1500V系統(tǒng)及運(yùn)維平臺(tái)解決方案

1、 1500V系統(tǒng)及運(yùn)維平臺(tái)處理方案.04.22第1頁(yè)1500V逆變器及系統(tǒng)介紹1.iSolarCloud監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)2.1500V光伏系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析3.目 錄2第2頁(yè)3德國(guó)大型光伏逆變器(PCS)廠商SMA Solar Technology企業(yè)去年7月宣告，其在德國(guó)北部卡塞爾Niestetal工業(yè)園區(qū)Sandershauser Berg industrial park建設(shè)3.2MW光伏電站已投入使用。光電巨頭First solar等也開始主動(dòng)布署，計(jì)劃1.5GW 1500V光伏電站。1500V光伏系統(tǒng)技術(shù)已快速步入電站建設(shè)應(yīng)用。Sandershauser Berg industrial park

2、數(shù)據(jù)起源：北極星太陽(yáng)能光伏網(wǎng)1500V光伏系統(tǒng)技術(shù)正從示范階段向大面積應(yīng)用過渡第3頁(yè)4Max.1500VDC540VAC串聯(lián)組件數(shù)量增多，線纜降低。電壓升高，損耗降低系統(tǒng)損耗降低，效率提升串聯(lián)組件數(shù)增多，相對(duì)降低匯流箱和逆變器數(shù)量安裝維護(hù)工作量降低，降低運(yùn)維成本1500V系統(tǒng)組成及特點(diǎn)對(duì)于相同容量電站并網(wǎng)點(diǎn)少，降低高壓線纜用量，變壓器成本降低第4頁(yè)5國(guó)內(nèi)組件廠家紛紛推出了1500V組件，部分廠家已滿足批量生產(chǎn)要求。 晶澳太陽(yáng)能1500V組件CS6K-255/260P-PG阿特斯雙玻組件第5頁(yè)6陽(yáng)光電源用于1500V系統(tǒng)匯流箱PVS-16-HVPVS-16-HVPVS-16-HV最大光伏陣列電壓

3、DC1500V輸入路數(shù)16額定輸出電流160A通信接口RS485通訊，modbus通訊協(xié)議線纜推薦70mm95mm防護(hù)等級(jí)IP65環(huán)境溫度-25+60標(biāo)準(zhǔn)配件保險(xiǎn)絲、防雷器、斷路器、監(jiān)控模塊、內(nèi)供電模塊、RS485通訊選配件斷路器狀態(tài)監(jiān)控、屋頂放置遮雨擋板第6頁(yè)7陽(yáng)光電源用于1500V系統(tǒng)光伏逆變器SG1000HVSG1000HV歐洲效率98.5%最大效率98.7%額定功率1MW最大輸出功率1.1MW滿載MPPT范圍7801200Vdc最大輸入電壓1500V開啟電壓800V 額定電網(wǎng)電壓540V電網(wǎng)電壓范圍432621V最大輸出電流1176A最大總諧波失真99%低壓斷路器 690V/1600A

4、高壓側(cè)斷路器35kV/500A第10頁(yè)111500V光伏線纜選型光伏組串匯流箱 1*4mm2匯流箱逆變器2*70mm2*95mm第11頁(yè)1500V逆變器及系統(tǒng)介紹1.iSolarCloud監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)2.1500V光伏系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析3.目 錄12第12頁(yè)13.3234塊1500V 255W 組件16串2*8路PVS-16-HV2MW箱式逆變房2MW箱變1500V 2MW光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)540V35KV第13頁(yè)14集散式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 4001000VDC540VAC820VDC集散式逆變系統(tǒng)MPP匯流箱4601000VDC315VAC集中式逆變系統(tǒng)4601000VDC普通匯流箱第14頁(yè)15集中式、集散式及

5、組串式系統(tǒng)方案成本對(duì)比1500V集中式（2MW方案，折算到每MW成本）1000V集中式1000V集散式組串式匯流箱56203（交流）線纜7.213.21014逆變器24282151土建與集裝箱4660箱變15201820監(jiān)控1.5331總計(jì)56.776.27889上表中可發(fā)覺，1500V系統(tǒng)，電氣設(shè)備成本為56.7萬(wàn)元，較1000V集中式和集散式系統(tǒng)大幅度降低。 當(dāng)前1500V組件還未大規(guī)模普及，價(jià)格偏高，伴隨應(yīng)用越來(lái)越廣泛，1500V系統(tǒng)成本必定快速降低。第15頁(yè)16集中式、集散式及組串式系統(tǒng)方案系統(tǒng)損耗對(duì)比*匯流箱效率數(shù)據(jù)源自Helios systems參數(shù)表 97.6/99.1/99.2

6、/99.1/98.6%在10/25/50/75/100%*組串式逆變器選取SG60KTL-M1500V集中式1000V集中式1000V集散式組串式直流線纜損耗組件匯流箱0.371%0.451%）0.451%0.45%匯流箱 逆變器0.323%0.493%0.493% 匯流箱損耗0.10%0.10%0.80%0逆變器損耗1.5%（歐效98.5%）1.5%（歐效98.5%）1.5%（歐效98.5%）1.4%(歐效98.6%)交流線纜損耗0.196%0.415%0.224%0.83%總損耗2.49%2.96%3.47%2.68%結(jié)論：1、集中式直流電壓即使低，兩個(gè)方案電流大小不一樣，但因?yàn)榫€徑不一樣

7、，長(zhǎng)度相同，所以損耗相同。交流電壓相對(duì)較低，集中式電纜較長(zhǎng)，線纜損耗較高，但集散式因?yàn)镸PPT匯流箱存在Boost電路等發(fā)燒單元，損耗較大，所以集散式系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率低于集中式系統(tǒng)，約低0.5%。2、現(xiàn)場(chǎng)大量運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，不論是在地面平坦大型電站，還是工業(yè)屋頂電站，因?yàn)闆]有朝向和遮擋等失配問題，即使用多路MPPT組串式逆變器，發(fā)電量與集中式也基本相當(dāng)。所以能夠推論出，集散式多路MPPT對(duì)發(fā)電量提升無(wú)意義，相反，故障率提升會(huì)帶來(lái)發(fā)電量深入降低。第16頁(yè)17Satcon最為北美最老牌光伏處理方案供給商，一直致力于大功率逆變器處理方案，其最早在大型地面電站中提出并應(yīng)用了EDGE MPPT 技術(shù)（集散式方

8、案），主要少許應(yīng)用在美國(guó)市場(chǎng)。伴隨美國(guó)市場(chǎng)規(guī)模增加，更多集中式逆變器進(jìn)入該區(qū)域，競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，該方案也不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，沒有得到大面積應(yīng)用，企業(yè)也已破產(chǎn)。組串MPPT模塊集中式逆變器經(jīng)營(yíng)現(xiàn)實(shí)狀況：已于被長(zhǎng)城電腦收購(gòu)集散式電站應(yīng)用情況第17頁(yè)18 德國(guó)逆變器制造商，開發(fā)和制造大功率風(fēng)能和太陽(yáng)能變流器，在光伏領(lǐng)域，一直為歐洲客戶提供集中式逆變器解決方案。 在慕尼黑intesolar，以集散式逆變方案（String Central Inverter System）對(duì)此方案命名并推出，其主要目為解決分布式電站中不同朝向及電池板區(qū)域分散等問題。集散式電站應(yīng)用情況第18頁(yè)19可靠性分析：集散式方案，MPP匯

9、流箱故障率高普通匯流箱：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含熔斷及防雷保護(hù)，可靠性高無(wú)高發(fā)燒器件，熱損耗小，內(nèi)部溫度低MPP匯流箱：含開關(guān)器件及控制電路，器件多，故障率高BOOST電路長(zhǎng)久運(yùn)行，自冷散熱，設(shè)備壽命短DC/DC匯流箱：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制復(fù)雜，故障率高普通匯流箱：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)單，故障率低第19頁(yè)20可靠性分析：集散式長(zhǎng)距離高頻直流傳輸，存在風(fēng)險(xiǎn)匯流箱至逆變器線纜較長(zhǎng)，線纜上存在一個(gè)較大雜散電感值L，與母線電容形成LC諧振從而造成逆變器母線電壓較大波動(dòng)，輕則影響逆變器輸出電流諧波，嚴(yán)重會(huì)造成逆變器系統(tǒng)失控。光伏系統(tǒng)本身存在著較大對(duì)地電容，尤其是在陰雨等潮濕環(huán)境下，電容增大，電容與線路電感組成一個(gè)高階傳輸網(wǎng)絡(luò)

10、，含高頻分量直流信號(hào)經(jīng)過長(zhǎng)線傳輸后，會(huì)在線路及兩端設(shè)備上引發(fā)過壓、振蕩等現(xiàn)象發(fā)生，干擾系統(tǒng)設(shè)備通訊及正常工作，嚴(yán)重時(shí)造成設(shè)備損壞。第20頁(yè)21可靠性分析：集散式長(zhǎng)距離高頻直流傳輸造成瞬態(tài)過電壓匯流箱輸出電壓約800V，當(dāng)逆變器緊急關(guān)機(jī)或輸出功率瞬間改變，線路雜散電感產(chǎn)生瞬間電壓值U，則匯流箱內(nèi)部電子器件需要承受800+U瞬間電壓值，易造成匯流箱內(nèi)部器件損壞，造成現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行故障率高。第21頁(yè)22可靠性分析：集散式故障點(diǎn)分散，維護(hù)困難集中式逆變系統(tǒng)：普通匯流箱，故障概率極低，電站中故障點(diǎn)集中在逆變器及箱變部分，維護(hù)方便。集散式逆變系統(tǒng)：MPP匯流箱，故障率高，故障點(diǎn)分散于整個(gè)電站中，維護(hù)困難。MPP

11、匯流箱替換普通匯流箱，故障概率升高。第22頁(yè)23廣州某屋頂項(xiàng)目運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)集中型逆變器發(fā)電量與組串式相當(dāng)同一座城市兩個(gè)地點(diǎn)輻照度也不盡相同組件每串組件數(shù)量每臺(tái)逆變器接入串?dāng)?shù)容量A廠家集中式單機(jī)500KW250Wp255Wp2222最大單臺(tái)接入583KW，最小462KW 5串14.07MW7.75WM某大型屋頂項(xiàng)目集中式與組串式發(fā)電量基本持平B廠家組串式單機(jī)28K第23頁(yè)24內(nèi)蒙某大型地面電站，集中型與組串型發(fā)電量基本持平日期集中型（MWh）組串型（MWh）/1/134.72 36.75 /1/254.90 56.99 /1/352.50 54.68 /1/432.80 34.16 /1/550

12、.95 53.32 /1/657.55 59.90 /1/750.78 52.33 /1/856.90 58.17 /1/957.96 59.97 /1/1048.97 51.24 /1/1153.62 55.79 /1/1250.79 52.78 /1/1329.62 30.97 /1/1421.95 23.16 /1/1512.63 13.25 /1/1653.77 55.82 /1/1735.12 36.67 /1/1834.98 35.55 累計(jì)790.51 821.50 組件容量(MW)10.504MW10.92MW平均每MW發(fā)電量（MWh）75.25875.229結(jié)論集中式較組串式

13、發(fā)電量高0.039%組件朝向一致，無(wú)遮擋，無(wú)顯著失配問題；集中型和組串型逆變器各10MW；每種逆變器一路高壓線，計(jì)量表安裝在35KV側(cè)；經(jīng)過對(duì)一段時(shí)間觀察發(fā)覺，兩種技術(shù)方案發(fā)電量基本持平。某大型地面電站集中式與組串式發(fā)電量基本持平第24頁(yè)1500V逆變器及系統(tǒng)介紹1.iSolarCloud監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)2.1500V光伏系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析3.目 錄25第25頁(yè)26分布式電站戶用電站地面電站電站當(dāng)?shù)乇O(jiān)控端智慧光伏云監(jiān)控管理分析運(yùn)維電子大屏展示值班人員工作臺(tái)遠(yuǎn)程教授診療APP社交圈數(shù)據(jù)挖掘分析管控端基于iSolarCloud智能監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)第26頁(yè)27iSolarCloud智能監(jiān)控運(yùn)維系統(tǒng)關(guān)鍵功效全方面掌

14、控智能分析處理智能診療運(yùn)維大數(shù)據(jù)挖掘分析支持100GW以上容量電站接入，實(shí)現(xiàn)您對(duì)旗下全部電站集中管理運(yùn)行情況診療，故障預(yù)警及準(zhǔn)確定位，信息推送為電站評(píng)級(jí)、優(yōu)化、轉(zhuǎn)讓提供依據(jù)1GW5000萬(wàn)/年數(shù)據(jù)智能歸納分析，全方面了解電站運(yùn)行狀態(tài) 第27頁(yè)28基于iSolar Cloud云平臺(tái)智能分析功效企業(yè)計(jì)劃、預(yù)算電站業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)電力計(jì)劃調(diào)度電站量化分級(jí)電站營(yíng)收預(yù)計(jì)設(shè)備離散分析電站運(yùn)行分析系統(tǒng)效率分析系統(tǒng)損耗分析電站故障分析數(shù)據(jù)整合數(shù)據(jù)存放數(shù)據(jù)管理 安全 一致性、有效性 擴(kuò)展能力 企業(yè)管理決議力可靠、健全企業(yè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)洞察力數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)商業(yè)智能分析電力輔助決議戰(zhàn)略價(jià)值第28頁(yè)29基于iSolar

15、Cloud云平臺(tái)智能分析功效匯流箱前后月發(fā)電量差異分析分析匯流箱間發(fā)電量差異分析日度數(shù)據(jù)分析月度數(shù)據(jù)分析季度數(shù)據(jù)分析年度數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析1、數(shù)據(jù)更正2、運(yùn)維提議： 暫不運(yùn)維 周期性運(yùn)維 馬上運(yùn)維 3、運(yùn)維事件(內(nèi)容) 工作流平臺(tái)組串級(jí)穩(wěn)態(tài)分析組件失配損失統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)線路故障統(tǒng)計(jì)早晚遮擋損失統(tǒng)計(jì)灰塵致?lián)p失統(tǒng)計(jì)組串排布致?lián)p失統(tǒng)計(jì)防雷故障統(tǒng)計(jì)絕緣故障統(tǒng)計(jì)短路故障統(tǒng)計(jì)線纜類故障統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)其它故障統(tǒng)計(jì)通信故障組串級(jí)舉例：組件級(jí)組串級(jí)逆變級(jí)方陣級(jí)電站級(jí)第29頁(yè)30電站發(fā)出預(yù)警預(yù)警確認(rèn)故障預(yù)處理售后人員抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維客服人員教授團(tuán)體維修人員實(shí)時(shí)故障告警低級(jí)故障對(duì)應(yīng)預(yù)案中級(jí)故障對(duì)應(yīng)預(yù)案日常巡檢處理預(yù)案高級(jí)故障對(duì)應(yīng)預(yù)案運(yùn)維團(tuán)體故障預(yù)處理售后維修處理基于iSolar Cloud云平臺(tái)智能運(yùn)維服務(wù)第30頁(yè)31快速故障分析定位電站級(jí)電站A電站B方陣級(jí)1號(hào)方陣2號(hào)方陣逆變級(jí)1-1逆變器1-2逆變器2-1逆變器2-2逆變器組串級(jí)1-1-1組件1-1-2組件1-1-3組件1-2-1組件1-2-2組件2-2-1組件2-2-2組件組串組件設(shè)備故障毫秒級(jí)數(shù)據(jù)錄波分析第31頁(yè)32快速故障分析定位功率模塊電容電抗風(fēng)扇斷路器溫度電壓電流功率通信傳輸數(shù)據(jù)分析處理異常數(shù)據(jù)？健康度診療故障發(fā)生前分級(jí)報(bào)警預(yù)防性辦法優(yōu)化性辦法數(shù)據(jù)深度