《太阳能光伏并网发电系统设计与应用 李英姿第八章 太阳能光伏并网系统工程实例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《太阳能光伏并网发电系统设计与应用 李英姿第八章 太阳能光伏并网系统工程实例（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章 太阳能光伏并网系统工程实例,北京建筑大学 李英姿,第一节 光伏并网发电系统的设计,一、光伏并网发电应考虑的问题 （1）总体设计。 （2）大型光伏电站与高压电网并网接入系统和保护装置。 （3）抗风沙、自洁能力强、抗紫外、抗老化、耐高低温的光伏组件。 （4）三相光伏并网逆变系统中的电网不平衡问题以及对抗策略。 （5）多机并联方式实现大型光伏并网逆变系统的控制调度策略、MPPT寻优算法。 （6）电网闪变及波动对并网逆变器的影响和对抗策略。 （7）多台逆变器同时并网的互相影响及对抗策略。 （8）大型光伏电站中心参数监测计量及监控体系。 （9）大型光伏电站中多台并网逆变器同时运行情况下的反孤岛效
2、应问题，并研究可靠的控制策略抵制孤岛效应。 （10）太阳电池和单、双轴跟踪式平板光伏阵列。 （11）成本分析和电价测算,2019/5/18,2,北京建筑大学 李英姿,第一节 光伏并网发电系统的设计,4. 施工图设计 （1）设备接线图。 （2）设备位置图。 （3）系统走线图。 （4）线缆选型。 （5）设备细化选型。 （6）防雷设计。 （7）配电设计。 （8）基础设计。 （9）支架强度计算。 （10）支架部件、装配详图。 （11）系统效率计算。,2019/5/18,3,北京建筑大学 李英姿,第二节 影响光伏并网发电效率的因素,一、自然因素 1. 太阳几何因素 （1）太阳时。 （2）太阳高度角。 （
3、3）太阳方位角。 （4）太阳赤纬角。 （5）日出与日落时角。 （6）日照时角。 （7）太阳光谱。 （8）基准光。 （9）地球表层大气外界上空的垂直太阳辐射强度。 （10）太阳辐射量等。,2. 地理纬度 3. 海拔高度 4. 地形因素 倾斜面上太阳光线入射角受坡度、坡向、纬度、赤纬角和时角的控制 i太阳光线入射角； 赤纬角； 地理纬度； 地形坡度； 坡向； 时角。,2019/5/18,4,北京建筑大学 李英姿,第二节 影响光伏并网发电效率的因素,5. 大气质量 6. 大气透明度,不同太阳高度时的大气质量,当h在3090时地面上一点的大气质量,hz太阳天顶角 h太阳高度角,2019/5/18,5,
4、北京建筑大学 李英姿,第二节 影响光伏并网发电效率的因素,二、阴影问题,2019/5/18,6,北京建筑大学 李英姿,第二节 影响光伏并网发电效率的因素,2019/5/18,7,北京建筑大学 李英姿,第二节 影响光伏并网发电效率的因素,2019/5/18,8,北京建筑大学 李英姿,第二节 影响光伏并网发电效率的因素,三、积灰 1. 积灰遮挡效应,2019/5/18,9,北京建筑大学 李英姿,第二节 影响光伏并网发电效率的因素,2. 温度效应,2019/5/18,10,北京建筑大学 李英姿,第二节 影响光伏并网发电效率的因素,3. 腐蚀效应,2019/5/18,11,北京建筑大学 李英姿,第二节
5、 影响光伏并网发电效率的因素,四、热斑效应,2019/5/18,12,北京建筑大学 李英姿,第二节 影响光伏并网发电效率的因素,2019/5/18,13,北京建筑大学 李英姿,第二节 影响光伏并网发电效率的因素,五、设备因素,2019/5/18,14,北京建筑大学 李英姿,第三节 小型光伏并网系统设计,一、小型光伏电站 1. 根据国际能源机构（IEA）分类 小规模光伏电站的容量在100kW以下。 2. 根据接入电压分类 接入电压等级为0.4kV低压电网为小型光伏电站。 小型光伏电站的装机容量一般不超过200kWp。 二、10kW光伏并网系统设计 1. 设计总则 （1）光伏系统的并网点选择低压配
6、电柜。 （2）并网逆变器的直流输入端加装直流配电箱。 （3）并网逆变器采用三相四线制的输出方式。 2. 电池组件及方阵支架的设计,光伏电池组件的主要技术参数,18块串联成1路，共5路。,光伏电池方阵的主要技术参数,2019/5/18,15,北京建筑大学 李英姿,第三节 小型光伏并网系统设计,3. 并网逆变器,并网逆变器技术参数,4. 配电室设计 将并网发电系统逆变器放在并网点的低压配电室内，否则要单独建一座46m2的低压配电室。,5. 并网发电系统的防雷 （1）挖2m深的地线坑，采用40mm扁钢，引出线采用35mm2铜芯电缆，接地电阻应小于4。 （2）在配电室附近建一个接闪杆，高15m，并单独
7、做一地线，方法同上。 （3）方阵电缆进入配电室的电压为DC220V，采用PVC管地埋，加浪涌保护器保护。方阵的支架应保证良好的接地。 （4）并网逆变器交流输出线采用防雷箱一级保护（并网逆变器内有交流输出浪涌保护器）。,2019/5/18,16,北京建筑大学 李英姿,第三节 小型光伏并网系统设计,6. 并网发电系统配置表,7. 10kW并网发电系统光电场配套图样,2019/5/18,17,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,一、大型光伏电站 大型规模光伏电站的容量在110MWp范围内。 接入电压等级为66kV以上电网的光伏电站为大型光伏电站。 二、10MWp光伏并网发电系统 1.
8、 总体方案 对于10MWp的太阳能光伏并网发电系统，采用分块发电、集中并网方案，将系统分成10个1MWp的光伏并网发电单元，分别经过0.4/35kV变压配电装置并入电网，最终实现将整个光伏并网系统接入35kV中压交流电网进行并网发电的方案。 按照10个1MWp的光伏并网发电单元进行设计，并且每个1MW发电单元采用4台250kW并网逆变器的方案。,2019/5/18,18,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,2. 光伏电池阵列设计,2019/5/18,19,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,（2）安装倾角40。 （3）串并联方案。250kW并网逆变器的直流工作电
9、压范围为DC450880V，最佳直流电压工作点为DC560V。 串联组件数量 考虑温度变化系数，取光伏电池组件18块串联，单列串联功率为 单台250kW逆变器需要配置光伏电池组件并联的数量,1MWp太阳能光伏电伏阵列单元设计为340列支路并联，共计6120块光伏电池组件，实际功率达到1009.8kWp。 整个10MWp系统所需165Wp电池组件的数量 实际功率达到10.098MWp。 光伏并网发电系统需要165Wp的多晶硅光伏电池组件61200块，18块串联，3400列支路并联的阵列。,2019/5/18,20,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,（4）太阳能光伏阵列的布置 1
10、）光伏电池组件阵列间距设计。为了避免阵列之间遮阴，光伏电池组件阵列间距应不小于D。 当地地理纬度（在北半球为正，南半球为负）； H阵列前排最高点与后排组件最低位置的高度差。 根据上式计算，求得=5025mm。取光伏电池组件前后排阵列间距5.5m。 2）太阳能光伏组件阵列单列排列。,2019/5/18,21,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,3）10MWp太阳能光伏组件阵列布置,2019/5/18,22,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,4）总占地面积计算 10MWp太阳能光发电站由1700个单列太阳能光伏阵列构成，前后排阵列间距5.5m。 占地面积=9354
11、72m244.13万m2 5）方阵支架基础。方阵支架基础采用C25钢筋混凝土现浇，预埋安装地脚螺栓。总计5100个基础，单体基础为0.256m3。 3. 光伏防雷汇流箱设计 （1）技术要求。光伏阵列防雷汇流箱满足以下要求： 1）满足室外安装的使用要求。,2）同时可接入6路太阳电池串列。 3）接入最大光伏串列的开路电压值可达DC900V。 4）熔断器的耐压值不小于DC1000V。 5）每路光伏串列具有二极管防反保护功能。 6）配有光伏专用高压浪涌保护器，正极负极都具备防雷功能。 7）采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值，可承受的直流电压值不小于DC1000V。,2019/5/18,23,
12、北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,（2）配置。每6个太阳电池串列单元需要配备1台光伏方阵防雷汇流箱，250kW并网逆变器需要配置10个汇流箱，10MWp光伏并网发电系统共需配置400台光伏方阵防雷汇流箱。 （3）接线 （4）布置,2019/5/18,24,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,4. 直流配电柜 每台直流配电柜按照250kWp的直流配电单元进行设计，1MWp光伏并网单元需要4台直流配电柜。每个直流配电单元可接入10路光伏方阵防雷汇流箱，10MWp光伏并网系统共需配置40台直流配电柜。每台直流配电柜分别接入1台250kW逆变器。,2019/5/18,
13、25,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,5. 并网逆变器 6. 交流防雷配电柜 2个250kWp的并网单元配置1台交流防雷配电柜及计量装置，系统共需配置20台交流防雷配电柜。 7. 交流升压变压器 采用35kV电压并网。选用5台0.4/（3538.5）kV、额定容量为2500kVA的升压变压器分支路升压。,2019/5/18,26,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,8. 系统构成 9. 35kV接入电网,2019/5/18,27,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,10. 输电线路 （1）线路设计。并网逆变器后经0.4kV电缆线路送至0.4k
14、V低压柜至升压变压器，就地升压后经35kV电缆线路送至环网柜，由环网柜汇集后输送到35kV输电线路上，通过35kV输电线路送到变电站35kV侧母线，再经变电站主变升压后送入电网。电缆线路敷设方式采用直埋方式。 （2）截面积选择 1）低压电缆选择。子系统采用4并1方式，即4个250kW，出口电压为400V的太阳电池方阵逆变器，并入一台升压变压器。每个方阵额定电流达到约380A，电缆选择YJV-0.6/1kV-3240+1120mm2，每个子系统需要4回路电缆。 2）35kV高压电缆选择。每台变压器35kV侧环网柜之间的联络电缆及与变压器之间的连接电缆采用YJV22-26/35kV-350mm2。
15、 站内电缆汇集后，采用YJV22-26/35kV-370mm2电缆送入变电站内。,2019/5/18,28,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,11. 变电系统 （1）变压器容量。每4个250kW方阵发电额定容量为1000kW，选择1250kVA变压器。 （2）35kV环网柜。采用35kV环网柜。柜内采用真空负荷开关及熔断器，并配有接闪器。 （3）400V开关柜。采用抽屉式开关柜，每台变压器低压侧配置一面馈线柜，一面进线柜。每面馈线柜可接4台250kW并网逆变器，并配有电流表。每面进线柜通过母线桥与变压器400V侧连接，并配有电流、电压及电能表。可以检测400V母线及并网逆变器
16、的运行情况。 （4）无功补偿。站内设SVG无功补偿装置。 （5）电能计量。计量点设在变电站35kV开关柜侧，同时在光伏电站的每台变压器的0.4kV侧装设一块多功能数字式电能表。,2019/5/18,29,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,12. 35kV系统保护 （1）35/0.4kV配电变压器保护。35/0.4kV配电变压器保护采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的保护配置。变压器馈线间隔还增加高遮断容量后备式限流熔断器来提供保护。 （2）高遮断容量后备式限流熔断器选择。熔断器作为线路保护、并网逆变器以及整个光伏并网系统的保护使用，并通过选择合适的熔断器曲线，实现上级熔断器与下级熔断器及熔断器与变电站保护之间的配合。 （3）中压防雷保护单元。选用复合式过电压保护器，可有效限制大气过电压及各种真空断路器引起的操作过电压，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用。,2019/5/18,30,北京建筑大学 李英姿,第四节 大型光伏并网系统设计,13. 0.4kV配电保护装置 以250
