1mwp光伏并网发电系统技术方案(编辑修改稿)

1mwp光伏并网发电系统技术方案(编辑修改稿)内容摘要：

器选用 ABB 品牌，防雷器选用菲尼克斯品 牌。 （ 1） 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 (,1250KW)、 10KV 开关柜、 开关 柜 以及直流电源、二次控制 柜 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 开关 柜，经交流低压母线汇流后通过 10KV 主变 (, 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 ： 1MWp光伏并网发电系统技术方案 20 （ 2） 重要单元的选择 ① 10/ 10/ 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/ 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 1MWp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 ，零序保护的时间为。 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 2～ 3 倍 )到最大开断 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。 ② 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； 1MWp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，把线路电流速断保护动作时间延时，过电流时间取 ，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 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 ≥ 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 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，《 3110kV 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） 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，无 1MWp光伏并网发电系统技术方案 23 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）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】 对于本系统的 10KV 变电站，应由专业设计人员进行设计。 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 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： 1MWp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；  ；  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： 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、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 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； 1MWp光伏并网发电系统技术方案 25 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； 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 2020， 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 ： 1MWp光伏并网发电系统技术方案 26 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。 1MWp光伏并网发电系统技术方案 27 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 1～ 2 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。 （ 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 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】 :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。 1MWp光伏并网发电系统技术方案 28 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。