - 不用:白炽灯泡，使用:荧光灯 2、不用电加热器（电热水器、电暖器、电饭煲等）； 3、禁止使用：冲击钻、电焊机、空调； 4、对于冲击电流大的负荷，如电冰箱、洗衣机、电视机、水泵等时，要求逆变器留有较大余量以保证可靠性， 另外增加逆变器的软起动功能和合适的过流延时； 5、对于某些具有待机功能的电器，如电脑、遥控电视等，一定要彻底关机，不要用待机状态；断电时，也应当将逆变
4、器关断以减少不用电时的损耗； 6、户用电源除太阳电池外应尽可能装在一体化机箱内，并且做成即插即用（plug and play).,10W光伏户用一体化电源,20W光伏户用一体化电源,20W光伏户用一体化电源,200Wp光伏户用一体化电源,第十二讲 光伏系统的安装、调试和运行（一）,太阳电池的安装 ：安装地点（防止遮挡），太阳电池支架，电池板的螺丝，电缆的选型（抗高低温和紫外线老化），电缆的密封引出，方阵引出线，安装方向、角度和安全，接头注意牢靠和防腐；光伏电站还要考虑方阵基础 ，安装高度，电池板的一致性，接线箱（含防反充二级管和防雷保安器），太阳电池方阵间距以及方阵支架的接地等。 太阳电池的调
5、试：安装结束要检查正负极性，测量开路电压和短路电流，并检查接线质量；光伏电站安装完毕要先测量总的电压和电流，如果不正常，则应当断开各个支路分别测量。,布格-朗伯定律: SD= S0Fm S0 = 1350W/m2 余弦定律: ST = SDCOS Z m=1/Sin * P/P0 Sin = SinSin+Cos Cos Cos N =23.5Sin(360*(284+N)/365) DT = Dp(1+CosZ)/2 RT = Qp(1-CosZ)/2 S QT = ST+DT+RT,Sin = SinSin+Cos Cos Cos,冬至上午9：00,Z,太阳电池地面安装,太阳电池屋顶安装（
6、一）,太阳电池屋顶安装（二）,太阳电池立柱安装,第十二讲 光伏系统的安装、调试和运行（二）,蓄电池的安装 ：安装位置尽可能靠近太阳电池的进线和控制器，电缆和接头的选择和连接（最好事先做好），蓄电池的安装方向，安装顺序和安全，防止短路（使用绝缘工具），接头注意绝缘、牢靠和防腐蚀；开口电池要注意安装时不要泄漏，要求单独放置；光伏电站蓄电池的安装还要考虑蓄电池的组合。电池组电压很高，为了避免误触电和以外短路，一般串联回路中留出一只连接板先不接，与控制器接好后，确定无短路现象后最好再接通这一连接板。蓄电池室的地面防腐，蓄电池室的通风、防冻、防高温、防爆和排水。 蓄电池的调试：安装结束（蓄电池和控制器两
7、侧都已接好）要测量蓄电池的电压，正负极性，并检查接线质量和安全性。开口电池还要测量电液比重；光伏电站安装完毕要先测量蓄电池总电压和单只电压。单只电压要求一致（静止开路电压的差别不得超过0.1V）。如果是固定式电瓶，还应当测量比重（充满后）和调整液面高度。安装完毕要将蓄电池盖盖好，以免失水。,蓄电池箱内安装,蓄电池落地和上架安装,第十二讲 光伏系统的安装、调试和运行（三）,控制器的安装 ：户用控制器一般已经安装在一体化机箱内。安装时注意先连接蓄电池，再连接太阳电池和输出，连接时注意正负极性并注意接线质量和安全性 ；光伏电站大型控制器一般都经过远程运输，所以就位后先检查内部连线和螺丝是否松动，拧紧
8、后再开始接线。大型控制器同样要求先接入蓄电池。连接太阳电池时应当将太阳电池的输入开关打在关断状态，以免拉弧。电站控制器一般都有防雷和抗干扰保护，因此就会有接地端，一定要接地（ 10欧姆）。 控制器的调试：安装结束后，首先观察蓄电池的电压是否正常，然后测量充电电流，如果有条件，再观察蓄电池的充满保护和蓄电池欠压保护电压是否正确（一般出厂前已经调好）；光伏电站的大型控制器分为普通型和智能型。普通控制器只需要观察蓄电池电压、充电电流和放电电流，基本不须要调试。智能控制器在出厂前也已经调试好，一般现场也不须要调试，但可以检查一下电压设置点，温度补偿系数的设置，和手动功能是否正常。智能控制器一般还具有远
9、程通信功能，安装完毕一定要对通信功能进行调试（需要MODEM、电话和手提电脑）。,小型控制器接线,大型控制器的接线端子图,光伏电站微机监控系统,光伏电站微机监控系统,第十二讲 光伏系统的安装、调试和运行（四）,逆变器的安装 ：小型户用逆变器一般已经安装在一体化机箱内。接线前先将逆变器的输入开关打至断开状态，然后接线，接线时注意正负极性并注意接线质量和安全性。接好线后首先测量从控制器过来的直流电的电压是否正常，如果正常，再打开逆变器的输入开关；光伏电站大型逆变器一般都经过远程运输，所以就位后先检查内部连线和螺丝是否松动，拧紧后再开始接线。接线要求同小逆变器相同，但大功率逆变器一般都有防雷和抗干扰
10、保护，因此就会有接地端，一定要接地（ 10欧姆）。 逆变器的调试：安装结束后，如果输入直流电压正常，则在空载情况下（输出开关处于断开状态），打开逆变器的输出开关，等待逆变器的自检（大约然后测量输出电压，如果正常则检查负载电阻是否正常（电阻不得小于2欧姆），如果输出没有短路，则可以打开输出开关，使逆变器工作，然后观察逆变器的工作，30分钟后检查逆变器的温升；光伏电站大型逆变器的调试过程也大致相同，但光伏电站一般都配有交流配电柜，输出负载电阻的检查应当在配电柜调试完成后测量，线路电阻同样不得小于2欧姆。,大型逆变器的接线端子图,第十二讲 光伏系统的安装、调试和运行（五）,其他设备的安装 ：户用系统
11、还应当包括灯具、开关、插座的安装，同样要注意电缆的选取，安装的可靠性和安全性；光伏电站还要安装交流配电柜、输出限荷器、避雷针、防雷箱、输电线路和进户线等。 光伏发电系统安装和使用时的其它注意事项： 1、光伏发电系统第一次安装后应当现将蓄电池充满（一般要充3 天），蓄电池充满后再开始正式使用； 3、机间连接电缆的设计应当尽可能短，以减少电缆的损耗和成本。 电缆的选取应当注意：导线压降小于3，导线温度 20度，考 虑导线的强度，机外连线不得低于0.25 mm2; 2、使用过程中如果出现连续阴天，应当适当减少负荷 或适当缩短工作时间，尽可能避免蓄电池发生过放电。,12V光伏系统导线选取计算表,24V
12、光伏系统导线选取计算表,导线选取的计算,R LS ：铜的电阻率0.0176 106欧姆.米（20 C） L：导线长度（米） S:导线截面积（平方米） V = I R 如果：10KW的光伏电站，2000米远，导线多粗？假定 2000米处的负荷为2KW，则电流为：9.1A 于是：220V 0.03 = 9.1 0.0176 106 2000/S S = 48 mm2 电压提高到1000V，则 S2.3 mm2 电压提高到500V， 则 S 9.4 mm2,第十三讲 光伏系统常见故障及排除（一）,故障原因 闪电 误操作 安装 技术设计 设备和部件质量 技术方案,第十三讲 光伏系统常见故障及排除（二）
13、,太阳电池的常见故障：外电极断路，内部断路，旁路二极管接反，旁路二极管短路，热斑效应，接线盒脱落，导线老化，导线短路、断路，背膜开裂，EVA与玻璃分层进水，铝边框开裂，电池玻璃破碎，电池片或电极发黄（电阻增大），电池删线断裂，太阳电池被遮挡，太阳电池安装方向不对。,第十三讲 光伏系统常见故障及排除（三）,蓄电池的常见故障： 阀控密封电池：外壳开裂，极柱断裂，螺丝断裂，失水，漏液，胀气，不可逆硫酸盐化（充不进电，放不出电），电池内部短路。气阀质量不好，自放电率高。 固定式铅酸电池：外壳开裂，失水率高，结冰冻裂（电液浓度低），不可逆硫酸盐化（充不进电，放不出电），电池内部短路，活性物质脱落（容量降
14、低、造成短路）。,螺丝断在蓄电池极柱内,边远地区宜采用外螺栓连接,阀控密封电池胀气和外壳开裂,第十三讲 光伏系统常见故障及排除（四）,控制器的常见故障： 运输损坏，高压损坏（太阳电池开路电压），蓄电池极性反接损坏，电源（开关电源）失效，雷击损坏，工作点设置不对或漂移，空气开关或继电器触点拉弧，无触点开关的晶体管损坏（耐压），霍尔传感器损坏，温度补偿失控。 逆变器的常见故障： 运输损坏，极性反接损坏，内部电源（开关电源）失效，雷击损坏，功率晶体管损坏（短路、冲击性负载、过热），输入电压不正常（过压、欠压），输出保险损坏（负载短路，线路短路），输入输出接头发热。,第十三讲 光伏系统常见故障及排除（
15、五）,系统的常见故障 停止供电（现象：逆变器无输出。（配电柜、输出限荷器跳闸）；可能原因：线路故障，用户端负载故障，蓄电池欠压，逆变器故障；检查办法：断开负载，检查设备和线路；故障排除：排除线路或负载故障后重新开机，逆变器自身的故障由用户自己或请厂家排除）； 蓄电池亏电（现象：控制器告警，逆变器停机；原因：阴雨天过长，负荷过重，控制器故障，太阳电池输入端故障，连接线路故障，蓄电池本身故障；检查：分析天气和负荷，逐路检查太阳电池，检查控制器，逐一检查单体蓄电池；故障排除：修复故障点，补充充电（启动备用电源或停电检修）；注意：蓄电池一旦发生亏电，一定要完全充满后再恢复使用。一旦出现阴天，蓄电池电压
16、明显下降，则应当采取措施（减少负荷或缩短供电时间），尽可能避免蓄电池过放电。 雷击 ：最可能损坏的设备排序：逆变器、控制器、太阳电池。 解决办法：架设避雷针和增加线路防雷（自动恢复型）。,雷击对电路板的损坏,防雷措施,可恢复的防雷器 不可恢复的防雷器,防雷隔离箱,防雷模块,第一组线路输入输出端子,第二组线路输入输出端子,防雷接地汇流排,防雷隔离箱技术参数 标称通流量：20KA（820S），5次； 最大通流量：50KA（820S），1次； 响应时间：25nS; 残压小于：600V；,第十四讲 光伏系统的日常维护（一）,设备的日常维护和定期检查； 让用户掌握系统的操作使用，对于光伏电站则应当建立电站的操作管理规程； 让用户懂得使用光伏系统的常识，
