光伏发电并网系统设计

方案设计二、光伏发电系统六、直流保护国家建筑标准设计图集15D202-4中国建筑标准设计研究院4序号名称太阳能资源评估方法光伏发电站太阳能资源实时监测技术要求太阳能资源术语太阳能资源等级总辐射太阳能资源测量总辐射等级符号年总辐射量(MJ/m²)年总辐射量(kWh/m²)平均日辐射量(kWh/m²)极丰富带工很丰富带Ⅱ丰富带Ⅲ一般1.卫星遥感观测数据2.气候学推算数据℃℃339.5YearMJ/m².mth℃Year月数据库数据实测数据气象统计2012年2013年2014年2015年年平均1234S6789年总和北京西城车公庄地区的太阳能光伏均值为4486MJ/m²,数据5682MJ/m2的气象局国家气象信息中心提供数据的5264.1MJ/m²的参考气象站(太阳辐射长期观测数据)站址附近具有10年以上太阳辐射长期观测记录气候特征、地理特征与站址所在地一致Averageanualsum(199-20Averageanualsum(199-20均均太阳辐射现场观测站四.青海东经100度以西大部分地区，西东理94度以西大部分地区、新值东部边缘地区，四阳新疆大肤内就齐多旗以东大部.黑龙江西凯、吉林西部辽宁夏、甘肃温宗以东大限青海丰富区内蒙北玮50度以北、黑龙江大部古林中东部辽宁中东部、山东中肃序动缘、四中部、云南东部大部，广西广东，福牌江西.一般区一般区川部川部、重庆大服、贵中北辐射量(辐射量(MJ/m2)一西双版纳月份123456789年昆明西双版纳迪庆藏族自治州迪庆藏族自治州昭通市◎丽江市大理白族自治州楚雄彝族自治州昆明市保山市玉溪市文山壮族苗族自治州红河哈尼族彝族自治州西双版纳傣族自治州德宏傣族景颇族自治州怒江傈僳族自治州曲靖市SolarpathsatYunnandiq迪庆藏族自治州西双版纳迪庆藏族自治州西双版纳②③②③③X22december②②③④may-23july一、太阳能资源评估安装倾角(°)位置建筑条件方式朝向角度示意备注屋顶平面屋顶平敷无0最佳倾角正南最佳倾角倾斜屋顶平敷正南最佳倾角只有半日的辐射量a屋顶倾角正东a正西正南a+β=最佳倾角墙体墙面阳台垂直正南方位角0正东方位角-90正西方位角90遮阳雨篷正南aa遮阳、雨篷倾角地面根据需要平敷无0最佳倾角正南积雪；运维量小。敷和最佳倾角之间。玻璃窗玻璃窗太阳能电池板透光型太太阳能电池板阳能电池太阳能电池板墙太阳能电池板集中式电站集中式电站光伏扶贫接入并网点独立系统独立系统完全自发自用+逆功率控制全上网型自发自用+上网型并网电压等级并网电压等级中型光伏电站→10～35kV电网分布式光伏光伏电站建筑光伏地面分布式光伏全部上网自发自用，余量上网全部自用全部上网自发自用，余量上网全部自用和小于等于30MWp装机容量可逆流并网系统功率方向大型光伏发电系统功率方向大型光伏发电系统→安装容量大于30MWp光伏系统负载类型系统原理图适用范围交流无光伏方阵光伏方阵光伏汇流箱·逆变器电能表交流配电柜交流负载有光伏方阵光伏方阵光伏汇流箱控制券逆变器电能表交流配电柜储能装置交流负载直流无光伏方阵光伏方阵光伏汇流箱直流配电箱直流负载有光伏方阵光伏方阵控制导直流配电箱直流负载并网光伏系统是否储能装置系统原理图适用范围是无监测系统监测系统用户电网双向电能表公共电网光伏方阵光伏汇流箱直流配电柜并网逆变器交流配电柜光伏电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合公共电网要求的交流电之后并入电网，并网系统中光伏方阵所产生的电能除供给交流负载外，多余的电能反馈给电网。在阴雨天或夜晚，光伏电池组件不能产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时由公共电网给负载供电。否无画监测系统画光伏方阵光伏汇流箱直流配电柜并网逆变器交流配电柜用户电网电能表防逆流装置公共电网采样点应配置逆功率保护装置，光伏发电系统的电能供给负载后即使有剩余，也不允许流向电力系统，如检测到逆向电流超标时，光伏系统应在规定时间内自动降低出力或者停止向电网送电。非逆流光伏系统的发电量宜小于负载容量。光伏系统类型系统原理图适用范围电源切换型监测系统监测系统光伏方阵光伏汇流箱控制器逆变器电能表交流配电柜电能表储能装置公共电网交流负载正常时，光伏发电系统与电力系统分离，直接向负载供电，当日照不足、夜间、阴雨天或者蓄电池储能不足时，切换开关自动切换到电网，由电力系统向负载保持供电。该系统也可不配置储能装置。混合型逆变逆变交流配电箱交流负载光伏方阵光伏汇流箱控制器直流配电箱·直的场所，本系统以独立光伏系统为例。对于并网型交、直流混合系统，在满足用户电能质量要求的前提下，光伏直流部分可以并入用户直流系统，为直流负载供电，如电动车的充电桩等设备。电源和储能负荷类型、容量、运行电源和储能负荷气象条件→光照、风速等自然条件各类负荷特性、敏感负资源条件→经济和社会发展情况网架结构资源条件→经济和社会发展情况网架结构清洁能源和可再生能源获取条件电网建设必要性和可行性分析、投资规模联络情况和转供方式逆变器等设备电网网架结构运行方式控制策略稳定性内部因素外部因素电网网架结构运行方式控制策略稳定性内部因素外部因素并网、孤岛运行配电网电压等级和容量配电网电压等级和容量中压馈线级低压用户级暂态、稳态、小保护、通信、自动化、保护、通信、自动化、接地、信息交互等方案虑，电动机启动光伏并网发电对配电网影响的评估负效应评估正效应评估三三相电压电压波动电压偏电压偏差电压谐波电压闪变电压暂升电压暂降功率因数发电效率无功功率有功功率发电发电量量发电指标波含波含有率奇次电流谐波含有率偶次电流谐波总畸负荷补偿度匹配度等效化石燃料减耗量波含有率供电指标含有率网损下降率=网损下降率=功率功率变化率无功功率变化率节能减节能减排指标频率偏差多晶-晶科JKM315P-V非晶-汉能最大功率(Pmax)最佳工作电压□Vmp)最佳工作电流□Imp)开路电压□(Voc)短路电流□Isc)最大系统电压最大功率(Pmax)的温度系数开路电压(Voc)的温度系数短路电流(Isc)的温度系数组件尺寸(含接线盒)mm组件重量电流源电压源32005温度特性可用于以围栏、特定区划或其他措施限制公众接近的系耐火等级：C级(最低耐火等级)A级(最高耐火等级)类别名称符号品科英利系列2乐叶条件下的电性能参数(STC)7V1标称工作温度下的电性能参数峰值功率PV峰值功率电流I标称工作温度峰值功率温度系数Y_a峰值电压的温度系数40℃至85℃40℃至85℃正面最大静载荷(雪载荷)背面最大静载荷(风载荷)玻璃前盖尺寸(长/宽/高)单位面积功率大小1.串并联33NNWE-15°-15°pathsatBaishancit西pathsatBaishancit①D阵列被遮挡比例(%)组件功率损失(%阴影阴影组串1(4)热斑光伏方阵光伏子方阵(5)方阵连接光伏子方阵阵电缆《注1)光伏组串光伏组串汇流箱功率转换光伏方阵电缆回路导线光伏方阵隔离光伏方阵汇流箱光光伏方阵汇流箱光伏子方阵过流保护设备光伏组串汇流箱-…不是所有情况下都需要的元素光伏组串汇流箱----系统和子系统的分界线连接其他连接其他子阵列器电缆光伏方阵江流箱(直流配电柜)可为具有隔离功能的断路器，以便维护检修。或具有隔离功能的断路器。隔离开关隔离开关光伏子光伏子电缆光伏组串光伏组串光伏组串电愿系数可参照组件制造商提供的数据。保护类型光伏组串当(SA-1)Xkewoo>luooMALcPR时，应设置当bo_MAXL0CPR>4Xkcwoo时，多个并联的组串可共用一个过电流保护暮当两个以上的光伏子方阵连接到同一逆变器或Loo_w_oCPR光伏组件最大过电流保护由组件制造商以“最大串联熔断器额定电流”给出；lscARAY—光伏方阵在标准测试条件下lscARAr和lses-A9R分别为光伏方阵或子方阵内并联的光伏组串数和组件在标准测试条件下短路电流的乘积；审核李英姿安校对谢炜设计刘捷站页导电块输入路数：2路、4路、6路、8路、10路、12路、14路、16路不等。1)使用环境温度：-25℃~+55℃(无阳光直射);相对湿度≤95%,无凝露；3海拔高度≤2000m;逆变器5空气中应不含有腐蚀性及爆炸性微粒和气体；直流柜6)-40℃~+70℃的环境温度下存储运输。汇流箱组件组件组件组件组件组件熔断品流监流监测装0A0A123456789规格：给出功率范围，如100kW-1000kW;用电用电直流输入电压：直流电压范围，如<1000VDC;用电用电直流输出电压：直流电压范围，如<1000VDC;用电直流输入电流：回路数、每个回路的电流，如≤160A/路，6回路直流输出电流：回路数、每个回路的电流，如≤160A/电涌保护器电涌保护器周围空气温度：根据具体环境要求设定，如上限+45℃,下限-25相对湿度：一般不大于95%。二极管断路器二极管直流输入1直流输入1二极管二极管直流输入2二极管电压表电二极管电压表电流表直流输入3二极管二极管电涌保护器断路器电涌保护器断路器二极管接地接地1)型号：2PfG1169(PV1-F)。2导体：镀锡铜导体，5类或6类。导体护套导体护套临(Ctr)临(Ctr)环境温度-40℃-+90℃;导体的长期允许工作温度120℃;短路温度：200℃(5s);使用寿命：25年；弯曲半径不小于电缆外径的5五、直流设备4蓄电池(组)与逆变器之间的连接电缆，电缆额定电流为各电缆中最大连续电缆工作温度不宜超过20℃,线路的电压降不宜超过2%。电缆的截面积公端母端AC连接器ACT型连接器连接逆变器1按并网类型可分为：单相逆变器、三相逆变器o2按防护等级可分为：户内型、户外型o4按并网方式分为：可逆流型、不可逆流型o5按电磁发射的限值分为：A级逆变器、B级逆变器。6按电气隔离方式分为：隔离型、非隔离型o7按照可接入电网电压等级分为：低压型、中高压型o多MPPT式适月惑围适用于各种建筑光伏系统，各光伏组串方案示意汇流箱 光伏组串光伏组串光伏组串电网光伏组串光伏组光伏组串光伏组串多MPPT式逆变器电网电网系统特点效率，难以同时实现各组串的MPPT功能；2.系统无冗余能力；3.直流侧需较多直流电缆：4.集中并网，便于管理。功能，整体效率不受组串间差异影响；2.系统具有一定的冗余运行能力；3.可分散就近并网，减少直流电缆使用；1.兼具集中式和组串式特点；1.针对每块组件实现MPPT功能；3.直流侧布线简单，无需汇流设各；4.系统冗余运行能力强，扩展方便；5.接人点多，对电能质量有一家影响。集中逆变器(>50kW)由直流柜、在专用的逆变器房或室内。直流输入部分(用户定制)直流输入部分(用户定制)断路器输入过电压保护快速熔断器逆变器部分交流输出部分交流接触器断路器快速熔断器交流输出直流输入组串逆变器(<30kW)采用箱体结构，安装在室内和室外的墙壁、支架上。、不同类型的组件。●集中型逆变器(修复时间周期长)●组串型逆变器(修复时间周期短)集中型逆变器的木桶效应时间时间微型逆变器(1-3kW)每一块电池板分别接入一台微型逆变器。功率因数：输出功率>50%不小于0.98,20%～50%不小于0.95OO的0.5%或5mA,取二者中较大值。必共电网阀统境激交旗配吃拒关口计量丸阳PJ十线单级汇流监消系线势处产装置直沛电柜团IM汇滤箱上饮光优市阵目户配电皇三四PJ2基统交施所中柜尿PJ1直淹配电柜十1王不QA3★汇沈自中向凹带有防逆流装置的多级汇流用户电者□中BE中中一统交洗配电十DFC1FAD"咽IMF正椒①PV¹啊IM西曰FF帅或现上含监测系统和防逆流装置的多级汇流用户侧并网含监测系统和防逆流装置的多级汇流含监测系统和防逆流装置的多级汇流配电室并网女弄卡口盹BE中中4-土喜PA1CPVI咖IM平QA3王十门+司司关代支排▲r4▲r4安装：接线盒内，1-3个二极管。光伏汇流箱专用和直流柜专用。薄膜型组件：电流较小(约1A),采用轴线型二极管。防反二极管电流：实际电流的1.69倍以上，最大反向工作电流的2倍。DC1光伏组件和/或连接线：当过电流是正常器件额定电流的135%时,过流保护装置在2h之内仍能持续、可靠工作。2光伏组串的过电流保护光伏子方阵光伏组串汇光伏组串汇光伏中组过流保护熔断器：熔体必须满足熔断器：熔体必须满足《低压熔断器能光伏系统保护用熔体的补充要求》的要且光伏子方阵光光伏子方阵光伏组串汇流箱SG—一个过流保护器保护3)光伏子方阵过电流保护4)光伏方阵过电流保护光伏子方阵电缆光伏组串汇流箱到其他光伏方阵过电流保护器件(如适用)功率转换装置电缆光伏方阵光伏方阵---系统或子系统的界限对不装组串过流保护装置的汇流箱+逆变器串联回路电弧十并联回路电弧逆变器双重绝缘电缆汇汇流箱公共配电网公共连接点(不带储能)公共连接点(不带储能)公共连接点“全额上网”“自发自用，余电上网”“自发自用”七、计量与监测2并网电能表，可用于发电量统计和电价补偿。10kV及以下，关口计量装置不低于10kV及以下，关口计量装置不低于Ⅱ类电能计量装置。380/220V,关口计量装置不低于III类电能计量装置。压、电量等信息采集和三相电流不平衡监测功并网开关MABC负载开关用户配电箱/架空线架空线/配电箱本地负载光伏3.电能表表各一套。安装位置与要求按在产权分界点设置关口计量电能表(最终按用户与业主计量协议为准),设置主、备计费表各一块。通信的功能。4.电能量信息采集终端5.互感器能计量无关的设备。10kV电能计量装置应采用计量专用电压互感器(准确度0.2)、电流互感器(380/220V电能计量装置应采用计量专用电压互感器(准确度0.5)、专用电流互感器(准确度采用0.5S)。6.电能计量柜(箱)电能计量装置应配置专用的整体式电能计量柜(箱),电流、电压互感器宜在公共母线10(20、0.4或0.22)kV公共母线10(20、0.4或0.22)kV计量自动化终端电能表1计量与监测光伏发电监测系统原理图光伏发电监测系统数据采集信息设备类型设备电能系统频率直流输出电流/电正系统有功功率系统无功功率总直流功率系统视在率交浦侧相/线电压系统功卓因数交道侧相/线电流正向电偿总有功功率总无功功率总功卓因数电网频测设备组件温度日发电量凤速、向总发电量日恩辐射强度(1)无外部防雷装置建筑物雷电电磁脉冲防护等电位接地导体当逆变器输出端的与并网点之间距离②、②设置2套Ⅱ型等电位接地导体接地系统(2)有外部防雷装置建筑物雷电电磁脉冲防护(2)有外部防雷装置建筑物雷电电磁脉冲防护并网点之间距离超过10m时，应在位置②、接闪杆引下线接地系统八、安全防护与并网点之间距离超②、②设置2套I型SPD.。当光伏组件置①设置2套Ⅱ型接地母线接地母线光伏组件与防雷装置之间做金属连接接地系统·666(3)建筑物室外有防雷保护和测控单元带有过电压保护逆S:绝缘间距S:绝缘间距ACUACU:测控单元接地系统678(4)工业厂房建筑物雷电电磁脉冲防护S建筑物室外有防雷保D专线接入：是指分布式电源接入点处设置分布式电源专用的开关设备 (间隔)T接：是指分布式电源接入点处未设置专用的开关设备(间隔),如分布式电源直接接入架空或电缆线路接入系统工程：A1-A2、B1-B2、C1-C2公共连接点380/220V架空线电压等级：220V,380V。单点最大接入容量不应超过8kW。(1)380V自发自用(含自发自用，余量并网)模式。接入点可以选择在用户配电箱/线路，用户配电室或箱变低压母线。380/220V配电箱断路器/负荷开关断路器/负荷开关公共连接点10kV公共电网380/220V用户380母线用户内部负荷用户内部负荷光伏电站断路器公共连接点公共连接点产权分界点产权分界点用户内部负荷用户内部负荷用户内部负荷用户内部负荷(2)采用多回线路将光伏接入用户配电箱、配电室或箱变低压母线。以光伏发电单点接自发自用/余量并网接入用户电网的光伏系统，采用三相接入；装机容量8kW及以下，可采图例断路器/负荷开关380/220V380/220V架空线断路器公共电网配电箱或线路、(3)采用多回线路将光(3)采用多回线路将光并网点(产权分界点)3并网接人点全部自用用户内部电网一自发自用/余量上网用户内部电网统败统销公共电网型专及规格1断路器由设计确定个n一2电流互感器由没计确定个3电能计量(测量)用3电流表由设计确定个1一4电压表由没计确定个1一5由设计确定个4一6电湘保护暑由没汁确定套1-由设计确定个18隔离器由没计确定个1一由设计确定个1故运行方式进行分析、进行潮流计算。计算设计水平年系统最大运行方式下，电网公共连接点