光伏基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

1、光伏系統(tǒng)知識(shí)培訓(xùn) 2016.03.31 -2-2- 光伏系統(tǒng)組成 -3-3- 一、光伏組件 二、智能防雷匯流箱 三、逆變器（含直流配電柜） 四、箱式升壓變 五、就地通訊管理機(jī) 六、其他輔件輔材 光伏系統(tǒng)主要設(shè)備 1、光伏場(chǎng)區(qū)主要設(shè)備 -4-4- 一、一次設(shè)備 二、二次設(shè)備 光伏系統(tǒng)主要設(shè)備 1、升壓站主要設(shè)備 -5-5- 一、光伏組件 太陽(yáng)能電池組件光伏發(fā)電的源頭。 -6-6- 光伏組件種類主要分為：晶體硅光伏電池組件、非晶硅電池和薄膜光伏 電池組件、數(shù)倍聚光太陽(yáng)能電池組件。目前晶體硅仍是當(dāng)前太陽(yáng)能光伏 電池的主流，主要分為多晶硅電池組件、單晶硅電池組件。 單晶硅組件多晶硅組件非晶薄膜組件聚光

2、太陽(yáng)能組件 -7-7- 光伏組件工作原理 光伏組件是將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿奶?yáng)能發(fā)電裝置。太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電 子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電 效應(yīng)太陽(yáng)能電池的工作原理。 -8-8- 光伏組件特性 0 1 2 3 4 5 6 01020304050 0 50 100 150 200 Current/A Voltage/V 0oC 25oC 75oC 50oC Power/W AM 1.5,1000W/m2 隨著溫度的上升，短路電流上升，開路電壓減小，轉(zhuǎn)換效率降低。 溫度的升高，可使硅材料的禁

3、帶寬度降低，電子具有更低的能量就可 從價(jià)帶越過(guò)禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，短路電流會(huì)提高。 溫度的變化，影響最大的是開路電壓。 -9-9- 01020304050 0 1 2 3 4 5 6 0 50 100 150 200 Voltage/V 1000W/m2 Current/A 800W/m2 600W/m2 400W/m2 200W/m2 25oC Power/W 輻照度對(duì)Isc的影響較大，對(duì)Voc的影響較小 通?？梢越普J(rèn)為輻照度與Isc成正比例關(guān)系 -10-10- 二、智能防雷匯流箱 匯流箱作用匯流箱作用 在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，為了減少太陽(yáng)能光伏電池陣列與逆變器之 間的連線使用到匯流箱。用戶可以

4、將一定數(shù)量、規(guī)格相同的光伏電池串 聯(lián)起來(lái)，組成一個(gè)個(gè)光伏串列，然后再將若干個(gè)光伏串列并聯(lián)接入光伏 匯流防雷箱，在光伏防雷匯流箱內(nèi)匯流后，接入直流配電柜，光伏逆變 器，交流配電柜，配套使用從而構(gòu)成完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng) 并網(wǎng)。 -11-11- 匯流箱外觀和內(nèi)部圖匯流箱外觀和內(nèi)部圖 -12-12- 智能防雷匯流箱組成 一、殼體 二、直流熔斷器 三、直流斷路器 四、光伏專用直流防雷模塊、 五、智能監(jiān)控模塊及電源模塊 -13-13- 匯流箱電氣原理圖匯流箱電氣原理圖 -14-14- 智能防雷匯流箱參數(shù)智能防雷匯流箱參數(shù) 1、滿足室外安裝的使用要求 2、同時(shí)可接入16路太陽(yáng)電池串列，每路電流最大

5、可達(dá)15A(接入回路 根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況確定） 3、接入最大組件串列的開路電壓值可達(dá)DC1000V； 4、熔斷器的耐壓值不小于DC1000V； 5、配有光伏專用高壓防雷器，正極負(fù)極都具備防雷功能；采用正負(fù) 極分別串聯(lián)的四極斷路器提高直流耐壓值，可承受的直流電壓值不小于 DC1000V。 6、匯流箱采用一體化智能測(cè)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)16串列的電流，電壓采 集功率計(jì)算，并可采集防雷浪涌和斷路器開關(guān)的狀態(tài)量； 7、實(shí)現(xiàn)光伏陣列電流量的獨(dú)立測(cè)量，數(shù)據(jù)精度=0.5% -15-15- 三、逆變器（含直流配電柜） 集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)配置的直 流防雷配電柜，安裝在逆變器房?jī)?nèi)，主 要是將匯流箱輸出的直流電纜接入后

6、進(jìn) 行二次匯流，再與并網(wǎng)逆變器連接，方 便操作和維護(hù)，每500kW發(fā)電單元配備1 臺(tái)直流配電柜。 其主要性能參數(shù)如下： 每一臺(tái)直流防雷配電柜容量符合 一臺(tái)500kW逆變器的容量配置； 每個(gè)直流防雷配電柜具有至少8 路直流輸入接口，可接8臺(tái)匯流箱； 每路直流輸入側(cè)都配有可分?jǐn)嗟?直流斷路器（防反二極管）； 直流母線輸出側(cè)都配置光伏專用 防雷器； 直流母線輸出側(cè)配置直流電壓顯 示表 1、直流配電柜 -16-16- 2、逆變器 把將交流電能變換成直流電能的過(guò)程稱為整流，把完成 整流功能的電路稱為整流電路，把實(shí)現(xiàn)整流過(guò)程的裝置 稱為整流設(shè)備或整流器。與之相對(duì)應(yīng)，把將直流電能變 換成交流電能的過(guò)程稱為逆

7、變，把完成逆變功能的電路 稱為逆變電路，把實(shí)現(xiàn)逆變過(guò)程的裝置稱為逆變?cè)O(shè)備或 逆變器。逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備。 目前市面上主流逆變器為兩種：集中式逆變器和組串式 逆變器 -17-17- 組串式逆變器 組串式逆變器：功率小 于50KW，MPPT路數(shù)多 ，防護(hù)等級(jí)一般為IP65 。體積較小，可室外臂 掛式安裝. -18-18- 集中式逆變器 集中式逆變器：設(shè)備功 率在250KW到630KW之 間，功率器件采用大電 流IGBT，一般為2路 MPPT，防護(hù)等級(jí)一般為 IP20。體積較大，室內(nèi) 立式安裝。 -19-19- 逆變器的主要構(gòu)造 主要參數(shù)、系統(tǒng)構(gòu)成和主回路拓?fù)?直流輸入部分 逆變部分（I

8、GBT模塊和驅(qū)動(dòng)器） LC（LCL）濾波器和交流輸出 二次電路 控制和保護(hù) 散熱 機(jī)柜 -20-20- 主拓?fù)潆娐罚娐方Y(jié)構(gòu)） -21-21- 主要元器件 IGBT 濾波電容和電感 散熱片 -22-22- 主要元器件 直流（塑殼）斷路器: T6N630 TMA R630 FF 4P 直流EMI濾波器 FEDC-600P Premo/Sshaffner 電流傳感器 LF2005-S/SP32 電壓傳感器 NV100-1000 快速熔斷器 170M5448 BUSSMANN 浪涌保護(hù)器 OVR PV 40 1000 P -23-23- 逆變器的MPPT MPPT全稱“最大功率點(diǎn)跟蹤”（Maximu

9、m Power Point Tracking） MPPT控制器能夠?qū)崟r(shí)偵測(cè)太陽(yáng)能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓 電流值(VI)，使逆變器始終工作在太陽(yáng)能電池板陣列的最大輸出功 率點(diǎn)（附近），以充分發(fā)揮電池板 潛力。 -24-24- 光伏箱式變壓器 一般大型地面光伏電站每MW配置一臺(tái)箱式升壓變，將逆變器逆變 后輸出的低壓交流電升壓至10kV或35kV 后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送，是光伏 電站電能輸送的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 箱變一次原理圖 -25-25- 歐變和美變 歐式箱變：是將高壓電器設(shè)備、變壓器、低壓電器設(shè) 備等組合成緊湊型成套配電裝置。 美式箱變：是指將變壓器及高壓部分采用油箱絕緣組成 、低壓部分采用箱體組

10、合形式組合而成的成套設(shè)備。 歐變 美變 -26-26- 就地通信管理機(jī) 光伏電站通信管理機(jī)一般安裝于逆變器小室的通訊柜，裝置對(duì)外需 要有工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)RJ-45接口、RS-485 總線接口，RS-232 通信接口 ，組網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、方便，可直接與微機(jī)監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)通信，支持IEC104， SG104，Modbus-TCP，Modbus-RTU，DLT645等通訊規(guī)約可靈活組態(tài) 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 -27-27- 環(huán)境檢測(cè)儀 一般安裝于開關(guān)站房頂上，可測(cè)量光伏電站當(dāng)?shù)氐?氣象條件，包括：風(fēng)速、風(fēng)向、輻照、溫度等環(huán)境 參數(shù)。 硬件包含：風(fēng)速傳感器，風(fēng)向傳感器，日照 輻射表，測(cè)溫探頭，控制盒及支架， 采集環(huán)境數(shù)據(jù) 可通過(guò)RS485通訊讀取，數(shù)據(jù)可在監(jiān)控后臺(tái)顯示。 -28-28- 開關(guān)站區(qū)域 一次系統(tǒng)圖 察右中旗項(xiàng)目一次系統(tǒng)圖 -29-29- 開