900kw光伏并网系统专项方案宋东先生.doc

900KW光伏并网系统
技
术
方
案

一、有关规范和原则
1.1光伏电池组件制造、实验和验收可参照如下原则：
GB/T 6497-1986 地面用太阳电池标定普通规定
GB/T 9535-1998(IEC61215) 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型
GB/T 18210- 晶体硅光伏（PV）方阵I-V特性现场测量
GB/T 18479- 地面用光伏（PV）发电系统概述和导则
GB/T 12632-1990 单晶硅太阳电池总规范
1.2本并网逆变系统制造、实验和验收可参照如下原则：
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 19939- 光伏系统并网技术规定
GB/T 6- 光伏（PV）系统电网接口特性（IEC 61727:,MOD）
GB/Z 19964- 光伏发电站接入电力系统技术规定
GB/T 2423.1- 电工电子产品基本环境实验规程 实验A：低温实验办法
GB/T 2423.2- 电工电子产品基本环境实验规程 实验B：高温实验办法
GB/T 2423.9- 电工电子产品基本环境实验规程 实验Cb：设备用恒定湿热实验办法
GB 4208 外壳防护级别（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 电能质量 公用电网谐波
GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压容许不平衡度
1.3升压系统制造、实验和验收可参照如下原则：
GB311.1～6—83 中压输变电设备绝缘配合，高电压实验技术
GB311.7—88 中压输变电设备绝缘配合使用导则
GB1207—86 电压互感器
GB1207—87 电流互感器
GB1984—89 交流中压断路器
GB1985—89 交流中压隔离开关和接地开关
GB3906—91 3~10KV交流金属封闭开关设备
GB7261—87 继电器及继电保护装置基本实验办法
GB11032—89 交流无间隙金属氧化物避雷器
GB50150—91 电气装置安装工程电气设备按接实验原则
GB1094.1 电力变电器 第1某些 总则
GB1094.2 电力变电器 第2某些 温升
GB1094.3 电力变电器 第3某些 绝缘水平和绝缘实验
GB1094.5 电力变电器 第5某些 承受短路能力
GB/T4942 外壳防护级别（1P代码）
GB15166.2 交流中压熔断器 限熔断器

二、 总体设计方案
2.1 900KW光伏电站系统设计图

图1 900KW系统总图

2.2系统配备
本系统以接入60KV电网实现并网发电，整个900KW系统按照9个相似100KW并网发电单元进行设计，集中通过升压变压器升压后接入电网。
1）电池板
本系统中，所有电池板均采用240Wp，该电池板开环电压35.8V，工作电压30.18V单台逆变器功率为100KW用420块光伏组件给系统供电。考虑到逆变器耐压和最佳效率，选取21节电池板串联，开环电压751.8V，工作电压633.78V，电池板为21组串联。20组并联。
整个900KW系统需9个相似100KW并网发电单元,因而共需9*420=3780块电池板。
2）直流汇流箱
在本系统中，选用12汇1汇流箱，每12组接一种汇流箱，每个100KW并网单元共2组，需配备2台汇流箱,则整个900KWp并网发电单元需配备18台汇流箱。
4）并网逆变器
每1台100KW并网发电单元配备1台100KW并网逆变器，整个900KW系统共配备9台100KW并网逆变器。
4）交流配电柜
每1台100KW并网发电单元配备1台900KW并网逆变器，整个900KW系统共配备1台900KW并网逆变器。
5) 监控装置（可选）
为了实时监测并网发电系统运营状态和工作参数，整个900KW系统需配备1套多机版监控软件及1台数据采集器，采用RS485通讯方式实现。

三、光伏阵列防雷汇流箱
本系统共需18台一级汇流箱,此汇流箱均为12汇1，型号为BH10A-12。
3.1性能特点
该汇流箱具备如下特点：
1) 防护级别IP65，防水、防灰、防锈、防晒、防盐雾，满足室外安装规定；
2) 可同步接入12路电池串列，每路电池串列容许最大电流10A；
3) 每路接入电池串列开路电压值可达880V；
4) 直流输出母线正极对地、负极对地配有光伏专用防雷器，选用菲尼克斯品牌防雷器，其额定电流≥15KA，最大电流≥30KA；
5) 汇流后输出配有ABB品牌直流断路器；
6) 每路直流输入端均配有耐压级别为1200V防反二极管。
3.2 原理框图
汇流箱电气原理框图如下图所示：
图2 光伏阵列汇流箱电气原理图
3.3 技术参数
光伏阵列防雷汇流箱技术参数如下：
型号
BH10A-12
直流输入路数
12路
直流输出路数
1路
直流输入正负极线径
4mm2
直流输出正负极线径
50mm2
防护级别
IP65
体积（宽×深×高）
550×540×270mm
重量
30KG
表1 BH10A-16技术参数
3.4 设备图片

图3 BH10A-12光伏阵列汇流箱（以实物为准）

五、并网逆变器
整个900KWp系统共需配备9台BNSG-100KS并网逆变器。
5.1性能特点
BNSG-100KS并网逆变器采用热管散热有效减少大功率逆变器自身损耗，克服水冷散热零度如下结冰缺陷，主电路采用德国英飞凌IGBT模块组装。
模块化设计工艺构造极为简朴，可靠性极高。优良外观设计，使得发电站整套系统更加美观。可同直流配电柜配合使用。
该并网逆变器重要性能特点如下：
●采用德国英飞凌IGBT模块,增强系统可靠性；
●光伏电池组件最大功率点跟踪技术(MPPT)；
●具备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；
●具备先进孤岛效应检测方案及完善监控功能；
●具备过载、短路、电网异常等故障保护及告警功能；
●宽直流输入电压范畴，整机效率高达96%；
●并网逆变器正常工作容许电网三相线电压范畴为：AC310V～AC450V，
频率范畴为：49.5－50.5Hz；
●简洁大方液晶屏界面，可显示设备各项运营数据、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，以及设备工作状态；
●可提供RS485远程通讯接口，遵循Modbus通讯合同。
5.2电路构造

图6 BNSG-100KS并网逆变器主电路拓扑构造
如上图所示，BNSG-100KS并网逆变器主电路拓扑构造，并网逆变电源通过三相桥式变换器，将光伏阵列输出直流电压变换为高频三相斩波电压，并通过隔离变压器及滤波器滤波变成正弦波电压后并入电网发电。为了使光伏阵列以最大功率发电，在直流侧使用了先进MPPT算法。
5.3技术参数
型 号
BNSG-100KS
隔离变压器
工频变压器
直流输入侧
额定容量
100KW
最大太阳电池阵列功率
110KWp
最大阵列开路电压
800Vdc
最大输入电流
244A
太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范畴
（输入电压范畴）
450Vdc～780Vdc
交流输出侧
输出额定交流功率
100KW
最大交流输出功率
110KW
最大交流输出相电流
167A
额定输入输出时电流谐波含量（THD）
<3%（额定功率时）
额定输入时输出功率因数
>0.99
最大效率
96.5%
欧洲效率
95.2%
额定交流输出电压
380VAC,50Hz
容许电网电压范畴（三相）
310VAC～450VAC
电网频率波动范畴
49.5~50.5Hz
系统参数
工作损耗
<1500W
夜间自耗电
<100W
断电后自动重启时间
5min（时间可调）
自动投运条件
直流输入及电网满足规定，逆变器自动运营
保护功能
直流、交流过压及欠压保护，交流过、欠频保护，过载保护，短路保护，漏电保护，过热保护，防孤岛保护等
通讯接口
RS485/RS232（可选）/GPRS（可选）/以太网（可选）
电气绝缘性能
直流输入对地
1500VAC，1分钟
直流与交流之间
1500VAC，1分钟
使用环境温度
－20℃～＋50℃
使用环境湿度
0～95%，不结露
容许最高海拔
6000米（超过米需降额使用）
冷却方式
强制风冷
噪音
≤60dB
防护级别
IP20
显示方式
触摸屏
机械参数
尺寸（宽×深×高）
1000×800×2060mm
重量
900kg

表3 光伏并网逆变器技术参数

5.4 设备图片

图7 BNSG-100KS光伏并网逆变器

六、监控系统
6.1系统简介
本系统采用RS485总线通讯方式实现远程通讯功能，这是一种非常通用可靠通讯方式，支持各种通讯合同，可与电力监控进行通讯。顾客可以通过上位机监控软件，以便直观地查看当前逆变器运营数据和运营状态，同步可以查询历史数据和故障数据。
整套系统安装1套多机版监控软件，可集中监控9台逆变器工作状态和工作数据，需1台数据采集器。
6.2监控内容
(1)光伏并网系统监测软件可持续记录运营数据和故障数据如下：
² 实时显示电站当前发电功率、日发电量、合计总发电量。
² 可查看每台逆变器运营参数，重要涉及：
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、当前发电功率
G、逆变器频率
H、时钟
I、日发电量
J、合计发电量
² 监控所有逆变器运营状态，采用声光报警方式提示设备浮现故障，可查看故障因素及故障时间，监控故障信息至少涉及如下内容：
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；
E、直流电压过高；
F、逆变器过载；
G、逆变器过热；
I、逆变器孤岛；
H、逆变器短路；
J、通讯失败；

(2)监控装置可每隔5分钟存储一次电站所有运营数据，可持续存储以上电站所有运营数据和所有故障纪录。
(3)可长期24小时不间断运营在中文WINDOWS ，XP 操作系统。
(4)监控主机同步提供对外数据接口，即顾客可以通过网络方式，异地实时查看整个电源系统实时运营数据以及历史数据和故障数据。
(5)显示单元可采用大液晶电视，具备非常好展示效果。

图8 监控界面

七、重要设备清单

序号
名称
型号规格
数量
1
太阳能电池板
240wp
3780块
2
光伏阵列直流汇流箱
BH10A-12
18台
3
光伏并网逆变器
BNSG-100KS
9台
4
交流配电柜
900K
1台
5
数据采集器（可选）
——
1套
6
监控软件（可选）
多机版
1套
7
环境监测仪（可选）
——
1套

表4 总设备表