光伏发电系统介绍概要

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏发电系统根本介绍及设计方案,江苏金思源电力科技,一、光伏并网发电系统示意图,1,、典型光伏发电系统示意图,2、光伏发电系统带储能系统示意图,二、并网光伏电站根本构架,离网太阳能光伏电站,未与公电网相联接独立供电的太阳,能光伏电站。,主要应用于远离公共电网的地区 和一些特殊场所，如为遥远偏僻农村、海岛、农牧渔民供给照明等根本的生活用电，为通信中继站、边防哨所等特殊处所供给电源。,1,、,概述,太阳能光伏电站依据运行方式可分为:,并网太阳能光伏电站,与公共电网相联接且共同担当供电任务的太阳能光伏电站。,它是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段、成为电力工业组成局部的重要进展方向，是当今世界太阳能光伏发电技术进展的主流趋势。,2、光伏并网发电系统的组成局部,太阳能电池组件,汇流箱,并网逆变器,并网接入系统含升压变压器、凹凸压、开关柜，计量柜等,掌握系统含自动化监控系统，调度系统、站用直流系统、站用,沟通系统等,三、并网光伏发电站主要设备参数及设计方案,1,、光伏电池板组件参数,1太阳能电池分类目前国内常用商业类,单晶硅电池,多晶硅电池,非晶体硅薄膜电池,2各种光伏组件根本参数表比照表,项目,单晶硅电池组件,（,245W),多晶硅电池,组件,非晶硅薄膜,半透明组件,(48W),最大功率,Pm(W),245,240,48W,最大功率下工作电压,(V),29.92,29.72,64,最大功率下工作电流,(I),8.19,8.48,0.76,开路电压,(V),37.68,37.51,84,短,路电流,(A),8.56,8.08,0.96,最大系统电压,(V),DC1000V,DC1000V,DC1000V,电池片尺寸,156,156,156,156,电池片数量,60,60,电池组件尺寸,(cm),1650,990 40,1650,990 40,1245,635 7.5,电池组件重量,(kg),19.5,14.4,3各种电池的性能比较,名称,转换效率,安装方式,性能比较,单晶硅电池,20.4%（2cm2cm）,铝合金边框。,适合屋顶、地面大型光伏电站,（,1,）晶体硅太阳能电池组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。,（2）商业化使用的太阳能电池组件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两者相差不大。,（3）晶体硅电池组件、刚性非晶硅组件故障率极低，运行维护最为简单。,（4）晶体硅光伏组件、刚性非晶硅组件安装简单方便。,（5）非晶硅薄膜电池在价格、弱光响应，高温性能等方面具有一定的优势，同时容易配合建筑物的整体效果进行造型，但是组件效率较低，在安装场地面积有限情况下，会影响到安装总容量。,多晶硅电池,14.5%（2cm2cm）,铝合金边框。,适合屋顶、地面大型光伏电站,非晶硅薄膜电池,8.6%（10cm10cm）,无边框，适合与建筑一体化安装,2,、汇流箱的选型,汇流箱的作用：,在太阳能光伏发电系统中，为削减光伏电池组件与逆变器之间的连线，同时削减直流电缆的线损，需要在光伏组件安装侧将肯定数量的光伏组件进展串、并联，再送入逆变器直流侧。同时在汇流箱内安装直流防雷模块，起到光伏电站的防雷作用。,3、光伏逆变器根本功能及技术特性,1根本功能,太阳能逆变器是一种功率电子电路，能把太阳能电池板的直流电压转换,为沟通电压并入公用电网或来驱动当地的沟通负载，是整个太阳能发电,系统的关键组件。,逆变器电气回路图,完成DC/AC 转换的电流连接到电网,找出最正确的操作点以优化太阳能光伏系统的效率,2光伏逆变器技术特性,光伏并网逆变器技术特性,直流侧,最大直流功率,10-500kWp,根据光伏电站的光伏组件安装情况，合理配置逆变器容量,MPPT,范围,230-820V,根据光伏组件的工作电压及组串的数量确定逆变器的,MPPT,电压范围,最大直流电压,880V,目前光伏组件最大系统电压为,DC1000V,最大直流输入电流,750A,输入最大功率、,MPPT,为,880V,最大输入路数,4,交流侧,额定输出功率,10-500kW,额定电网电压,三相,380Vac,允许电网电压,310-450Vac,额定电网频率,50Hz,允许电网频率,47-51.5Hz,功率因素,0.99,（额定功率）,总电流波形失真率,3%,（额定功率）,夜间损耗,30W,最大效率,96.5%,（含变压器）,3爱护功能,逆变器保护功能,孤岛保护,同时,采用主动式和被动式保护，动作时间小于,2s,短路保护,短路故障，动作时间小于,20ms,电网恢复自启动,2min,内启动,过流保护,当输出电流超过额定电流的,150%,时，逆变器,0.1s,内自动保护,欠压保护,具有电网欠压保护,保护值可设定,直流过压保护,工作状态下直流电压过压保护，保护值可设定,输入极性反接保护,当输入端正、负极接反时，,逆变器自动保护,系统接地保护,系统接地时自动保护,4、储能变流器PCS根本功能及技术特性,1概述,储能变流器,(,简称,PCS),双向充放电的并网变流装置，它肩负着充电和电能回馈作用，是储能系统的关键设备之一。当PCS从电网吸取能量时，运行在可控整流状态对蓄电池充电，反之，假设变流器向电网馈送能量时，PCS工作于有源逆变状态将蓄电池电能向电网输送。PCS可将夜间的“谷电”或平日充裕的电能存储起来以平衡电网峰谷，它不仅可应对电网中断和大面积停电等突发大事，同时，可用于太阳能及风力发电系统中，使其并网发电更稳定。,PCS能够适应储能系统不同的充放电掌握模式,充放电模式可以通过远方或就地进展参数设置，实现恒流和恒功率充放电。PCS的额定功率能满足电池组的额定长时间工作，最大功率能满足电池组的快速放电力量。,2储能变流PCS在储能系统中的典型应用,如下图，当断开外部电网时，依据调度指令PCS和光伏逆变器可组成独立微网的供电系统，该系统能实现对本地负载的供电。同时，当光伏发电系统发出的电能大于本地负载消耗的电能时，可通过PCS将多出的电能向电池组充电，假设电池组SOC到达100%，则光伏逆变器调整输出功率以稳定三相沟通母线的电压；当光伏发电系统发出的电能不能满足本地负载消耗，则PCS转入放电状态向三相母线供给电能以稳定沟通母线电压。,PCS,和光伏逆变器的独立微网运行示意图,5,、,PCS,和光伏逆变器的独立微网运行,6、PCS并网电流和蓄电池电流掌握,并网逆变器是整个PCS的核心部件，并网逆变器的性能打算着整个系统的性能。PCS的并网逆变器承受三相全桥逆变器拓扑构造，经并网电抗器与电网相连。,PCS实时对蓄电池电流掌握，将蓄电池实际电流与设定电流进展比较，通过PI调整给出并网电流参考值。,并网电流波形掌握要求快速，需要在1个开关周期80微秒内实现对目标电流的跟踪。系统掌握如图5所示。,低电压穿越力量曲线,7,、低电压穿越,智能楼宇光伏发电储能系统并网发电，必需考虑电网发生故障时其运行状态对电网稳定性的影响，低电压穿越力量是一个重要的衡量指标。,低电压穿越是指在光伏发电储能系统并网点电压跌落时，系统内的并网设备能够保持有条件的并网，必要时甚至可向电网供给肯定的无功功率支持电网恢复。,PCS低电压穿越力量曲线如图4所示，在并网点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的力量，并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，PCS能够保证不脱网连续运行。,名称,指标,备注,实测值,交流侧参数,交流接线方式,三相四线,三相四线,额定输出功率,15kVA,15kVA,输出过载能力,22.5kVA,23kVA,并网充放电模式,额定电网电压,400V,有效值,392V,允许电网电压,310,450V,可设定,可设定,额定电网频率,50Hz,50.1 Hz,总电流波形畸变率,(THD),0.99,额定功率时,0.992,独立逆变模式,输出电压失真度,5,线性负载,2%,额定输出频率,501,Hz,50.1 Hz,额定直流功率,15kW,15KW,直流电压范围,525-767V,Vdc,515-767V,额定直流电压,672V,Vdc,未完，接下表,8,、,PCS,技术指标,名称,内容,范围,实际值,独立逆变模式,最大输入电流,30A,Idc,31A,额定功率下稳流精度,1,0.86%,额定功率下直流电流纹波,1,IPP,0.6%,系统,最大转换效率,94.0,含变压器,94.3%,紧急停机,有,(,通过紧,急停机按钮,),有,显示和通信,显示,触摸屏,有,标准通信方式,RS485,、,CAN,有,接上表,四、监控系统网络构造图,五、光伏发电储能系统监控画面,监控系统实现对光伏发电系统内全部设备的状态监测和实时掌握，并将实,时数据远传至电力调度。,六、计算机监控系统,1,、,概述,数据采集和处理及掌握操作功能,人时机话功能,特别状态报警和提示功能、大事挨次记录SOE功能及事故追忆功能,自动电压无功掌握功能,数据通信及数据库治理功能,与智能设备接口功能,系统自检和恢复功能,运行治理及其它应用功能,系统安全与维护功能,2,、,SCADA,功能描述,SCADA功能主要由主机兼操作员站和数据效劳器完成。,SCADA的根本功能如下：,另外，作为智能掌握调度系统的SCADA，还具备以下功能：,程序化操作：主机兼操作员站发出的掌握指令，经安全校核正确后自动完 成相关运行方式变化要求的设备掌握；具备自动生成不同运行方式下的典型操作流程的功能。,1储能监控功能,3,、,各子系统监控功能,在智能监控系统内集成储能PCS和电池本体监控软件，可以对电池本体的监测和对PCS 的监控功能,监控整个系统的运行状态，依据要求手动或自动向系统发出指令，掌握整个系统充放电状态，设定电能曲线,通过对三相电压、电流、接触器、断路器等信号进展采样，实时输出波形掌握，到达调频、调相、掌握功率的功能。通过软件对一组储能模块供给软件爱护功能，主要包括过压、欠压、过流、过温、通讯特别、频率等爱护功能,实现对电池的治理，保障其安全稳定运行，提高供电牢靠性,可以对BMS和PCS的掌握系统下达指令，从而实现全部的本地操作和维护功能,在智能监控系统内集成光伏逆变器监控软件，完成对光伏发电系统的监控。,主要功能如下：,3环境监测系统风力、风向、太阳光辐射、温度等,2光伏监控功能,光伏阵列工作点跟踪掌握,逆变器跟踪负荷掌握,对于孤岛效应的检测及掌握,对各自动跟踪系统、汇流箱和逆变器进展监控和治理,实时监测电站的运行数据，包括太阳电池组件的电参数、累计电能、太阳辐射强度、直流输,入参数、沟通输出参数、逆变器运行参数等,1、上海汇泰大楼智能楼宇光伏发电微网工程,七、典型案例,光伏组件承受单晶硅电池组件,2,、上海市漕溪能源转换基地车棚透光型光伏发电系统,承受非晶体硅薄膜电池,3、崇明北沿风电场微网工程光伏发电系统,承受多晶硅双玻透光光伏组件，墙体外立面垂直安装,感谢!,