SG500MX集中型逆变器系统应用设计方案V1.1(20151112)

SG500MX集中逆变系统应用设计阳光动力有限公司2015-11目录目录2一、系统设计原则和参考标准31.1计划概述31.2设计原则31.3参考标准3二、系统核心设备42.1系统配置42.2选择系统核心设备4三、系统设计93.1计划设计目标93.2组件字符串，并行设计93.3组件布局和连接设计113.4固定支架倾斜设计123.5阵列间隔设计133.6箱位置，电缆布置设计143.7单位布局设计153.8单元数据通信设计203.9体现设计价值21四、1MW单位材料和设备清单21五、补充说明21一、系统设计原则和参考标准1.1计划概述该方案是以系统设计原理、核心设备选择、系统设计方案推荐等MW规模的大型并网地面发电站、处理MW单位分布式发电站的div SG500MX集中逆变器为基础应用于并网发电站的系统设计。在此方案中，设备设计了变压器，与两个SG500MX逆变器相匹配，并且根据AC输出1MW建议，单元的大小和容量由AC侧定义。此方案是正式存档的V1.1版本，基于后续优化后的更新版本。1.2设计原则最小化电力成本(LCOE)是光伏电站最基本的设计原则，必须综合考虑如何降低系统投资成本和增加发电容量。我公司通过智能化的设计方式和专业的数据分析，在25年内安全高效地运行发电站系统的前提下，找到了投资和产出的最佳比例。1.3参考标准QX/T 89-2008 太阳能资源评估方法GB 6495-1986 地面用太阳电池电性能测试方法Gb/t 9535-1998 (iec 61125) 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型GB/T 18210-2000 晶体硅光伏（PV）方阵I-V特性的现场测量GB/T 12325 电能质量 供电电压允许偏差GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波GB/T 15543 电能质量 三相电压允许不平衡度GB/T 15945 电能质量 电力系统频率允许偏差Gb 1778低压直流电源设备的特性和安全要求Gb/t 1762电磁兼容试验和测量技术Gbj 232-1982 电气装置安装工程施工及验收规范GBJ17-1988 钢结构技术规范GBJ9-1987 建筑结构荷载规范GB50016-2006 建筑设计防火规范GB 50057-1994 建筑物防雷设计规范GB 50015-2010 建筑给水排水设计规范GB50054 低压配电设计规范GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求GB/Z 19964-2005 光伏电站接入电力系统的技术规范GB 50217-2007 电力工程电缆设计规范GB 50794-2012 光伏发电站施工规范DL5009-2002 电力建设安全工作规程GB 50797-2012 光伏发电站设计规范GB 50795-2012 光伏发电工程施工组织设计规范GB 50796-2012 光伏发电工程验收规范二、系统核心设备2.1系统配置基于SG500MX集中逆变电源的光伏发电系统主要由汇流、逆变、变压器后集成到公共电网的太阳能阵列、直流汇流箱、集中逆变、箱变压器等核心设备组成。图1:基于SG500MX集中逆变电源的光伏系统图2.2选择系统核心设备2.2.1组件目前发电站常用的组件为多晶265W、多晶270W、多晶305W、单晶265W等，如表1所示。表1:制造商组件的主要规格参数技术参数多晶265瓦多晶270W多晶305W单晶265 W电池片数60 PCS60 PCS72 PCS60 PCS断路电压38.14V38.30 V45.35 V38.26 V短路电流9.10 A9.16 A8.79 A9.00 A峰值功率电压30.89 V31.21 V36.71 V31.11 V峰值功率电流8.58 A8.65 A8.31 A8.52 A断路电压温度系数-0.33%/c-0.33%/c-0.33%/c-0.33%/c峰值功率电压温度系数-0.40%/c-0.40%/c-0.41%/c-0.41%/c短路电流温度系数0.058%/c0.058%/c0.058%/c0.059%/c最大系统电压1000Vdc1000Vdc1000Vdc1000Vdc公称工作温度452452452452尺寸(mm)1650*991*401650*991*401956*991*451650*991*40重量18.2公斤18.2公斤26.0公斤18.2公斤2.2.2直流汇流框选择PVS-16M智能直流汇流箱，包括完全防雷设计、串行电流、电压检测、异常报警设计、防雷PV自供电设计等；汇流框标准由16方向输入组成，如图2所示，实际接口和电气接口如图3所示。图2:直流汇聚盒PVS-16M物理和电气接口图3: PVS-16m电气结构表2: PVS-16m技术参数光伏电压范围200Vdc至1000Vdc通信连接方法RS485输入最大道路数16路无线通信可选每个熔断器的额定电流10A/15A(可更换)环境温度-25 60直流输出断路器基于实际容量的选项大小(宽度深度)67057080毫米防雷保护光伏专用防雷模块重量25公斤保护级别IP65安装方法壁挂式2.2.3集中逆变电源我公司在MW级大型并网地面发电厂、MW级分布式发电厂使用SG500MX集中逆变器设计和推荐SG1000TS箱式逆变器。SG1000TS箱式逆变、SG500MX集中式逆变两种集成、室外7英尺集装箱室设计、逆变、直流机柜、监控装置、配电装置、安全系统、消防设备等集成设计、IP54保护级别、3面开门，维护方便，缩短电站建设周期等优点。SG500MX集中逆变电源和SG1000TS盒逆变电源，如图4所示。图4: SG 500mx集中式反相器和SG1000TS盒反相器物理图SG500MX集中式逆变电源最大输入功率为560kW，系统最大输入电压为1000V，MPPT范围为460V至850V，标准315Vac输出，详细参数见表3。表3: SG 500mx技术参数输入输出最大输入功率560千瓦额定输出功率500千瓦最大输入电压1000Vdc最大输出视在功率550kVA启动电压500V最大输出电流1008A最小工作电压460V额定栅格电压315VacMPP电压范围460V至850V栅格电压范围252-362 vac最大输入电流1220A额定栅格频率50Hz/60Hz系统最高效率99.00%通信RS485，以太网欧洲效率98.7%显示彩色触摸屏外部辅助电源电压380V、3A保护级别IP21夜间功耗20W大小(宽度深)12051915805mm冷却方法温度控制强制冷风重量900公斤工作温度范围-30 65认证符合金太阳认证、CE、BDEW最高海拔6000m(3000m降级)SG500MX集中式逆变器使用高效拓扑，可以自定义直流输入的特定路径数，如图5所示。图5: SG 500mx电气拓扑SG1000TS盒反相器、SG500MX集中式反相器2个集成、监控、安全性和其他设备。内部设备之间的连接电缆在出厂前均已连接，盒子反相器房间和外部设备的连接电缆均匀地进出盒子反相器房间的底部。电路拓扑如图6所示。图6:反相器房间电气连接图用户可以按照表4建议完成逆变器和外部设备之间的布线。表4:反相器和外部设备之间的电缆连接编号作用接线描述a直流输入每条6路、70 mm2电缆b交流输出三相，每相3185 mm2电缆c外部通信接口提供多种标准通信接口，包括RS232/RS485、以太网/Modbus、IEC61850、DNP3.0和101，103，104d外部三相工厂电源380Vac连接工厂用电，建议使用10mm2阻燃电缆，以便正常使用反相器房间内的每种设备注：工厂电源不是必需的，可以直接利用变频器的交流输出，监控配电柜电源，为房间中的其他设备供电。或工厂和内部电源主备份交换，以提高电源可靠性。2.2.4更改框盒子变形的物理和内部电气结构如图7所示，盒子变形容量由系统的单方形矩阵的容量确定。此方案中的逆变器最大输出功率为1100kVA，因此可以选择箱变形能力为1100kVA，电压等级为35kV/0.315kV，10KV并网项目为10KV/0.315kV的箱变形。图7:盒子物理和内部电气结构表5:箱子变体规格参数确定容量1100kVA联接组标签d、y11、y11额定电压35kV /0.315-0.315kV低压断路器315V/1100A额定频率50Hz高压侧断路器35kV/500A阻抗电压6.50%外壳材料不锈钢/铝最高效率99%电流不平衡容量5%注意：框更改仅适用于1MW单位方案，对于其他容量单位，需要重新选择框更改。2.2.5电缆电缆选择主要应考虑布置方法、安全规定、导体材料、电压额定值、载流量、环境温度等，在本方案中选择的电缆规格见表6。表6:电缆选择规格参数类型规格起点终点注释直流电缆PV1-F-14 mm2光伏组字符串直流汇流框光伏专用电缆的建议Zr-y和22-1-250 mm2直流汇流框SG500MX逆变电源输入汇流框8度Zr-y和22-1-270 mm2直流汇流框SG500MX逆变电源输入汇流框16度交流电缆Zr-y和22-1-3185 mm2SG500MX逆变电源箱式变压器通信电缆ZR-RVSP-21.0 mm2采集点COM100通讯盒建议使用双绞线遮罩注意：1 .交流电缆最好使用阻燃多股芯电缆，具有多套盔甲，能承受外力，不容易损坏。2.逆变器和箱式变压器建议多个竞选，以确保接线良好。三、系统设计3.1计划设计目标系统设计以最小化功耗(LCOE)为中心，必须综合考虑如何降低系统投资成本和增加发展容量。为了实现目标，不能无限制地压缩投资成本，也不能盲目地追求发展量，要正确地找到两个平衡点。LCOE=生命周期总成本生命周期总发电容量=初始总成本运营维成本-系统残值生命周期总发电容量为了实现降低电力成本的目标，必须精心设计系统，包括科学合理的组件串行/并行设计、组件布局和连接设计、阵列倾斜设计、阵列间距设计、箱位置更改设计、电缆路径设计和系统布局设计，以提高系统的能效(PR)和发电功率，降低系统初始投资成本，并与我们部门的智能设计方法相结合，为投资和交付成果找到最佳设计。3.2组件字符串，并行设计3.2.1组件字符串，并行设计组件串行设计原则：最大开路电压集低于逆变器能承受的最大电压，串行最小工作电压高于逆变器满载的MPPT范围的最小值。组串行和并行设计原理：组串行和并行路的数量由逆变器的最大功率输入决定，考虑到适当的超级配置以补偿直流侧的损失，提高变频器利用率，降低系统的LCOE。图8:允差与LCOE的关系曲线例如，对于青海Golmud地区，组件使用串行、并行设计阶段和关键参数值选择制造商的多晶体265W，如表7所示。表7:组件字符串，并行设计阶段组件字符串，并行设计阶段计算实例步骤1:确定组件电池片的工作温度T cell=tail (not-20) g/0.8其中G=0.8kW/Golmud的周环境温度范围-25 50，组件的NOCT为45 。组件电池片的实际温度为-25 75步骤2:确定组件的电压范围Voc=vstc 1 (tccell-25) VOCVmp=vstc 1 (tccell-25) vmp对于STC，Voc=38.14V，vmp=30.89v；温度系数： VOC=-0.33%/c， vmp=-0.40%/c(无 vmp，可参考Pmp)。用左边的公式替换：VOC -25c=44.43 v，Vmp 50c=24.71 v步骤3:设计组件系列vmpp(min)vmp(min)nVDC(max)VOC(max)SG500MX完全安装MPPT最小电压460V，最大