光伏电站技术方案(整理后)-solarbe文库

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1 光伏电站技术方案1. 系统概况1.1 项目背景及意义系统由室外太阳电池组件阵列系统、室外太阳能电池组件汇流系统、室内控制储能系统、逆变配电装置与布线系统、室内光伏发电综合测试系统组成。用于研究不同材料电池组件的光伏阵列，采取跟踪模式和固定模式时发电的情况，以及 5 种相同功率不同方式的太阳能电发电的对比。本系统建成后可以作为学校光伏科研方向的重点实验室，为学校学科建设、科技创新、人才培养发挥重要作用。1.2 光伏发电系统的要求系统是一个教学实习兼科研项目，根据要求设计一个 5kWp的小型光伏电站系统，包含3kWp的并网光伏系统， 2kWp的离网光伏系统，共计平均每天发电约 9.5kWh,可供一个 1kW的负载工作 9小时左右。2. 项目概况2.1 光伏系统方案的确定根据现场资源和环境条件，系统设计采用独立型离网光伏系统和离散型并网光伏系统方案。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专用固定支架；（ 2）光伏阵列汇流箱；（ 3）光伏并网逆变器；（ 4）系统的通讯监控装置；（ 5）系统的防雷及接地装置；（ 6）土建、配电房等基础设施；（ 7）系统的连接电缆及防护材料；2 太阳能光伏离网发电系统主要组成如下（ 1）太阳能电池组件及其双轴跟踪逐日支架；（ 2）光伏阵列汇流箱；（ 3）光伏控制器；（ 4）光伏离网逆变器；（ 5）系统的通讯监控装置；（ 6）系统的防雷及接地装置；（ 7）土建、配电房等基础设施；（ 8）系统的连接电缆及防护材料；3. 设计方案3.1 方案介绍将系统分成并网和离网两个部份。并网和离网系统中用到的太阳能电池组件有 3 种，一是 175Wp单晶硅太阳能电池板，其工作电压为 35.9V,开路电压为 43.6V，经过计算， 6块此类电池板串联，构成 1 个 1KW的光伏阵列。二是 175Wp多晶硅太阳能电池板，其工作电压为 33.7V,开路电压为 42.5V, 经过计算， 6 块此类电池板串联，构成 1 个 1KW的光伏阵列。三是 100Wp薄膜太阳能电池板，其工作电压为 102V,开路电压为 135V, 经过计算， 10 块此类电池板串并联，构成 1个 1KW的光伏阵列。并网部份由 6 块单晶硅太阳能电池（ 1光伏阵列）， 6块多晶硅太阳能电池（ 2光伏阵列），10 块薄膜材料太阳能电池（ 3光伏阵列）分别配以专用太阳能固定支架。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，在室外配置光伏阵列汇流箱，该汇流箱可直接安装在电池支架上。汇流箱的输出经直流线缆接至配电房内直流配电系统，经直流配电后接至 3 台1.5kW并网逆变器，输出 0.4KV,50Hz 三相交流电源，实现并网发电功能。离网部份由 6 块单晶硅太阳能电池（ 4光伏阵列）， 6 块多晶硅太阳能电池（ 5光伏阵列）配以专用太阳能双轴逐日跟踪支架。该逐日跟踪支架可以大大提高太阳能电池板发电的综合效3 率，即可以自动跟踪太阳光，也可以根据需要手动调节电池板的角度。离网部份也配有专用的汇流箱，太阳能电池板输出线在汇流箱中进行串并联后进入光伏控制器，也称太阳能充放电控制器，其作用是对太阳能电池组件所发的电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在控制器后端接上蓄电池和离网逆变器，蓄电池的主要作用是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。离网型逆变器是离网发电系统的核心部件，负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。逆变器的性能决定着光伏发电系统的整体性能。并网部分原理框图离网部分原理框图3.2 主要设备介绍4 1.太阳能电池组件系统采用河南盛世光谷能源科技有限公司生产的 SPV 175-72M单晶硅电池， PPV 175-72M多晶硅电池，以及河北汉盛光电科技有限公司生产的 HS-100型薄膜材料电池组件，所以产品通过了 CE认证。以下是各个材料电池板的详细参数。1 单晶硅太阳能电池 2. 多晶硅太阳能电池 3. 薄膜太阳能电池产品型号峰值功率峰值电压峰值电流开路电压短路电流转换效率SPV 175-72M 175 Wp 35.9V 4.87A 43.6V 5.26A 16 PPV 175-72M 175 Wp 33.7V 4.56 42.5V 4.98A 15.3 HS-100 100 Wp 135V 0.98A 102V 1.22A 6 2.光伏控制器本系统拟采用合肥阳光电源公司生产的 SD48-30太阳能充电控制器。该太阳能控制器适用于中小型太阳能发电系统，其中多种参数客户可以根据实际需要进行设置，实现多样化，并5 具有完善的保护功能，避免了系统各部件的损坏。主要技术特点· 12 位 A/D 高精度采样保证采样的准确性· 系统电压自动识别· 使用功率 MOSFET 作为电子开关，没有任何机械开关· 人性化设计的浏览界面，方便各项操作· 完整的现场控制参数的设定及修改，以及内容丰富的负载控制方式· 采用温度补偿，自动调整充放电参数，提高蓄电池使用寿命· 控制器具有超温、过充、过放、过载、短路自动保护功能额定输入电压 DC 48V 额定输入电流 30A 最大光伏功率 1.44KW 输入控制路数 1 蓄电池过放保护点（可设置） 43.2 蓄电池过放恢复点（可设置） 49 6 蓄电池过充保护点（可设置） 58 负载过压保护点（可设置） 65 负载过压恢复点（可设置） 60 温度补偿系数 0-5 3.离网逆变器本系统拟采用合肥阳光电源公司生产的 SN48-2KS离网逆变器， SN48-2KS系列离网逆变器采用数字化智能控制，全高频变换拓扑，性能稳定，抗干扰能力强。额定输入电压为12V/24V/36V/48V，输出电压为 110V/60HZ、 220V/50HZ，额定功率等级 2KVA。产品被广泛应用于通信、交通、家庭、海岛、边防、乡村、牧区等太阳能供电系统。额定输入电压 DC 48V 额定输入电流 48A 允许输入电压范围 42-64V 7 额定容量 2KW 额定输入功率 1.6KW 输出额定电压及频率 AC220V,50HZ 输出额定电流 9A 输出电压精度 -3--3 波形失真率 ≤ 5 功率因数 0.8 过载能力 120,10秒主要技术特点为1、纯正弦波输出，谐波小，波形失真率小；2、软启动功能和高效率；3、负载适应性与稳定性强；4、内置输入防反接保险丝，安全可靠；5、输出过流及短路保护，避免产品烧坏；6、电池输入低电压保护，防止电池过放损坏；7、输入侧直流与输出侧交流电气隔离，防触电，安全性更高；8、完善的保护和报警功能；9、全高频变换，体积小、重量轻。4.并网逆变器本系统拟采用合肥阳光电源公司生产的 SG1K5TL并网逆变器。 SG1K5TL采用低频无隔离变压器设计，室内型。可在 55℃的高温环境下，连续可靠地满载运行，不需要降额。适用于小型电站和家庭。可多台逆变器并联运行，简化电站设计。输入电压的范围大，保证了接入的光伏阵列有了更多的组合方式。是一款性价比非常高的并网逆变器。8 基本参数9 5.蓄电池本系统拟采用天津蓝天电源公司生产的 6-CNJ-200储能胶体蓄电池，天津蓝天电源公司是由中国电子科技集团公司第十八研究所投资设立，是集研究、开发、设计、生产、商贸、投资于一体的综合性高科技公司，公司拥有多项领先技术和国际竞争力的产品，产品性能优良、质量可靠，目前为止研制和生产了 30多个系列， 500多个品种规格的电池及相关产品。10 6. 环境监测仪本系统配置 1 套环境监测仪如下图所示，选自合肥阳光电源公司生产的 SolarInfo TMEM系列环境监测仪，可测量光伏电站当地的气象条件，包括风速、风向、辐照、温度等环境参数；硬件包含风速传感器，风向传感器，日照辐射表，测温探头，控制盒及支架；采集环境数据可通过 RS485通讯读取。11 7. 太阳能双轴跟踪系统（逐日支架）本系统配置 2 套太阳能双轴跟踪系统如下图所示，选用许昌中意电气科技有限公司生产的 ZY-SL-B型双轴太阳跟踪系统， ZY-SL-B型双轴太阳跟踪系统采用阳光跟踪传感器、控制器及传动执行机构，最大特点是跟踪控制系统的低功耗。主要技术指标跟踪方式双轴全自动跟踪；跟踪精度（°）时光控≤ 0.5 °；* 跟踪方位角（°）不小于 -120-120； * 跟踪高度角（°）不小于 0-75；追踪控制方式手动与光控追踪；控制方式选择通过控制方式可进行双轴跟踪与单轴跟踪两种模式进行选择；夜间归位功能提供夜间自动归位功能；大风（ 7 级以上）自动放平。具竖立除雪功能。12 8. 便携式现场光伏电站测试与分析平台本系统拟采用中国电子科技集团公司第四十一研究所生产的 AV6591便携式太阳能电池测试仪。 AV6591便携式太阳能电池测试仪主要用于室外太阳能电池阵列 / 组件伏安特性测试，能够方便、快速的测试太阳能电池阵列 / 组件在自然光照下的工作特性，可为太阳能电站设计、验收、维护提供测试保障，是电站建设单位、质检部门、生产厂家、科研单位等必备检测工具。本产品附带环境温度、电池板温度、辐照度检测等测试探头，能够全面记录测试的环境状态。测试仪主机采用便携式设计，具备防尘、防溅水功能，并采用高亮、阳光下可视彩色液晶，适应野外工作需求。主机内置用户熟悉的 WINDOWS操作界面，测试结果直观明确，为用户提供一流的操作体验。主要测试指标13 基本参数9．视频监控系统视频监控系统由 2 台红外线摄像机和 1 台硬盘刻录机组成。产品名称型号单位数量厂家700线红外夜视摄像机S-6061SE 台 2 视兵4路硬盘录像机 DVR-9314LV 台 1 视兵10. 监控及通讯装置此系统配置 1 套监控装置，主要包括监控用工业 PC、监控软件。光伏并网发电系统采用高性能工业控制 PC 机作为系统的监控主机，配置光伏并网系统专14 用网络版监测软件，采用 RS485 或 Ethernet 以太网远程通讯方式，可以连续每天 24 小时对所有的并网逆变器运行状态和数据进行监测。并网系统的监控软件（ SunInfo Insight ）功能如下1.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 总减排量以及每天发电功率曲线图；2.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. 交流电压d. 交流电流e. 逆变器机内温度f. 时钟g. 频率h. 当前发电功率i. 日发电量j. 累计发电量k. 累计 CO2 减排量l. 每天发电功率曲线图3.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因包括以下内容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15 e. 直流电压过高f. 逆变器过载g. 逆变器过热h. 逆变器短路i. 逆变器孤岛j. DSP 故障k. 通讯失败4.监控软件具有集成环境监测功能，能实现环境监测功能，主要包括日照强度、风速、风向、和温度等参量。5.可每隔 5 分钟存储一次电站所有运行数据，包括环境数据。故障数据需要实时存储。6.能够分别以日、月、年为单位记录和存储数据、运行事件、警告、故障信息等。7.可以连续存储 20 年以上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录。8.可通过监控软件对逆变器进行控制，可以以电子表格的形式存储运行数据，并可以图表的形式显示电站的运行情况。16 3.3 主要设备清单序号名称型号规格单位数量厂家1 单晶硅太阳能电池板 SPV 175-72M 块 12 盛世光谷2 多晶硅太阳能电池板 PPV 175-72M 块 12 盛世光谷3 薄膜太阳能电池板 HS-100 块 10 汉盛光电4 太阳能逐日支架 RY-SL-B 套 2 润源电子5 并网逆变器 SG1K5TL 台 3 合肥阳光6 离网逆变器 SN48-2KS 台 2 合肥阳光7 光伏控制器 SD48-30 台 2 合肥阳光8 蓄电池 6-CNJ-200 块 10 天津蓝天9 环境检测仪 SolarInfo TM EM 套 1 合肥阳光10 便携式现场光伏电站测试与分析平台AV6591 台 1 四十一研究所蓄电池柜体17 柜体尺寸 2260*800*600 柜体结构 JP-6A 柜体颜色许继灰电池柜采用 JP-6A柜体，柜体为全封闭结构，正面带有玻璃的防护门，背面和侧面也设有防护门，还包括有安装所必需的槽钢底座，支架，顶板和侧板，符合 IP30 要求，能够适应现场环境要求。所有屏体是用厚度为 2.5mm的钢板制作。研华工控机参数机箱 IPC-630 L （含电源）主板 AIMB-763 VG CPU 酷睿双核 E5500 内存条 DDR2 4G内存硬盘 500GB HDD 光驱 DVD光驱显示器 21寸