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1、河北帅康1MW 光伏并网发电系统设计方案大连百拓能源工程二O一六年5月5日目 录一、方案简介2二、系统组成2三、相关标准和标准3四、设计过程34.1 并网逆变器34.1.1 技术指标44.2 太阳能电池组件44.3 光伏阵列防雷汇流箱54.4 直流防雷配电柜64.5 系统接入电网设计74.6 系统监控装置104.7 环境监测仪124.8 系统防雷接地装置12五、系统主要设备配置清单13六、系统原理框图14七、财务分析15工程地址：河北省保定市雄县位置：纬度38.98 经度116.1 水平辐照年总值：1328.6KWH/倾角辐照年总值：1668.8KWH/占地面积约：10000平方米建设费用约：
2、800万元首年发电利用小时数为;1307小时首年总发电量为：1307805 kwh 首年日发电量为：3583kwh25年总发电量为：29740712 KWH一、方案简介针对1MWp 的太阳能光伏并网发电系统工程，本公司建议承受分块发电、集中并网方案，将系统分成4 个250KW的并网发电单元，每个250KW 的并网发电单元都接入10KV 升压站的0.4KV 低压配电柜， 经过0.4KV/10KV(1250KVA)变压器升压装置，最终实现整个并网发电系统并入10KV 中压沟通电网。系统的电池组件选用265Wp-36V 单晶硅太阳能电池组件，其工作电压为35V，开路电压约为44V。经过计算， 每个光
3、伏阵列依据16 块电池组件串联进展设计，250KW 的并网单元需配置4 个光伏阵列，960 块电池组件,其功率为254.4KWp。则整个1MWp 并网发电系统需配置240 个电池串,共3840 块265Wp-36V 电池组件，实际功率约为1.0176MWp。为了削减光伏阵列到逆变器之间的连接线及便利日后维护，建议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，每个汇流箱可接入6 路太阳能电池串每个光伏阵列依据16 块电池组件串联，每250KW 并网单元配置10 台汇流箱，整个1MWp 并网系统需配置40 台光伏阵列防雷汇流箱。为了将每个250KW 并网单元的10 台光伏阵列防雷汇
4、流箱的直流输出汇入直流防雷配电柜后再接入250KW 逆变器，系统需要配置4 台直流防雷配电柜，每个配电柜直流输出分别接至250KW 逆变器。整个并网发电系统依据4个250KW的并网发电单元进展设计，每个发电单元配置1台250KW 逆变器，整个1MWp系统需配置4 台250KW 逆变器。每台逆变器的沟通输出(AC380/220V,50Hz)分别接入10KV 升压站的0.4KV 三相沟通低压配电柜。本系统需配置1 套10KV 升压站，包含10kV 主变(0.4/10KV, 1250KVA)、10kV 开关柜、0.4KV 开关柜以及直流电源、二次掌握柜等装置，柜与柜之间通过铜排或电缆连接。其中，0.
5、4KV 开关柜应配置4 路三相沟通低压输入接口(AC380/220V,50Hz)，通过电缆分别接至4 台250KW 逆变器的沟通输出端，从而实现整个并网系统并入10KV高压沟通电网。综上所述，本系统主要由太阳能电池组件、光伏阵列防雷汇流箱、直流防雷配电柜、光伏并网逆变器和10KV升压站所组成。另外，系统还配置1 套监控装置，用来监测系统的运行状态和工作参数。阵列方式为：16 片265Wp 电池组件串联一个电池串；6 组电池串并联接入一个光伏阵列防雷汇流箱；10 个光伏阵列防雷汇流箱汇入一个直流防雷配电柜；每个直流防雷配电柜输入一个光伏并网逆变器；4 组光伏并网逆变器输入10KV 升压站最终并入
6、电网。二、系统组成1MW 太阳能光伏并网发电系统主要组成如下： 太阳能电池组件及其支架；光伏阵列防雷汇流箱； 直流防雷配电柜；光伏并网逆变器带工频隔离变压器；10KV 升压站；系统的通讯监控装置； 系统的防雷及接地装置；土建、配电房等根底设施； 系统的连接电缆及防护材料； 三、相关标准和标准本并网逆变系统的制造、试验和验收可参考如下标准：GB 4208 外壳防护等级IP 代码equ IEC 60529:1998GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 20236-2023 光伏PV系统电网接口特性IEC 61727:2023,MODGB/T 19939-2023 光伏系统并网技术要求GB/Z
7、 19964-2023 光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T 2423.1-2023 电工电子产品根本环境试验规程 试验A：低温试验方法GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度GB/T 2423.2-2023 电工电子产品根本环境试验规程 试验B： 高温试验方法GB/T 2423.9-2023 电工电子产品根本环境试验规程 试验Cb：设备用恒定湿热试验方法GB 3859.2-1993 半导体变流器 应用导则四、设计过程4.1 并网逆变器此次光伏并网发电系统设计为4 个250KW 并网发电单元，每个250KW 并网发电
8、单元配置1 台型号为250KW 并网逆变器，整个系统配置4 台250KW 并网逆变器，组成1MWp 并网发电系统。4.1.1 技术指标直流侧参数：额定输入功率 250KW最大直流电压 880Vdc最大功率电压跟踪范围 450820Vdc最大直流功率 275kWp 最大输入电流 600A 沟通侧参数输出功率 250kW额定电网电压 400Vac允许电网电压 310450Vac额定电网频率 50Hz60Hz允许电网频率 4751.5Hz/5761.5Hz 总电流波形畸变率 3% (额定功率) 功率因素 0.99额定功率系统最大效率 97.1%欧洲效率 96.5%防护等级 IP20室内 夜间自耗电
9、100W允许环境温度 -25+55 冷却方式 风冷允许相对湿度 095%，无冷凝允许最高海拔 6000 米4.2 太阳能电池组件本系统选用单块为265Wp36V单晶硅太阳能电池组件，其工作电压为35V，开路电压约为44V。250KW 并网逆变器的直流工作电压范围为： 450Vdc820Vdc，最正确直流电压工作点为：560Vdc。经过计算:560V/35V=16,得出：每个光伏阵列可承受16 块电池组件串联。每个光伏阵列的峰值工作电压：560V，开路电压：704V，满足逆变器 的工作电压范围。对于每个250KW 并网发电单元，需要配置960 块265Wp 电池组件，组成4 个光伏阵列。整个1M
10、Wp 并网系统需配置3840 块265Wp 电池组件。注： 由1 6片2 6 5 W组件组成一个阵列。4.3 光伏阵列防雷汇流箱为了削减光伏阵列到逆变器之间的连接线及便利日后维护，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的性能特点如下：户外壁挂式安装，防水、防锈、防晒，满足室外安装使用要求； 可同时接入6 路光伏阵列，每路光伏阵列的最大允许电流为10A； 光伏阵列的最大开路电压值为DC900V；每路光伏阵列配有光伏专用高压直流熔丝进展保护，其耐压值为DC1000V；直流输出正负极之间配有光伏专用高压防雷器，进展防雷； 直流输出母线端配有可分断的直流断路器
11、；每个250KW 并网单元配置10 台汇流箱，整个1MWp 并网系统需配置40 台光伏阵列防雷汇流箱。4.4 直流防雷配电柜太阳电池阵列通过光伏阵列防雷汇流箱在室外进展汇流后，通过电缆接至配电房的直流防雷配电柜再进展一次总汇流，每个250KW 并网单元配置1 台直流防雷配电柜。每台直流配电单元接入10 台光伏阵列防雷汇流箱，汇流后接至250KW 逆变器。整个并网系统需配置4 台直流防雷配电柜。4.5 系统接入电网设计（1） 系统概述本系统承受的250KW 并网逆变器适合于直接并入三相低压沟通电网AC380V/50Hz，由于整个系统需要并入10KV 的沟通中压电网，所以本系统需配置1 套10KV
12、 升压站，该升压站主要包含10KV 主变(0.4/10KV,1250KW)、10KV 开关柜、0.4KV 开关柜以及直流电源、二次掌握柜等装置。系统配置4 台250KW 并网逆变器的沟通输出直接接入变电站的0.4KV 开关柜，经沟通低压母线汇流后通过10KV主变(0.4/10KV, 1MWp)并入10KV 中压沟通电网，从而最终实现系统的并网发电功能。（2） 重要单元的选择10/0.4KV 配电变压器的保护10/0.4KV 配电变压器的保护配置承受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，既可供给额定负荷电流，又可断开短路电流，并具备开合空载变压器的性能，能有效保护配电变压器系统中承
13、受的负荷开关, 通常为具有接通、隔断和接地功能的三工位负荷开关。变压器馈线间隔还增加高遮断容量后备式限流熔断器来供给保护。这是一种简洁、牢靠而又经济的配电方式。开合空载变压器的性能好。本系统中10KV 接入配电的负荷为1MWp 的10/0.4KV 配电变压器，其空载电流一般为额定电流的2%左右。有效保护配电变压器，特别是对于油浸变压器，承受负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器比承受断路器更为有效，有时后者甚至并不能起到有效的保护作用。有关资料说明，当油浸变压器发生短路故障时， 电弧产生的压力上升和油气化形成的气泡会占据原属于油的空间，油会将压力传给变压器油箱体，随短路状态的连续，压力进一步上升
14、， 致使油箱体变形和开裂。为了不破坏油箱体，必需在20 ms 内切除故障。如承受断路器，因有继电保护再加上自身动作时间和熄弧时间， 其全开断时间一般不会少于60 ms，这就不能有效地保护变压器。而高遮断容量后备式限流熔断器具有速断功能，加上其具有限流作 用，可在10 ms 之内切除故障并限制短路电流，能够有效地保护变压器。因此，应承受高遮断容量后备式限流熔断器而尽量不用断路器来保护电器，即便负荷为干式变压器，因熔断器保护动作快，也比用断路器好。从继电保护的协作来讲，在大多数状况下，没有必要在接入柜中承受断路器，这是由于10KV 配电网络的首端断路器(即110 kV 或220 kV 变电站的10
15、KV 馈出线断路器)的保护设置一般为：速断保护的时间为0s，过流保护的时间为0.5s，零序保护的时间为0.5s。假设环网柜中承受断路器，即使整定时间为0s 动作，由于断路器固有动作时间分散，也很难保证环网柜中的断路器而不是上一级断路器首先动作。高遮断容量后备式限流熔断器可对其后所接设备，如电流互感器、电缆等都可供给保护。高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围可在最 小熔化电流(通常为熔断器额定电流的23 倍)到最大开断容量之间。限流熔断器的电流-时间特性，一般为陡峭的反时限曲线，短路发生后，可在很短的时间内熔断，切除故障。假设承受断路器作保护。必定使其它电器如电缆、电流互感器、变压器套管等元件的热稳定要求大幅度提高，加大了电器设备的造价，增大工程费用。在这里，同时需要留意在承受负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合时，两者之间要很好地协作，当熔断
