大型集中式光伏并网系统概述

1、大型集中式光伏并网系统概述大型集中式光伏并网系统概述一、光伏系统的发电原理一、光伏系统的发电原理 光伏发电是指利用太阳能电池这种半导体电子器件的光生伏打效应原理有效地吸收太阳光辐射能，通过转换装置使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流，具有可再生、无污染等优势。一、光伏系统的发电原理一、光伏系统的发电原理当半导体内局部区域存在电场时，光生载流子将会积累，和没有电场时有很大区别，电场的两侧由于电荷积累将产生光电电压，这就是光生伏特效应，简称光伏效应。太阳能发电的主要原理是根据光生伏打效应，由太阳能组件发出直流电，如为并网系统则通过并网逆变器直接将电能并入电网。二、光伏系统的组成二、

2、光伏系统的组成发电过程发电过程 光伏系统是利用一定数量太阳能电池组件串联后接收太阳光将辐光伏系统是利用一定数量太阳能电池组件串联后接收太阳光将辐射能转换为一定电压（逆变器额定电压）和电流的直流电，再将射能转换为一定电压（逆变器额定电压）和电流的直流电，再将若干电池组串在汇流箱内进行并联以提高电流，并联后电流达到若干电池组串在汇流箱内进行并联以提高电流，并联后电流达到逆变器额定电流的数个汇流箱接入一台并网逆变器，通过并网逆逆变器额定电流的数个汇流箱接入一台并网逆变器，通过并网逆变器将电池组件发出的直流电逆变成符合电网需求的交流电，经变器将电池组件发出的直流电逆变成符合电网需求的交流电，经过配电装

3、置后接入系统升压变压器，通过变压器将电压升高至符过配电装置后接入系统升压变压器，通过变压器将电压升高至符合电网要求的电压等级后，并入电网。合电网要求的电压等级后，并入电网。组成设备组成设备主要设备包括电池组件、汇流箱、逆变器、低压配电装置和计量主要设备包括电池组件、汇流箱、逆变器、低压配电装置和计量箱等。箱等。二、光伏系统的组成二、光伏系统的组成三、光伏系统的主要设备及其功能三、光伏系统的主要设备及其功能1、电池组件 太阳能电池的基本单元是太阳能电池的基本单元是“电池片电池片”，一定数量的电池片通，一定数量的电池片通过封装工艺串联在一起形成电池组件。过封装工艺串联在一起形成电池组件。三、光伏系

4、统的主要设备及其功能三、光伏系统的主要设备及其功能1、电池组件目前光伏系统常用的电池组件有以下三种：单晶硅电池组件：光电转换效率为15%左右，最高的达到24，是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，坚固耐用，使用寿命最高可达25年，但制作成本高。多晶硅电池组件：制作工艺与单晶硅电池相近，光电转换效率约12左右 ，制作成本比单晶硅电池低，但寿命比单晶硅电池短。非晶硅电池组件：是新型薄膜式电池组件，制作工艺与单晶硅和多晶硅电池的完全不同，制作成本低。弱光性能优于晶硅电池。但光电转换效率偏低，且衰减较快。三、光伏系统的主要设备及其功能三、光伏系统的主要设备及其功能光伏防雷汇流箱安装于太阳能电

5、池方阵光伏防雷汇流箱安装于太阳能电池方阵阵列内，它的主要作用是将太阳能电池阵列内，它的主要作用是将太阳能电池组件串的直流电缆，接入后进行汇流，组件串的直流电缆，接入后进行汇流，再与并网逆变器或直流防雷配电柜连接，再与并网逆变器或直流防雷配电柜连接，以方便维修和操作。以方便维修和操作。汇流箱一般具有如下功能和要求：汇流箱一般具有如下功能和要求： a) a)防护等级一般为防护等级一般为IP65IP65，防水、防，防水、防灰、防锈、防晒、防盐雾，满足室外安灰、防锈、防晒、防盐雾，满足室外安装的要求；装的要求； b) b)可同时接入多路电池串列，并可可同时接入多路电池串列，并可承受电池串列开路电压；承

6、受电池串列开路电压； c) c)直流输出母线的正极对地、负极直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用防雷器；对地、正负极之间配有光伏专用防雷器； d) d)可对输入、输出电流、电压及箱可对输入、输出电流、电压及箱内温度进行监测。内温度进行监测。2、光伏防雷汇流箱-电 池 串 列 1(-)电 池 串 列 2(-)-电 池 串 列 4(-)电 池 串 列 3(-)-电 池 串 列 5(-)电 池 串 列 6(-)-电 池 串 列 6(+)电 池 串 列 5(+)电 池 串 列 3(+)电 池 串 列 4(+)电 池 串 列 2(+)断 路 器-+高 压 熔 丝光 伏 阵 列 防 雷

7、 汇 流 箱电 池 串 列 1(+)接 地直 流 输 出 (+)直 流 输 出 (-)防 雷 器汇流箱的电气原理框图如下图所示上图所示之光伏阵列防雷汇流箱为6路输入，针对具体设计情况需求，输入电池串列可相应增加或减少。三、光伏系统的主要设备及其功能三、光伏系统的主要设备及其功能3、并网逆变器光伏并网逆变器（下称逆变器）是光伏发电系统中的核心设备。逆变器将光伏方阵产生的直流电（DC）逆变为三相正弦交流电（AC），输出符合电网要求的电能。逆变器是进行能量转换的关键设备，其效率指标等电气性能参数，将直接影响系统系统发电量。三、光伏系统的主要设备及其功能三、光伏系统的主要设备及其功能3、并网逆变器逆变

8、器满足以下要求：a)并网逆变器的功率因数和电能质量应满足电网要求。b)逆变器额定功率应满足用于海拔高度的要求，其内绝缘等电气性能满足要求。 c)逆变器使用太阳电池组件最大功率跟踪技术(MPPT)。 d)逆变器具有极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过温保护、交流过流及直流过流保护、直流母线过电压保护、电网断电、电网过欠压、电网过欠频、光伏阵列及逆变器本身的接地检测及保护功能等。三、光伏系统的主要设备及其功能三、光伏系统的主要设备及其功能4、高低压配电装置高、低压配电装置主要用于控制站内电能的通、断，分配及交换，一般有380V、10KV、35KV等电压等级。四、光伏系统的运行四、光伏系统的运行

9、光伏发电是将太阳辐射能直接转化为电能，光伏发电是将太阳辐射能直接转化为电能，不依靠其他介质的物理或化学变化。因此其不依靠其他介质的物理或化学变化。因此其运行方式比较其他传统能源简单许多。并网运行方式比较其他传统能源简单许多。并网逆变器根据电池组件接收太阳辐射产生的电逆变器根据电池组件接收太阳辐射产生的电流大小自动并网或断开，实现了系统并网和流大小自动并网或断开，实现了系统并网和解列的自动进行。解列的自动进行。光伏系统运行的特点电气主接线图电气主接线图电源进线图电源进线图3030MWpMWp电站中共电站中共3030个个1MWp1MWp光伏发电单元，每个发电单光伏发电单元，每个发电单元设置元设置2 2台台500500k kW W逆变器，逆变器，1 1台台1010kVkV双分裂绕组箱式变双分裂绕组箱式变压器。方阵每压器。方阵每5 5个个1MWp1MWp为为1 1回电源进线，共计需回电源进线，共计需6 6回。回。最终经升压变压器升压为最终经升压变压器升压为35kv3