并网光伏发电系统培训

1、 并网光伏发电系统知识并网光伏发电系统知识 并网光伏系统分类并网光伏系统分类建筑光伏建筑光伏 bipv&bapv大型荒漠电站大型荒漠电站世界上一次性单体投资规模最大的黄河水电公司格尔木世界上一次性单体投资规模最大的黄河水电公司格尔木200兆瓦兆瓦并网光伏电站进入并网调试及试运行期。并网光伏电站进入并网调试及试运行期。 黄河水电公司格尔木黄河水电公司格尔木200兆瓦并网光伏电站兆瓦并网光伏电站 常见的安装形式常见的安装形式目前应用最为广泛的是固以全年发电量最大的倾角进行固定式安装，目前应用最为广泛的是固以全年发电量最大的倾角进行固定式安装，这种安装结构的特点是：结构简单，用料省，成本较低；系统稳

2、定，这种安装结构的特点是：结构简单，用料省，成本较低；系统稳定，抗风雪能力强，不需要维护；安装方便，单位面积组件的安装量较大抗风雪能力强，不需要维护；安装方便，单位面积组件的安装量较大。 跟踪式支架由于跟踪太阳的位置，能接收到能多的光能。其中单轴式跟踪系统比固定式系统能多发电20%左右，双轴跟踪系统笔固定式系统能多发电30%左右。然而跟踪系统的结构复杂，控制要求高，稳定性相对差，运行维护复杂，目前没有得到真正推广。 直流汇线箱的位置一般在组件支架上或距离支架很近的地方，用来将几个组件串直流汇线箱的位置一般在组件支架上或距离支架很近的地方，用来将几个组件串并联为一路输出，并且在其中安装直流断路器

3、和防雷模块来保护电气系统。并联为一路输出，并且在其中安装直流断路器和防雷模块来保护电气系统。 并网逆变器，按形式分为微型并网逆变器，按形式分为微型/ /组件逆变器、组串逆变器和集中型逆变器。组件逆变器、组串逆变器和集中型逆变器。微型微型/ /组件逆变器主要用在组件数量较少或者组件逆变器主要用在组件数量较少或者bipvbipv中，将单一的组件输出中，将单一的组件输出逆变为适合并网的交流电。其优点是，各个组件都工作在自己的最大功逆变为适合并网的交流电。其优点是，各个组件都工作在自己的最大功率点处，并且组件之间不互相影响，一旦某个组件被遮挡或出现问题，率点处，并且组件之间不互相影响，一旦某个组件被遮

4、挡或出现问题，其他组件仍然正常工作，极大地提高了系统的安全性。当然成本也相对其他组件仍然正常工作，极大地提高了系统的安全性。当然成本也相对较高。较高。 组串逆变器主要用在千瓦级的小型电站中，将组串逆变器主要用在千瓦级的小型电站中，将2 2串或串或3 3串组件接入到该逆串组件接入到该逆变器中进行组串的逆变。组串逆变器的好处是每一组串都具有一个变器中进行组串的逆变。组串逆变器的好处是每一组串都具有一个mpptmppt进行最大功率点跟踪，使每一组串都工作在最大功率输出点。进行最大功率点跟踪，使每一组串都工作在最大功率输出点。 集中型逆变器主要用在百千集中型逆变器主要用在百千瓦或兆瓦级大型电站中，将瓦

5、或兆瓦级大型电站中，将很多的组件串接入到很多的组件串接入到1 1台逆台逆变器中，进行集中逆变。集变器中，进行集中逆变。集中型逆变器的好处是，将很中型逆变器的好处是，将很多组串接入一台逆变器中，多组串接入一台逆变器中，而逆变器具有主从结构，在而逆变器具有主从结构，在光伏阵列输出功率较低时光伏阵列输出功率较低时，启动一部分逆变功能，从而启动一部分逆变功能，从而提早输出功率；并且一台集提早输出功率；并且一台集中型逆变器的成本要比同样中型逆变器的成本要比同样功率的小型逆变器的总价低功率的小型逆变器的总价低得多。得多。 一个完整的逆变器除了最大功率点跟踪和一个完整的逆变器除了最大功率点跟踪和dc-acd

6、c-ac逆变逆变功能外，还需要具有多个外围模块完成电网监控，功能外，还需要具有多个外围模块完成电网监控，安全保护，实时显示或通讯等功能。尤其对于并网安全保护，实时显示或通讯等功能。尤其对于并网逆变器来说，逆变器启动的条件是电网正在正常工逆变器来说，逆变器启动的条件是电网正在正常工作，逆变器通过从电网上获得电网的工作情况来获作，逆变器通过从电网上获得电网的工作情况来获取电网的电压、功率、相位等信息，然后产生与电取电网的电压、功率、相位等信息，然后产生与电网相匹配的功率输出，当电网断电时，逆变器的孤网相匹配的功率输出，当电网断电时，逆变器的孤岛检测功能将实现逆变器自动从电网脱离。岛检测功能将实现逆

7、变器自动从电网脱离。 在大型光伏电站中，一般配有并网配电柜，用于将各逆变器在大型光伏电站中，一般配有并网配电柜，用于将各逆变器输出进行管理，汇流，并接入保护装置。输出进行管理，汇流，并接入保护装置。除并网配电柜外，有些项目还需要安装防逆流和无功功率补除并网配电柜外，有些项目还需要安装防逆流和无功功率补偿装置偿装置容量较大的电站需要升压至中压或高压，直接并入传输电网。容量较大的电站需要升压至中压或高压，直接并入传输电网。安装方式安装方式优点优点缺点缺点沿屋面倾斜方向架设沿屋面倾斜方向架设 相同的面积，可实现装机容量相同的面积，可实现装机容量最大，安装成本最低。最大，安装成本最低。 太阳光入射角度

8、并非最太阳光入射角度并非最佳，发电效率降低。佳，发电效率降低。以最佳倾角倾斜架设以最佳倾角倾斜架设 倾角是优化计算的结果，阳光倾角是优化计算的结果，阳光资源利用率较高，发电效率资源利用率较高，发电效率较高，安装成本较低；较高，安装成本较低； 前后组件之间存在阴前后组件之间存在阴影影响，阴影面积不影影响，阴影面积不能利用，屋面面积利能利用，屋面面积利用率较低。用率较低。太阳光追踪太阳光追踪 全天保持阳光垂直入射，阳光全天保持阳光垂直入射，阳光资源利用率最高，发电效率资源利用率最高，发电效率最高，同样装机容量，可实最高，同样装机容量，可实现发电量最多；现发电量最多； 适合荒漠光伏电站。适合荒漠光伏

9、电站。 组件之间存在阴影影响组件之间存在阴影影响面积利用率最低；面积利用率最低； 支架及其控制系统复杂支架及其控制系统复杂，成本高，故障概率，成本高，故障概率大；系统成本高。大；系统成本高。光伏组件安装方式比较 光伏发电系统总效率计算 1).1).光伏阵列效率光伏阵列效率1:1: 组件串联不匹配产生的效率降低：组件串联因为电流不一致产生的效组件串联不匹配产生的效率降低：组件串联因为电流不一致产生的效率降低，根据电池板出厂的标称偏差值，一般取率降低，根据电池板出厂的标称偏差值，一般取3%-4%3%-4%； 太阳辐射损失太阳辐射损失: :包括组件表面尘埃遮挡及辐射损失等，一般取包括组件表面尘埃遮挡

10、及辐射损失等，一般取2%-3%;2%-3%;2).2).逆变器的转换效率逆变器的转换效率2 :2 : 逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比. .对于对于smasma并网逆变器并网逆变器, ,可取可取 2= 98%.2= 98%.3). 3). 温度对输出功率的影响温度对输出功率的影响33 光伏电池组件的参数是在标准测试条件下，即：电池温度光伏电池组件的参数是在标准测试条件下，即：电池温度2525、垂直、垂直入射日照强度入射日照强度1000w/ m1000w/ m、太阳光谱等同于大气质量、太阳光谱等同于大气质量1.51.5的情况下的值。单的情况下的值。

11、单晶硅和多晶硅电池随着温度的升高，功率下降。峰值功率温度系数在（晶硅和多晶硅电池随着温度的升高，功率下降。峰值功率温度系数在（- -0.4%0.4%）/-/-（-0.55%-0.55%）/，noctnoct（标准运行条件下的电池温度）按（标准运行条件下的电池温度）按4747考核，要下降考核，要下降8%-12%8%-12%。光伏发电系统总效率计算 4) 4)直流和交流线路损失直流和交流线路损失: 4: 4直流和交流线缆的功率损耗一般取直流和交流线缆的功率损耗一般取2%-4%2%-4%。 5) 5)总效率总效率 =(1-1) 2 (1-3) (1-4) =(1-1) 2 (1-3) (1-4) =

12、 94% 98% 90% 97% = 94% 98% 90% 97% = 80% = 80% 总功率中的总功率中的11、33、44取中间值取中间值并网发电系统的效率可按照并网发电系统的效率可按照80%80%进行发电量估算进行发电量估算 并网光伏发电系统的设计原则光伏方阵设计原则光伏方阵设计原则方阵支承结构设计包括安装方式设计、方位角设计、支方阵支承结构设计包括安装方式设计、方位角设计、支架倾角设计、阵列间距设计以及支承结构的基础、结构、架倾角设计、阵列间距设计以及支承结构的基础、结构、零件的设计等内容。需根据总体技术要求、地理位置、零件的设计等内容。需根据总体技术要求、地理位置、气候条件、太阳

13、辐射能资源、场地条件等具体情况和相气候条件、太阳辐射能资源、场地条件等具体情况和相关要求进行设计。关要求进行设计。关键原则有以下关键原则有以下2 2点：点： 1. 1.系统安装量最大原则系统安装量最大原则 2. 2.系统年发电量最大原则系统年发电量最大原则 并网光伏发电系统设计案例1.安装方式设计安装方式设计大型太阳能电池方阵的安装主要有固定式和跟踪式两种。固定式结构简单，安全可靠，安装调试及管理维护都很方便。跟踪式可增加发电量20-30%，但须配备自动跟踪机构，使得系统投资成本增加，安装调试及管理维护都较复杂，可靠性降低。本系统设计采用固定式安装。2. 2.固定式支架倾角设计固定式支架倾角设

14、计 方阵安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如：地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角可采用专业系统设计软件进行优化设计来确定, 它应是系统全年发电量最大时的倾角。假设在徐州地区，最佳安装倾角30。 并网光伏发电系统设计案例3.方阵支架方位角的设计方阵支架方位角的设计一般情况下，太阳能电池方阵应面向正南安装。可考虑在10内调整。太阳能电池阵列间距的设计计算太阳能电池阵列间距的设计计算光伏方阵阵列间距应不小于d：式中：为纬度(北半球为正、南半球为负)，h为阵列前排最高点与后排组件最低位的高度差。 并网光伏发电系统配置设

15、计 4. 4.光伏系统电气方案设计光伏系统电气方案设计4.14.1根据系统安装量选择逆变器容量根据系统安装量选择逆变器容量假设假设500kw500kw 4.2. 4.2.根据逆变器参数和光伏组件参数计算电气串联数根据逆变器参数和光伏组件参数计算电气串联数逆变器最小直流输入电压逆变器最小直流输入电压/uoc/uoc串联数逆变器最大直流输入电压串联数逆变器最大直流输入电压/ /组件组件uocuoc注：一般使串联后的组件工作电压在逆变器的注：一般使串联后的组件工作电压在逆变器的mpptmppt范围内，一般范围内，一般直流电压越高，系统损耗越小直流电压越高，系统损耗越小假设：组件使用假设：组件使用175w,um=175w,um=36.6v，逆变器的最佳逆变器的最佳mpptmpp