河南分式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)方案初步說明書

1、分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)方案初步說明書 廈門科華恒盛股份有限公司2015年7月一、公司介紹1.廈門科華恒盛股份有限公司廈門科華恒盛股份有限公司（以下簡稱科華公司）成立于1999年(其前身是成立于1988年的漳州科華電子有限公司)，是一家以研究電力電子技術(shù)為核心的高科技企業(yè)，是“重點國家級火炬計劃項目（UPS）”的承擔者，是國家科技部認定的UPS行業(yè)首家“國家級重點高新技術(shù)企業(yè)”。是中國本土最大的高端UPS電源制造商與提供商?？迫A公司現(xiàn)有員工近千人，旗下?lián)碛衅呒胰Y子公司、3個電源研究中心、2個現(xiàn)代化電源生產(chǎn)基地、1個業(yè)界最先進的UPS及EMC檢測中心，形成了以研發(fā)中心、制造中心、銷售中心為格局的高新

2、技術(shù)企業(yè)群。已于2010年1月13日在深圳中小板上市，代碼002335?？迫A公司本著“技術(shù)自主，品牌自有”的發(fā)展理念，相繼在漳州、廈門、深圳設立了國內(nèi)最大的UPS電源研究機構(gòu)，組建了以自主培養(yǎng)的3名享有國務院特殊津貼的專家為核心的百人研發(fā)團隊。2010年科華公司與合作伙伴斥巨資成立了漳州耐歐立斯科技有限責任公司，正式投身加入到新能源產(chǎn)業(yè)，耐歐立斯公司主要研發(fā)生產(chǎn)小型風力發(fā)電機組、控制系統(tǒng)、各類并網(wǎng)供電解決方案，目前已經(jīng)擁有多處案例工程，并成為中移動、中聯(lián)通等企業(yè)的戰(zhàn)略合作伙伴。二、光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)介紹2.1科華并網(wǎng)系統(tǒng)應用介紹廈門科華恒盛股份有限公司在光伏并網(wǎng)控制器、風能并網(wǎng)控制器、逆變器等產(chǎn)

3、品具有自主技術(shù)創(chuàng)新能力，并擁有永磁風力發(fā)電機設計、制造技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)。是國內(nèi)唯一一家通過法國國家環(huán)境測試院專業(yè)檢測的、可提供全系列永磁風力發(fā)電機組的企業(yè)。廈門科華恒盛股份有限公司為客戶提供經(jīng)濟、穩(wěn)定可靠的新能源，是客戶的最佳合作伙伴。2.2.光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的說明圖-1 光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)原理圖如圖1所示，太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)由太陽能電池組件、匯流箱、逆變器和交流配電柜等設備構(gòu)成。太陽能經(jīng)光伏組件轉(zhuǎn)換為直流電能，直流電能經(jīng)匯流箱匯流、配電柜匯流輸入至逆變器，逆變器將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率、同相位的交流電饋入電網(wǎng)中。三、項目概況項目地點位于河南省新鄉(xiāng)市，北緯35.3度，東經(jīng)113.9度。

4、利用工廠園區(qū)閑置地面鋪設太陽能組件，要求系統(tǒng)日發(fā)電量500KWH以上，用以滿足工廠用電需求，組件鋪設面積足夠。系統(tǒng)并入低壓側(cè)三相400V電網(wǎng)，自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。以下針對該項目進行設計規(guī)劃。四、系統(tǒng)方案設計4.1.系統(tǒng)方案概述此項目要求系統(tǒng)日發(fā)電量500度以上，新鄉(xiāng)地區(qū)NASA為4.15，即氣象局近20年的年平均日照為4.15小時/天，考慮到陰雨天氣影響對系統(tǒng)成本的投入，初步規(guī)劃采用100KW集中式逆變器，集中并網(wǎng)的設計方案，將組件安裝的容量100KW，(組件占地面積約為1300平米)分別逆變器，交流輸出集中并入低壓側(cè)電網(wǎng)，發(fā)電自發(fā)自用。系統(tǒng)的電池組件目前初步選用功率為250Wp的多晶硅太陽電

5、池組件，每個電池串列按照20塊電池組件串聯(lián)進行設計，為了減少光伏電池組件到逆變器之間的連接線，以及方便維護操作，建議直流側(cè)采用匯流箱將光伏陣列進行匯流。 系統(tǒng)的100KW逆變器配置1臺交流配電柜，并網(wǎng)逆變器輸出進升壓變壓器升壓后通過交流配電柜（配電、計量）接入低壓側(cè)三相400V電網(wǎng)。 系統(tǒng)應配置1套監(jiān)控裝置，可采用RS485的通訊方式，實時監(jiān)測并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的運行參數(shù)和工作狀態(tài)。系統(tǒng)的原理圖見下圖。 圖-2 系統(tǒng)原理圖4.2.系統(tǒng)配置與設計 4.2.1.并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的重要設備之一，光伏電池組件是把太陽能量轉(zhuǎn)化為直流電能，經(jīng)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榕c交流電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波

6、交流電，饋入電網(wǎng)實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電功能。本方案采用科華1臺100KW并網(wǎng)逆變器，該系列并網(wǎng)逆變器特點如下：l 模塊化設計，便于安裝維護l 單模塊故障不影響系統(tǒng)工作l 根據(jù)日照強度自動休眠l 輸出功率可選（0100%）l 濾除自身諧波功能l 過/欠壓、過/欠頻及過流保護l 主動、被動結(jié)合防孤島l 適應嚴酷的電網(wǎng)環(huán)境并網(wǎng)逆變器的外觀圖：圖-3 50/100KW逆變器外觀圖光伏并網(wǎng)逆變器主要技術(shù)參數(shù)： 逆變器型號指標SPI50K-ASPI100K-A輸入特性最大直流輸入功率（kw）55110最大直流輸入電壓（VDC）1000最大直流輸入電流（A）125245MPPT范圍（V）450850輸出特性額定交流輸

7、出功率（kw）50100額定電網(wǎng)電壓（三相）（V）380允許電網(wǎng)電壓（三相）（V）310450額定交流頻率（Hz）50/60Hz總諧波畸變率THD<3%功率因數(shù)>0.99（滿載運行時）效率最大效率96.5%96.9%歐洲效率95.7%96.4%其他防護等級IP20使用環(huán)境溫度-25 +55 （>40降額）使用環(huán)境濕度095%允許最高海拔  <3000m >2000m按GB/T3859.2規(guī)定降額保護直流輸入過壓、欠壓保護、過溫保護、輸出過壓、孤島故障保護參考尺寸（寬×高×深）（mm）800×1800×80

8、0參考重量（Kg）630850通訊接口RS485 4.2.2.光伏陣列設計光伏組件擬選用多晶250W光伏組件其參數(shù)如表下所示：組件規(guī)格額定功率工作電壓工作電流開路電壓短路電流重量尺寸多晶250W250W30V8.18A37.7V8.60A19kg1650*992*40根據(jù)當?shù)氐臍鉁?、組件的溫度影響系數(shù)及逆變器MPPT輸入范圍，計算組件的最適合組串方式：最佳串聯(lián)數(shù)為20，共400塊組件，總安裝容量為100KW。光伏組件串聯(lián)間的連接如下圖：圖-4 組件串接方式 4.2.3.光伏組件安裝方式地面安裝方式采用固定傾角安裝，方位角為平朝南方向、傾角為20°，其安裝的示意圖如圖5：采用水泥基礎(chǔ)的

9、方式固定支架及負重，現(xiàn)場澆筑，組件采用單排的方式安裝。圖-5 水泥屋頂安裝示意圖4.2.4.匯流箱 為節(jié)省布線以及免除多根線造成的不便，選用匯流箱對各個光伏組串進行并聯(lián)，直接將并聯(lián)后（匯流）的線引入配電房，匯流箱主要起著匯流及防雷的作用。本系統(tǒng)根據(jù)各個陣列安裝并聯(lián)組數(shù)的情況選用不同規(guī)格的匯流箱。匯流箱輸入規(guī)格從4路-16路，可根據(jù)實際情況定制，以下是10路輸入規(guī)格匯流箱的電氣原理圖：圖-6 10進1出匯流箱電氣原理圖圖-7 匯流箱功能特點：l 配有光伏專用防雷器l 具備防雷器失效告警功能l 適應多種通訊模塊：RS485，無線l 采用光伏專用直流高壓空開和保險絲以及防雷器l IP65戶外應用設計

10、，戶外專用漆 l 監(jiān)控電源可選外部集中供電（DC24V/AC220V）或者PV板直接供電 項目參數(shù)光伏陣列輸入路數(shù)8-16路每路最大電流10A（可按要求定制）防護等級IP65環(huán)境溫度-2555相對濕度<95%通訊方式RS485 各個屋頂匯流箱配置：名稱鋪設面積（）組件數(shù)量預計安裝容量（KW）匯流箱配置陣列110002406012進1出陣列2600160408進1出匯總16004001004.2.5.并網(wǎng)配電柜并網(wǎng)配電柜主要是通過配電給逆變器提供并網(wǎng)接口，并網(wǎng)配電柜單元包含防雷器、電能計量表、斷路器等。本系統(tǒng)配置1臺100KW交流配電柜，具體電氣原理圖2（系統(tǒng)原理圖）。4.3.太陽能光伏發(fā)

11、電系統(tǒng)的監(jiān)控逆變器系統(tǒng)采用獨立監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的運行狀況，利用工控機采集數(shù)據(jù)，連續(xù)24小時不間斷地監(jiān)測和記錄所有并網(wǎng)逆變器的運行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)， 主要監(jiān)測功能有： 監(jiān)測光伏電站的運行參數(shù)光伏電站的當前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量累計、月總發(fā)量累計、年總發(fā)電量累計、總發(fā)電量累計，以及累計CO2總減排量； 監(jiān)測環(huán)境參數(shù)室內(nèi)和室外溫度、風向、風速、組件溫度和日照輻射的輻照量； 監(jiān)測每臺并網(wǎng)逆變器的運行參數(shù)，主要包括：A、直流電壓B、直流電流C、直流功率D、交流電壓E、交流電流F、逆變器機內(nèi)溫度G、時鐘H、頻率I、功率因數(shù)J、當前發(fā)電功率K、日發(fā)電量L、累計發(fā)電量M、累計CO2減排量N、每天發(fā)電功率

12、曲線圖所有并網(wǎng)逆變器的故障報警及故障信息記錄，包括：A、電網(wǎng)電壓過高；B、電網(wǎng)電壓過低；C、電網(wǎng)頻率過高；D、電網(wǎng)頻率過低；E、直流電壓過高；F、直流電壓過低；G、逆變器過載；H、逆變器過熱；I、逆變器短路；J、散熱器過熱；K、逆變器孤島；L、DSP故障；M、通訊失??；環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測：主要采用太陽輻照度、風速、風向、溫濕度和光伏組件溫度等信息。具體如圖所示：圖-8 環(huán)境監(jiān)控儀4.4.接地與防雷為了保證本工程光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安全可靠，防止因雷擊、浪涌等外在因素導致系統(tǒng)器件的損壞等情況發(fā)生，系統(tǒng)的防雷接地裝置必不可少。用戶可根據(jù)整個系統(tǒng)情況合理設計交流防雷配電、接地裝置及防雷措施。系統(tǒng)的防雷接地裝置

13、措施有多種方法，主要有以下幾個方面供參考： （1）地線是避雷、防雷的關(guān)鍵，在進行配電室基礎(chǔ)建設和太陽電池方陣基礎(chǔ)建設的同時，選擇電廠附近土層較厚、潮濕的地點，挖12米深地線坑，采用40扁鋼，添加降阻劑并引出地線，引出線采用10mm2銅芯電纜，接地電阻應小于4歐姆； （2）在配電室附近建一避雷針，并單獨做一地線，方法同上，配電室在地下室不需要避雷針； （3）直流側(cè)防雷措施：電池支架應保證良好的接地，光伏電池陣列連接電纜接入光伏陣列防雷匯流箱，匯流箱內(nèi)已含高壓防雷器保護裝置，電池陣列匯流后再接入直流防雷配電柜，經(jīng)過多級防雷裝置可有效地避免雷擊導致設備的損壞； （4）交流側(cè)防雷措施：每臺逆變器的交流

14、輸出經(jīng)交流防雷配電柜接入電網(wǎng)（用戶自備），可有效地避免雷擊和電網(wǎng)浪涌導致設備的損壞； （5）所有的機柜要有良好的接地。4.5.運行維護和管理太陽能并網(wǎng)發(fā)電項目屬于一次性投資，維護工作量很小，本項目運行階段維護需要定員1人，主要負責電站日常管理、電池組件清潔和維修等事務。 1）光伏組件維護光伏系統(tǒng)的光伏組件，定期清洗，清洗時應先用清水沖洗，然后用干凈的柔軟布將水跡擦干，嚴禁用有腐蝕性的溶劑沖洗，或用硬物擦拭。光伏組件清洗應避免在太陽輻射較強時進行；定期檢查光伏組件間連線是否可靠、牢固，連線是否接地并檢查連線是否絕緣；2) 并網(wǎng)逆變器定期檢查逆變器與其它設備的連線是否牢固，檢查逆變器的接地連線是否

15、牢固；3) 配電線路線纜是否有損傷、斷股，線纜上有無拋掛物；絕緣子是否破損，絕緣子鐵腳有無歪曲和松動；進戶線上的熔絲盒是否完整，熔絲是否合格；固定鉛皮卡是否松動等；光伏系統(tǒng)應定期完成一次系統(tǒng)絕緣電阻的檢查。項目建設完工后，每年進行一次對光伏系統(tǒng)、錨固結(jié)構(gòu)等全項目的檢查。當發(fā)生極端氣象災害前進行全面加固，發(fā)生后進行全面檢查。光伏系統(tǒng)運行發(fā)生異常時，及時與專業(yè)維修人員聯(lián)系，在專業(yè)維修人員的指導下進行處理。主要設備和控制裝置應由專業(yè)人員維修。發(fā)電計量裝置應按規(guī)定定期進行校驗。所有記錄應及時歸檔。4.6.效益及節(jié)能分析 4.6.1.系統(tǒng)效率并網(wǎng)光伏電站的總效率由光伏陣列的效率、逆變器效率、交流并網(wǎng)等三

16、部分組成。1）光伏陣列效率1：光伏陣列在1000W/m2太陽輻射強度下,實際的直流輸出功率與標稱功率之比。光伏陣列在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失包括：組件的匹配損失、表面塵埃遮擋損失、不可利用的太陽輻射損失、溫度影響、最大功率點跟蹤精度、及直流線路損失等，取效率85%計算。2）逆變器轉(zhuǎn)換效率2：逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比，取逆變器效率95%計算。3）交流輸出損耗3: 若系統(tǒng)設備位置與并網(wǎng)接點位置較遠，線路有一部分損耗，一般5%，3 = 95%。 4）系統(tǒng)總效率為：總1×2×385%×95%×95%=76% 4.6.2.環(huán)境數(shù)據(jù)項目地點位于河南省新鄉(xiāng)

17、市，陸域位置是北緯35.3度，東經(jīng)113.9度深圳， 根據(jù)NASA環(huán)境數(shù)據(jù)，該地區(qū)日平均輻照度為4.15KW/.day，具體輻照度數(shù)據(jù)、溫度和風速如下表：4.7.發(fā)電量及效益分析本系統(tǒng)安裝容量約為100KW，根據(jù)NASA數(shù)據(jù)及系統(tǒng)效率，系統(tǒng)日平均發(fā)電量約為415度，年發(fā)電量約為15.15萬度，一年可節(jié)約60噸標準煤（400g/kwh），可節(jié)約158噸二氧化碳的排放量(1.04kg/kwh)，具有良好的環(huán)境效益。本系統(tǒng)的發(fā)電量自發(fā)自用，電費按1元/度計算，每年可節(jié)約電費約15.15萬元，目前國家出臺分布式并網(wǎng)系統(tǒng)度電補貼政策，度電補貼為0.42元，因此每年可享受國家補貼的費用約為6.36萬元，每

18、年可回收電費約21.5萬元。4.7.1投資收益分析：出資方，即電站持有者：總投資約100萬，5年收回成本，整個25年總收益430萬元；4.8.方案主要配置序號名稱規(guī)格數(shù)量單位備注1多晶硅組件250Wp400塊總?cè)萘?00KW2光伏支架100KW1套水泥屋頂3匯流箱12進1出1臺帶監(jiān)控，RS485通訊4匯流箱8進1出1臺帶監(jiān)控，RS485通訊5交流配電柜1進1出，100KW1臺壁掛式室內(nèi)安裝，配有防雷、空開等配電。9逆變器SPI100K-A1臺輸出電壓400V10電纜PV1-F4米光伏專用4平方電纜，組件至匯流箱11電纜ZR-YJVR 2*35米12進匯流箱至100k逆變器12電纜ZR-YJVR

19、 2*30米8進匯流箱至100k逆變器14電纜ZR-YJVR 4*50米100KW逆變器輸出到交流配電柜或并網(wǎng)柜15線槽50*35米16環(huán)境監(jiān)測儀1套輻照度、風速、風向等注：以上不含線材等輔材、安裝調(diào)試！五、售后服務及質(zhì)保本公司在保修期內(nèi)向用戶提供免費保修。保修期后，設備修理服務中僅核收材料及維修人員勞務費。保修期外,本公司繼續(xù)承諾發(fā)電系統(tǒng)中關(guān)鍵部件/設備的維修服務。服務宗旨：提供顧客滿意的產(chǎn)品同時，也為客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務。我們公司強大的技術(shù)和售后服務團隊將為各戶提供全程跟蹤和及時的服務。六、案例6.1.青海百科格爾木10MWp并網(wǎng)光伏電站項目項目使用SPI500K-B并網(wǎng)逆變器和直流匯流箱。根據(jù)客戶反饋，電站運行設備穩(wěn)定，逆變器的發(fā)電量高。該電站位