1MW光伏并网发电系统技术方案.doc

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1、1MWp1MWp 光伏并网发电系统光伏并网发电系统 技技 术术 方方 案案 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 1 目目 录录 一、总体设计方案.2 二、系统组成.3 三、相关规范和标准.3 四、设计过程.4 4.1 并网逆变器 .4 4.1.1 性能特点简介 .4 4.1.2 电路结构 .5 4.1.3 技术指标 .5 4.1.4 LCD 液晶显示及菜单简介 .6 4.1.5 并网逆变器图片 15 4.2 太阳能电池组件 15 4.3 光伏阵列防雷汇流箱 16 4.4 直流防雷配电柜 17 4.5 系统接入电网设计 18 4.6 系统监控装置 22 4.7 环

2、境监测仪 25 4.8 系统防雷接地装置 26 五、系统主要设备配置清单27 六、系统原理框图28 七、参考案例29 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 2 一、总体设计方案一、总体设计方案 针对 1MWp 的太阳能光伏并网发电系统项目，我公司建议采用分块发电、集中并网 方案，将系统分成 10 个 100KW 的并网发电单元，每个 100KW 的并网发电单元都接入 10KV 升压站的 0.4KV 低压配电柜，经过 0.4KV/10KV(1250KVA)变压器升压装置，最终 实现整个并网发电系统并入 10KV 中压交流电网。 系统的电池组件选用 180Wp(35V

3、)单晶硅太阳能电池组件，其工作电压为 35V，开 路电压约为 45V。经过计算，每个光伏阵列按照 16 块电池组件串联进行设计，100KW 的并网单元需配置 10 个光伏阵列，560 块电池组件,其功率为 100.8KWp。则整个 1MWp 并网发电系统需配置 5600 块 180Wp 电池组件，实际功率约为 1.008MWp。 为了减少光伏阵列到逆变器之间的连接线及方便日后维护，建议在室外配置光伏 阵列防雷汇流箱，该汇流箱可直接安装在电池支架上，每个汇流箱可接入 6 路光伏阵 列，每 100KW 并网单元配置 6 台汇流箱，整个 1MWp 并网系统需配置 60 台光伏阵列防 雷汇流箱。 为了

4、将每个 100KW 并网单元的 6 台光伏阵列防雷汇流箱的直流输出汇流后再接入 SG100K3 逆变器，系统需要配置 4 台直流防雷配电柜，每个配电柜按照 3 个 100KW 直流 配电单元进行设计，分成 3 路直流输出分别接至 3 台 SG100K3 逆变器。 整个并网发电系统按照 10 个 100KW 的并网发电单元进行设计，每个发电单元配置 1 台 SG100K3 逆变器，整个 1MWp 系统需配置 10 台 SG100K3 逆变器。每台逆变器的交流 输出(AC380/220V,50Hz)分别接入 10KV 升压站的 0.4KV 三相交流低压配电柜。 本系统需配置 1 套 10KV 升压

5、站，包含 10kV 主变(0.4/10KV, 1250KVA)、10kV 开 关柜、0.4KV 开关柜以及直流电源、二次控制柜等装置，柜与柜之间通过铜排或电缆连 接。其中，0.4KV 开关柜应配置 10 路三相交流低压输出接口(AC380/220V,50Hz)，通过 电缆分别接至 10 台 SG100K3 逆变器的交流输出端，从而实现整个并网系统并入 10KV 中压交流电网。 综上所述，本系统主要由太阳能电池组件、光伏阵列防雷汇流箱、直流防雷配电 柜、光伏并网逆变器和 10KV 升压站所组成。另外，系统应配置 1 套监控装置，用来监 测系统的运行状态和工作参数。 1MWp1MWp 光伏并网发电

6、系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 3 二、系统组成二、系统组成 太阳能光伏并网发电系统主要组成如下： （1） 太阳能电池组件及其支架； （2） 光伏阵列防雷汇流箱； （3） 直流防雷配电柜； （4） 光伏并网逆变器（带工频隔离变压器） ； （5） 10KV 升压站； （6） 系统的通讯监控装置； （7） 系统的防雷及接地装置； （8） 土建、配电房等基础设施； （9） 系统的连接电缆及防护材料； 三、相关规范和标准三、相关规范和标准 本并网逆变系统的制造、试验和验收可参考如下标准： GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求 GB/T 2004

7、6-2006 光伏（PV）系统电网接口特性（IEC 61727:2004,MOD） GB/Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定 GB/T 2423.1-2001 电工电子产品基本环境试验规程 试验 A：低温试验方法 GB/T 2423.2-2001 电工电子产品基本环境试验规程 试验 B：高温试验方法 GB/T 2423.9-2001 电工电子产品基本环境试验规程 试验 Cb：设备用恒定湿热试 验方法 GB 4208 外壳防护等级（IP 代码） （equ IEC 60529:1998） GB 3859.2-1993 半导体变流器 应用导则 GB/T 14549-1993 电

8、能质量 公用电网谐波 GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 4 四、设计过程四、设计过程 4.14.1 并网逆变器并网逆变器 此次光伏并网发电系统设计为 10 个 100KW 并网发电单元，每个 100KW 并网发电单 元配置 1 台型号为 SG100K3 并网逆变器，整个系统配置 10 台 SG100K3 并网逆变器，组 成 1MWp 并网发电系统。 4.1.14.1.1 性能特点简介性能特点简介 SG100K3 并网逆变器采用美国 TI 公司专用 DSP 控制芯片，主电路采用日本最先进 的智能功率

9、 IPM 模块组装，运用电流控制型 PWM 有源逆变技术和优质进口高效隔离变 压器，可靠性高，保护功能齐全，且具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染 供电等特点。 该并网逆变器的主要性能特点如下： （1） 采用美国 TI 公司 DSP 芯片进行控制； （2） 采用日本三菱公司第五代智能功率模块（IPM） ； （3） 太阳电池组件最大功率点跟踪技术(MPPT)； （4） 50Hz 工频隔离变压器，实现光伏阵列和电网之间的相互隔离； （5） 具有直流输入手动分断开关，交流电网手动分断开关，紧急停机操作开关； （6） 具有先进的孤岛效应检测方案及具有完善的监控功能； （7） 具有过载、短路、电网

10、异常等故障保护及告警功能； （8） 宽直流输入电压范围(450V880V)，整机效率高达 95%； （9） 人性化的 LCD 液晶界面，中英文菜单，通过按键操作，液晶显示屏可显示实时 各项运行数据、实时故障数据、历史故障数据、总发电量数据和历史发电量数 据。 （10）可提供包括 RS485 或 Ethernet（以太网）远程通讯接口。其中 RS485 遵循 Modbus 通讯协议；Ethernet（以太网）接口支持 TCP/IP 协议 ，支持动态(DHCP)或 静态获取 IP 地址； （11）逆变器具有 CE 认证资质部门出具的 CE 安全证书。 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏

11、并网发电系统技术方案 5 4.1.24.1.2 电路结构电路结构 A A C C P PE E 光光伏伏阵阵列列 三三相相半半桥桥 DSP 控制板 电电网网检检测测 B BMPPT N N Y SG100K3 并网逆变器主电路的拓扑结构如上图所示，并网逆变电源通过三相半桥变 换器，将光伏阵列的直流电压变换为高频的三相斩波电压，并通过滤波器滤波变成正 弦波电压接着通过三相变压器隔离升压后并入电网发电。为了使光伏阵列以最大功率 发电，在直流侧加入了先进的 MPPT 算法。 4.1.34.1.3 技术指标技术指标 型型 号号 SG100K3SG100K3 隔离方式工频变压器 最大太阳电池阵列功率 1

12、10KWp 最大阵列开路电压 880Vdc 太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范围480Vdc820Vdc 最大阵列输入电流 250A MPPT 精度99 额定交流输出功率 100KW 总电流波形畸变率0.99 最大效率 96.2% 欧洲效率 95.2% 允许电网电压范围（三相）330V450AC 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 6 允许电网频率范围4751.5Hz 夜间自耗电 30W 保护功能 极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过 热保护、过载保护等 通讯接口RS485 或以太网（选配） 使用环境温度2040 使用环境湿度095%，不结露 冷却方式风冷

13、 噪音 60dB 尺寸（深宽高） 77010201900 mm 防护等级IP20（室内） 电网监控按照 UL1741 标准 4.1.44.1.4 LCDLCD 液晶显示及菜单简介液晶显示及菜单简介 SG100K3光伏并网逆变电源智能化程度高，每天自动启停工作，无需人为控制。在 逆变电源的最上端有3个主要状态显示LED灯，LCD面板上有5个LED灯和6个按键（如下 图所示），通过这些指示灯和按键可知道逆变电源的工作状态并对逆变器进行控制。 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 7 逆变电源采用 LCD 液晶显示（如下图所示） ，为了更好进行人机界面交互操作，面 板上

14、设置了 6 个按键，5 个运行指示灯。 （1 1）按键操作介绍）按键操作介绍 按键的功能，如下表所示： 按键按键功能功能 ESC 返回、结束 向上选择待设置值/ 参数设置时增加设定值 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 8 向下选择待设置值/ 参数设置时减少设定值 向左选择待设置值 向右选择待设置值 ENTER 确认进入菜单 确认设置值 注：按任一键，液晶的背光灯亮持续 2 分钟。 （2 2）LEDLED 指示灯说明指示灯说明 LEDLED 灯灯含义含义 POWER 逆变电源工作电源灯(控制板开始工作) RUN 并网运行灯(并网发电，灯亮) STOP 停止并网

15、FAULT 故障灯(出现故障，灯亮) COM 通讯测试灯(通讯正常，灯亮) 在在LCDLCD面板的上方有面板的上方有POWER,RUN,FAULTPOWER,RUN,FAULT 3 3个状态指示灯，在下方有个状态指示灯，在下方有1 1个个STOPSTOP紧急停紧急停 机按钮，机按钮，3 3个指示灯的含义与个指示灯的含义与LCDLCD面板上的指示灯含义相同，面板上的指示灯含义相同，STOPSTOP为紧急停机按钮，当为紧急停机按钮，当 用户需要紧急停机时按下此按钮，效果如同在用户需要紧急停机时按下此按钮，效果如同在LCDLCD操作下关机，系统自动停机，此时操作下关机，系统自动停机，此时 STOPS

16、TOP灯亮。灯亮。 （3 3）液晶显示界面介绍）液晶显示界面介绍 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 9 PV A B C 250V 200A 220V 72A 220V 220V 71A 72A 状态：运行 功率： 47.300KW 2007/01/2510:15:25 运行信息 故障记录 启停控制 参数设置 开机 关机 恢复出厂值 请输入密码：0000 时钟调整设置 日期： 07/04/12 通讯参数调整 波特率调整为：【0】 0：9600 1：4800 2：2400 设备占号调整为：【0】 发电量补偿：000 KWH 系统参数 校正参数 保护参数 通讯参数

17、 历史故障记录总数02 2007/01/12 10:12:18直流过压 2007/01/1411:12:18 时钟调整 恢复出厂值 语言设置 发电量补偿 SG100K-3 SG100K-3 并网逆变电源 无效设置！ 密码错误！ 参数设置 请输入密码：0000 天发电量 电网电压 并网电流 电网频率 输出功率 直流电压 直流电流 机内温度 000.0V 000.0V 000.0A 000.0A 00.0Hz 000.000KW 00.0 OC 0000000.0KW H 发电总量 减少C02排放量 总运行时数 天运行分钟 000.0Kg 00000h 000min 0000000.0KWH 月发

18、电量 0000000.0KW H 语言设置 2：中文1：英文 时间： 14:28:30 设置完毕！ 直流过压 确认设置? 无保护参数设置 确认关机？ 确认开机？ % 20 40 60 80 90 681012141618 P % 20 40 60 80 90 681012141618 P 日输出功率曲线图 日发电量柱状图 请输入真实值 A相电压 : 000VA相电流:000A B相电流:000A C相电流:000A B相电压 : 000V C相电压 : 000V 功率因数 : 0.000 确认校正么? 0：西班牙 液晶控制板上电后显示界面 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电

19、系统技术方案 10 说明：显示产品公司名称、产品名称。 主界面 说明：显示当前的直流输入电流和电压、三相交流输出电流和电压、交流输出功率、 运行状态、当前运行时间。 主菜单界面 说明：为了了解并网逆变电源的详细信息以及对其进行控制和运行参数设置，特设 计此菜单。其包括：参数信息、故障信息、启停控制、参数设置。通过键进行选 择。 运行信息子界面 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 11 说明：在主菜单界面中当箭头指向“参数信息”并按ENTER键后，可得到详细的参 数信息。其包括：输出功率、交流电压、交流电流、电网频率、阵列电压、阵列电 流、机内温度和较少二氧化碳排

20、放量等信息。 运行信息还包括日输出功率曲线图：直坐标是当天的时间，纵坐标是输出功率占总 功率100KW的百分比。 日发电量柱状图: 直坐标是当天的时间，纵坐标是输出能量占总100KWH的百分比。 故障信息子界面 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 12 说明：在主菜单界面中当箭头指向“故障信息”并按ENTER键后，可进入此界面。 其包括：当前故障信息和历史故障信息。 有如下的故障：直流过压、直流欠压、直流过流、交流过压、交流欠压、交 流过流、频率异常、孤岛效应、温度异常、DSP异常、接地异常、模块异常、通讯 异常。 系统保留最近的20条故障的名称和时间。 启停控

21、制子界面 开机 关机 说明：在主菜单界面中当箭头指向“启停控制”并按ENTER键后，可进入此界面。 其包括：开机和关机控制。通过ENTER键进行开关机。 参数密码确认界面 说明：为防止非用户对并网逆变器的参数进行修改，参数设置需通过密码认证。默 认的密码为：1111。 参数设置调整界面 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 13 时钟调整 恢复出厂值 语言设置 发电量补偿 说明：在参数设置密码确认屏中输入正确密码后并按ENTER键即可进入此界面。其 包括：语言设置、时钟调整、发电量补偿、恢复出厂值。 语言设置界面 说明：通过此界面设置可以进行中英文和西班牙文的切换

22、显示。 时间调整界面 时钟调整设置 日期： 07/04/12 时间： 14:28:30 说明：时钟显示与当前时间不一致时，通过按键调整时间从而与当前时间一致。 发电量补偿界面 发电量补偿：000 KWH 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 14 说明：发电量补偿用来补偿，显示的总发电量与专用电表不一致的部分，通过键 可选择或补偿量。此界面按ENTER键后会显示“补偿完毕！” 。 恢复出厂值界面 恢复出厂值 请输入密码：0000 说明：恢复出厂值用来清空历史故障记录和发电量记录。需输入密码，默认值为 11111111。 串口调整界面 通讯参数调整 波特率调整为：【

23、0】 0：96001：48002：2400 设备占号调整为：【0】 说明：通过此界面来设置占号和波特率。 校正参数设置屏 请输入真实值 A相电压 : 000VA相电流:000A B相电流:000A C相电流:000A B相电压 : 000V C相电压 : 000V 功率因数 : 0.000 确认校正么? 说明：当实际测量参数与液晶显示参数不一致时，需要在此屏进行调整，用户可以将 真实测量值输入，供内部校正系数用。 保护参数设置屏 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 15 说明：此软件版本暂无保护参数设置。 密码错误提示屏 说明：当用户输入错误密码时此界面会出现。

24、 设置完毕提示屏 说明：当用户设置完毕后此界面会出现。 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 16 4.1.54.1.5 并网逆变器图片并网逆变器图片 4.24.2 太阳能电池组件太阳能电池组件 目前在光伏并网系统中，特别是在大型光伏电站中，普遍选用具有较大功率的太 阳能电池组件，本系统可选用单块 180Wp（35V）单晶硅太阳能电池组件，其工作电压 为 35V，开路电压约为 45V。当然，也可选用其它类型的太阳能电池组件。 SG100K3 并网逆变器的直流工作电压范围为：450Vdc880Vdc，最佳直流电压工作 点为：560Vdc。 经过计算:560V/35V

25、=16,得出：每个光伏阵列可采用 16 块电池组件串联。 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 17 每个光伏阵列的峰值工作电压：560V，开路电压：720V，满足逆变器的工作电压 范围。 对于每个 100KW 并网发电单元，需要配置 560 块 180Wp 电池组件，组成 10 个光伏 阵列。整个 1MWp 并网系统需配置 5600 块 180Wp 电池组件。 每个光伏阵列的原理接线图如下图所示： 4.34.3 光伏阵列防雷汇流箱光伏阵列防雷汇流箱 为了减少光伏阵列到逆变器之间的连接线及方便日后维护，本系统在室外配置光 伏阵列防雷汇流箱，该汇流箱可直接安装在电池

26、支架上。 光伏阵列防雷汇流箱(型号:SPVCB-6)的性能特点如下： 1) 户外壁挂式安装，防水、防锈、防晒，满足室外安装使用要求； 2) 可同时接入 6 路光伏阵列，每路光伏阵列的最大允许电流为 10A； 3) 光伏阵列的最大开路电压值为 DC900V； 4) 每路光伏阵列配有光伏专用高压直流熔丝进行保护，其耐压值为 DC1000V； 5) 直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用高压防雷器， 防雷器采用菲尼克斯品牌； 6) 直流输出母线端配有可分断的直流断路器，断路器采用 ABB 品牌； 光伏阵列防雷汇流箱的电气原理框图如下图所示： 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方

27、案光伏并网发电系统技术方案 18 每个 100KW 并网单元配置 6 台汇流箱，整个 1MWp 并网系统需配置 60 台光伏阵列 防雷汇流箱。 4.44.4 直流防雷配电柜直流防雷配电柜 太阳电池阵列通过光伏阵列防雷汇流箱在室外进行汇流后，通过电缆接至配电房 的直流防雷配电柜再进行一次总汇流，每个 100KW 并网单元配置 6 台光伏阵列防雷汇 流箱。 每台直流防雷配电柜按照 3 个 100KW 直流配电单元进行设计，每个直流配电单元 接入 6 台光伏阵列防雷汇流箱，汇流后接至 SG100K3 逆变器。整个并网系统需配置 4 台直流防雷配电柜。 直流防雷配电柜的电气原理接线图如下图所示： 1M

28、Wp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 19 直流防雷配电柜的每个配电单元都具有可分断的直流断路器、防反二极管和防雷 器。断路器选用 ABB 品牌，防雷器选用菲尼克斯品牌。 4.54.5 系统接入电网设计系统接入电网设计 （1 1）系统概述）系统概述 本系统采用的 SG100K3 并网逆变器适合于直接并入三相低压交流电网 （AC380V/50Hz） ，由于整个系统需要并入 10KV 的交流中压电网，所以本系统需配置 1 套 10KV 升压站，该升压站主要包含 10KV 主变(0.4/10KV,1250KW)、10KV 开关柜、 0.4KV 开关柜以及直流电源、二次控制柜

29、等装置。 系统配置 10 台 SG100K3 并网逆变器的交流输出直接接入变电站的 0.4KV 开关柜， 经交流低压母线汇流后通过 10KV 主变(0.4/10KV, 1MWp)并入 10KV 中压交流电网，从 而最终实现系统的并网发电功能。 本系统的 10KV 中压交流电网电气原理框图如下： 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 20 （2 2）重要单元的选择）重要单元的选择 10/0.4KV 配电变压器的保护 10/0.4KV 配电变压器的保护配置采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组 合的保护配置，既可提供额定负荷电流，又可断开短路电流，并具备开合空载变

30、压器 的性能，能有效保护配电变压器。 系统中采用的负荷开关, 通常为具有接通、隔断和接地功能的三工位负荷开关。 变压器馈线间隔还增加高遮断容量后备式限流熔断器来提供保护。这是一种简单、可 靠而又经济的配电方式。 开合空载变压器的性能好。本系统中 10KV 接入配电的负荷为 1MWp 的 10/0.4KV 配 电变压器，其空载电流一般为额定电流的 2%左右。 有效保护配电变压器，特别是对于油浸变压器，采用负荷开关加高遮断容量后备式 限流熔断器比采用断路器更为有效，有时后者甚至并不能起到有效的保护作用。有 关资料表明，当油浸变压器发生短路故障时，电弧产生的压力升高和油气化形成的 气泡会占据原属于油

31、的空间，油会将压力传给变压器油箱体，随短路状态的继续， 压力进一步上升，致使油箱体变形和开裂。为了不破坏油箱体，必须在 20 ms 内切 除故障。如采用断路器，因有继电保护再加上自身动作时间和熄弧时间，其全开断 时间一般不会少于 60 ms，这就不能有效地保护变压器。而高遮断容量后备式限流 熔断器具有速断功能，加上其具有限流作用，可在 10 ms 之内切除故障并限制短路 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 21 电流，能够有效地保护变压器。因此，应采用高遮断容量后备式限流熔断器而尽量 不用断路器来保护电器，即便负荷为干式变压器，因熔断器保护动作快，也比用断 路器

32、好。 从继电保护的配合来讲，在大多数情况下，没有必要在接入柜中采用断路器，这是 因为 10KV 配电网络的首端断路器(即 110 kV 或 220 kV 变电站的 10KV 馈出线断路 器)的保护设置一般为：速断保护的时间为 0s，过流保护的时间为 0.5s，零序保护 的时间为 0.5s。若环网柜中采用断路器，即使整定时间为 0s 动作，由于断路器固 有动作时间分散，也很难保证环网柜中的断路器而不是上一级断路器首先动作。 高遮断容量后备式限流熔断器可对其后所接设备，如电流互感器、电缆等都可提供 保护。高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围可在最小熔化电流(通常为熔断器 额定电流的 23 倍)到最

33、大开断容量之间。限流熔断器的电流-时间特性，一般为 陡峭的反时限曲线，短路发生后，可在很短的时间内熔断，切除故障。如果采用断 路器作保护。必定使其它电器如电缆、电流互感器、变压器套管等元件的热稳定要 求大幅度提高，加大了电器设备的造价，增大工程费用。 在这里，同时需要注意在采用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合时，两者 之间要很好地配合，当熔断器非三相熔断时，熔断器的撞针要使负荷开关立即联跳， 防止缺相运行。 高遮断容量后备式限流熔断器的选择 由于光伏并网发电系统的造价昂贵，在发生线路故障时，要求线路切断时间短， 以保护设备。 熔断器的特性及使用作为线路保护的优缺点分析。 选用性能优良的熔断

34、器，如美国 S C 公司的熔断器及熔丝，该类产品具有如下 特性： 具有精确的时间-电流特性（可提供精确的始熔曲线和熔断曲线）； 有良好的抗老化能力； 达到熔断值时能够快速熔断； 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 22 要有良好的切断故障电流能力，可有效切断故障电流 根据以上特性，可以把该熔断器作为线路保护，和并网逆变器以及整个光伏并网系 统的保护使用，并通过选择合适的熔丝曲线和配合，实现上级熔断器与下级熔断器及 熔断器与变电站保护之间的配合。 线路安装熔断器保护后，为了实现熔断器保护与变电站内线路保护之间的配合，必 须对站内线路保护的电流定值和时间做出调整，把

35、线路电流速断保护动作时间延时 0.1s，过电流时间取 0.5s，保护定值做如下调整： 根据线路负荷情况选定熔丝大小，根据熔丝的熔断曲线，选择熔丝在 0.5s 以内熔 断的电流值，作为线路的过电流保护定值，核对该定值能可靠躲过线路最大负荷并在 最小运行方式下，线路末端两相短路时有足够的灵敏度（该灵敏系数1.5 时，过流保 护定值即为合格）。在满足以上条件的前提下适当提高线路过电流保护定值，以保证 故障电流达到过电流定值时，熔丝熔断，而断路器不需要跳闸。 根据该熔丝熔断曲线，选择熔丝在 0.1s 以内熔断的电流值，作为线路的电流速断 保护定值，核对该定值在最小运行方式下，10KV 母线两相短路时的

36、灵敏度（该灵敏系 数2 时，速断值即为合格）。在满足以上条件的前提下适当提高线路速断保护定值， 以保证故障电流达到速断定值时，熔丝熔断，变电站断路器不跳闸。 对于 10KV 线路保护，3-110kV 电网继电保护装置运行整定规程要求：除极少 数有稳定问题的线路外，线路保护动作时间以保护电力设备的安全和满足规程要求的 选择性为主要依据，不必要求速动保护快速切除故障。 通过选用性能优良的熔断器，能够大大提高线路在故障时的反应速度，降低事故跳 闸率，更好地保护整个光伏并网发电系统。 （3 3）中压防雷保护单元）中压防雷保护单元 该中压防雷保护单元选用复合式过电压保护器，可有效限制大气过电压及各种真空

37、 断路器引起的操作过电压，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用。 该复合式过电压保护器不但能保护截流过电压、多次重燃过电压及三相同时开断 过电压，而且能保护雷电过电压。 过电压保护器采用硅橡胶复合外套整体模压一次成形，外形美观，引出线采用硅 橡胶高压电缆，除四个线鼻子为裸导体外，其他部分被绝缘体封闭，故用户在安装时， 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 23 无需考虑它的相间距离和对地距离。该产品可直接安装在高压开关柜的底盘或互感器 室内。安装时，只需将标有接地符号单元的电缆接地外，其余分别接 A、B、C 三相即 可。 设置自控接入装置对消除谐振过电压也

38、具有一定作用。当谐振过电压幅值高至危 害电气设备时，该防雷模块接入电网，电容器增大主回路电容，有利于破坏谐振条件， 电阻阻尼震荡，有利于降低谐振过电压幅值。所以可以在高次谐波含量较高的电网中 工作，适应的电网运行环境更广。 另外，该防雷单元可增设自动控制设备，如放电记录器，清晰掌控工作动作状况。 可以配置自动脱离装置，当设备过压或处于故障时，脱离开电网，确保正常运行。 （4 4）中压电能计量表）中压电能计量表 中压电能计量表是真正反应整个光伏并网发电系统发电量的计量装置，其准确度 和稳定性十分重要。采用性能优良的高精度电能计量表至关重要。 为保证发电数据的安全，建议在高压计量回路同时装一块机械

39、式计量表，作为 IC 式电能表的备用或参考。 该电表不仅要有优越的测量技术，还要有非常高的抗干扰能力和可靠性。同时， 该电表还可以提供灵活的功能：显示电表数据、显示费率、显示损耗（ZV）、状态信 息、警报、参数等。 此外，显示的内容、功能和参数可通过光电通讯口用维护软件来 修改。通过光电通讯口，还可以处理报警信号，读取电表数据和参数。 【注注】 对于本系统的对于本系统的 10KV10KV 变电站，应由专业设计人员进行设计。变电站，应由专业设计人员进行设计。 4.64.6 系统监控装置系统监控装置 采用高性能工业控制 PC 机作为系统的监控主机，配置光伏并网系统多机版监控软 件，采用 RS485

40、 通讯方式，连续每天 24 小时不间断对所有并网逆变器的运行状态和数 据进行监测。 (1)监控主机的照片和系统特点如下： 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 24 嵌入式低功耗 Eden 处理器； 带 LCD/CRT VGA； 以太网口； RS232/RS485 通讯接口； USB2.0； 256M 内存(可升级)； 40G 笔记本硬盘(可升级)； 工控机和所有光伏并网逆变器之间的通讯采用 RS485 总线通讯方式。 (2)光伏并网系统的监测软件可连续记录运行数据和故障数据如下： 实时显示电站的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量、累计 CO2 总减 排量以

41、及每天发电功率曲线图。 可查看每台逆变器的运行参数，主要包括： A、直流电压 B、直流电流 C、直流功率 D、交流电压 E、交流电流 F、逆变器机内温度 G、时钟 H、频率 J、当前发电功率 K、日发电量 L、累计发电量 M、累计 CO2减排量 N、每天发电功率曲线图 监控所有逆变器的运行状态，采用声光报警方式提示设备出现故障，可查看故 障原因及故障时间，监控的故障信息至少包括以下内容： 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 25 A、电网电压过高； B、电网电压过低； C、电网频率过高； D、电网频率过低； E、直流电压过高； F、逆变器过载； G、逆变器过热；

42、 H、逆变器短路； I、散热器过热； J、逆变器孤岛； K、DSP 故障； L、通讯失败； (3)监控软件具有集成环境监测功能，主要包括日照强度、风速、风向、室外和室内环 境温度和电池板温度等参量。 (4)监控装置可每隔 5 分钟存储一次电站所有运行数据，可连续存储 20 年以上的电站 所有的运行数据和所有的故障纪录。 (5)可提供中文和英文两种语言版本。 (6)可长期 24 小时不间断运行在中文 WINDOWS 2000，XP 操作系统。 (7)监控主机同时提供对外的数据接口，即用户可以通过网络方式，异地实时查看整个 电源系统的实时运行数据以及历史数据和故障数据。 (8)显示单元可采用大液晶

43、电视，具有非常好的展示效果，下图是本公司的并网逆变器 的监控界面： 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 26 4.74.7 环境监测仪环境监测仪 本系统配置 1 套环境监测仪 (如下图所示 )，用来监测现场的环境情况： 该装置由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、控制盒及支架组 成，适用于气象、军事、船空、海港、环保、工业、农业、交通等部门测量水平风 参量及太阳辐射能量的测量。可测量环境温度、风速、风向和辐射强度等参量， 其 RS485 通讯接口可接入并网监控装置的监测系统，实时记录环境数据。 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统

44、技术方案 27 4.84.8 系统防雷接地装置系统防雷接地装置 为了保证本工程光伏并网发电系统安全可靠，防止因雷击、浪涌等外在因素导 致系统器件的损坏等情况发生，系统的防雷接地装置必不可少。系统的防雷接地装 置措施有多种方法，主要有以下几个方面供参考： （1）地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设的同 时，选择电厂附近土层较厚、潮湿的地点，挖 12 米深地线坑，采用 40 扁钢， 添加降阻剂并引出地线，引出线采用 10mm2 铜芯电缆，接地电阻应小于 4 欧姆。 （2）在配电室附近建一避雷针，高 15 米，并单独做一地线，方法同上，配电室在地 下室不需要避雷针。 （

45、3）直流侧防雷措施：电池支架应保证良好的接地，太阳能电池阵列连接电缆接入光 伏阵列防雷汇流箱，汇流箱内含高压防雷器保护装置，电池阵列汇流后再接入直 流防雷配电柜，经过多级防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。 （3）交流侧防雷措施：每台逆变器的交流输出经 0.4KV 开关柜接入电网，10KV 变电站 应配置防雷装置，有效地避免雷击和电网浪涌导致设备的损坏，且所有的机柜要 有良好的接地。 【注注】:】:对于本系统的防雷及接地装置，应由专业设计人员进行设计。对于本系统的防雷及接地装置，应由专业设计人员进行设计。 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 28 五、系统主

46、要设备配置清单五、系统主要设备配置清单 序号名称型号规格数量备注 1 太阳电池组件(及电池支架) 180WP(35V) 5600 块用户自备 2 光伏阵列防雷汇流箱 SPVCB-6 60 台合肥阳光 3 直流防雷配电柜 SDCPG-3(300KW) 4 台合肥阳光 4 光伏并网逆变器 SG100K3 10 台合肥阳光 5 多机版监控软件SPSPVNET1 套合肥阳光 6 工控机 EBOX746-EFL 1 台合肥阳光 7 监控 装置 液晶显示器三星 19 寸1 台合肥阳光 8 环境监测仪 SSYW-01 1 台合肥阳光 9 10KV 升压站 10/0.4KV(1MWp) 1 套用户自备 10

47、系统的防雷和接地装置1 套用户自备 11 土建及配电等基础设施1 套用户自备 12 系统连接电缆线及防护材料1 套用户自备 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 29 六、系统原理框图六、系统原理框图 光伏 阵列 防雷 汇流箱 光伏阵列 16 SG100K3逆变器 16块串联组成1个光伏阵列 16块串联组成1个光伏阵列 光伏阵列 光伏阵列 16块串联组成1个光伏阵列 16块串联组成1个光伏阵列 1318 光伏阵列 光伏 阵列 防雷 汇流箱 直流 防雷 配电柜 1 直流 防雷 配电柜 光伏 阵列 防雷 汇流箱 光伏阵列 16块串联组成1个光伏阵列 16块串联组成1个

48、光伏阵列 光伏阵列 光伏阵列 16块串联组成1个光伏阵列 16块串联组成1个光伏阵列 光伏阵列 光伏 阵列 防雷 汇流箱 1 3 SG100K3逆变器 SG100K3逆变器 SG100K3逆变器 0.4KV 低 压 开 关 柜 10KV主变 0.4/10kv 10KV 开 关 柜 10KV 中压 电网 10KV变电站 环境监测仪 监控装置 RS485 2 SG100K3逆变器 (1250KW) 4 5560 6772 (备用) 10 (备用) 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 30 七、参考案例七、参考案例 （1 1） 上海临港新城上海临港新城 1.2MW1.

49、2MW 并网发电系统并网发电系统 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 31 （2 2） 国家发改委国家发改委 100KW100KW 并网发电系统并网发电系统 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 32 （3 3） 深圳新天深圳新天 100KW100KW 并网发电系统并网发电系统 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 33 （4 4） 上海太阳能厂房上海太阳能厂房 100KWp100KWp 光伏并网发电系统光伏并网发电系统 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 34 （5 5） 上海崇明岛上海崇明岛 60KW60KW 光伏并网发电系统光伏并网发电系统 1MWp1MWp 光伏并网发电系统技术方案光伏并网发电系统技术方案 35 （6 6） 无锡尚德无锡尚德 200KW200KW 光伏并网发电系统光伏并网发电系统 （7 7） 内蒙古鄂尔多斯内蒙古鄂尔多斯 100KW100KW 光伏光伏并网发电系统并网