并网光伏电站基本结构、系统组成、主要设备及性能简介

并网光伏电站基本结构、系统组成、主要设备及性能简介2019年10月4日-1-2014年12月目录1、并网光伏电站原理与基本结构2、并网光伏电站基础结构部分3、并网光伏电站电气部分4、并网光伏电站监控系统2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--2-1、并网光伏电站原理与基本结构光伏电站安装规模小型光伏电站系统：安装容量小于等于1MWp；中型光伏电站系统：安装容量大于1MWp小于等于30MWp；大型光伏电站系统：安装容量大30MWp。接入电网电压安装等级0.4kV光伏电站；10~35kV光伏电站；≥66kV光伏电站。2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--3-1.1光伏电站分类及特点1、并网光伏电站原理与基本结构2019年10月4日-4-1.2并网光伏电站与基本结构-并网光伏电站运行及维护培训-2、并网光伏电站基础结构部分2.1地基、基础、基座2.2地面光伏电站地基与基础2.3建筑屋面光伏电站支架2019年10月4日-5--并网光伏电站运行及维护培训-2、并网光伏电站基础结构部分地基就是指光伏阵列下面支承基础的土体或岩体。如果天然地基承载能力达不到要求，就需要进行地基加固，常用的方法包括：换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋等方法。基础一般是指光伏阵列的承重构件，常见的有柱形基础和条形基础，主要应用于地面光伏电站与混凝土屋面。基座指支承光伏支架的底部结构。2019年10月4日-6-2.1地基、基础、基座-并网光伏电站运行及维护培训-2、并网光伏电站基础结构部分混凝土基础与支架系统金属钎杆基础与支架系统螺旋桩基础与支架系统2019年10月4日-7-2.2地面光伏电站地基与基础-并网光伏电站运行及维护培训-2、并网光伏电站基础结构部分2019年10月4日-8-2.2地面光伏电站地基与基础---地锚-并网光伏电站运行及维护培训-2、并网光伏电站基础结构部分混凝土基础与支架系统金属钎杆基础与支架系统螺旋桩基础与支架系统2019年10月4日-9-2.2地面光伏电站地基与基础-并网光伏电站运行及维护培训-2.3建筑屋面光伏电站支架水泥屋面彩钢瓦夹具形式夹具与支架材料要求夹具与支架设计要求2019年10月4日-10--并网光伏电站运行及维护培训-2.3建筑屋面光伏电站支架2019年10月4日-11-2.3.1水泥屋面-并网光伏电站运行及维护培训-2.3建筑屋面光伏电站支架直立锁边波纹板（梯形板）2019年10月4日-12-2.3.2彩钢瓦夹具形式-并网光伏电站运行及维护培训-2.3建筑屋面光伏电站支架直立锁边波纹板（梯形板）2019年10月4日-13-2.3.2彩钢瓦夹具形式-并网光伏电站运行及维护培训-2.3建筑屋面光伏电站支架直立锁边波纹板（梯形板）2019年10月4日-14-2.3.2彩钢瓦夹具形式-并网光伏电站运行及维护培训-2.3建筑屋面光伏电站支架热镀浸锌型材镀锌的厚度要求不尽不同，但是最小的镀锌厚度不低于90μm，强腐蚀地区不少于120μm铝合金型材铝合金的表面阳极氧化膜一般不小于12μm，较高要求为15μm夹具等连接件对于小连接件的防腐蚀要求更高，如果有特殊情况，可以要求采用热渗锌工艺2019年10月4日-15-2.3.3夹具与支架材料要求-并网光伏电站运行及维护培训-2.3建筑屋面光伏电站支架支架恒荷载计算设计风（雪）荷载计算载荷组合计算结构计算：利用软件，针对支架设计建立有限元分析模型，施加风荷载与恒荷载，将支架导轨作为连续梁进行分析：（1）最大挠度是否满足要求。（2）最大弯曲应力应小于型材容许应力，满足要求。（3）夹具处受力分析，满足要求。屋顶檩条与龙骨受力校核计算。2019年10月4日-16-2.3.4夹具与支架设计要求-并网光伏电站运行及维护培训-3、并网光伏电站电气部分3.1直流电气部分3.2交流电气部分3.3并网逆变器3.4接入系统2019年10月4日-17--并网光伏电站运行及维护培训-3、并网光伏电站电气部分光伏组件光伏汇流箱（配电柜）光伏直流电缆光伏阵列的布局2019年10月4日-18-3.1直流电气部分-并网光伏电站运行及维护培训-3.1并网光伏电站直流电气部分2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--19-光伏组件 2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--20-3.1并网光伏电站直流电气部分光伏组件晶体硅光伏组件晶体硅电池片：单晶硅、多晶硅2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--21-3.1并网光伏电站直流电气部分光伏组件晶体硅光伏组件组件电性能特性可以将太阳电池看作是恒流源与二极管的并联2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--22-RsRshDIph3.1并网光伏电站直流电气部分光伏组件晶体硅光伏组件组件电性能特性①最大功率Wp②最大功率点电压Vmpp③最大功率点电流Impp④开路电压Voc⑤短路电流Isc⑥功率公差（多为正）2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--23-0.000.501.001.502.002.503.003.504.000510152025Voltage(Volts)Current(Amps)0102030405060Power(Watts)3.1并网光伏电站直流电气部分光伏组件晶体硅光伏组件组件电性能特性太阳辐射降低，光伏组件电流大幅下降太阳辐射降低，光伏组件电压下降缓慢2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--24-Voltage(Volts)Current(Amps)LowerirradiancereducescurrentVocdropsslowlywithlowerirradiance3.1并网光伏电站直流电气部分光伏组件3.1并网光伏电站直流电气部分晶体硅光伏组件组件电性能特性温度升高，光伏组件电流略微升高温度升高，光伏组件电压下降明显2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--25-光伏组件Voltage(Volts)Current(Amps)HighertemperaturereducesvoltageIscrisesslightlyastemperaturegoesup3.1并网光伏电站直流电气部分晶体硅光伏组件组件电性能特性温度升高，光伏组件电流略微升高温度升高，光伏组件电压下降明显2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--26-光伏组件Voltage(Volts)Current(Amps)HighertemperaturereducesvoltageIscrisesslightlyastemperaturegoesup3.1并网光伏电站直流电气部分2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--27-直流汇流箱汇流箱内部结构汇流箱铭牌直流汇流箱是将太阳能光伏组串汇流的设备，具有汇流、放过流、防雷、监测等功能。3.1并网光伏电站直流电气部分2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--28-直流配电柜直流柜正面直流柜内部结构直流柜铭牌直流配电柜同汇流箱的电气功能相同，直流配电柜将汇流箱输出直流电流进行汇流，输入到并网逆变器，具有汇流、放过流、防雷、保护等功能。3.1并网光伏电站直流电气部分2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--29-光伏直流电缆就光伏应用而言，户外使用的材料应能够承受强烈紫外线、剧烈温度变化、化学侵蚀以及长时间的使用寿命；常见太阳能电缆额定温度为120°C。具有最佳的耐风雨性、耐紫外线和臭氧侵蚀性，而且能承受更大范围的的温度变化（例如：从–40°C至125°C）；电缆的使用寿命与温度有关，通常太阳能电缆的额定温度为120°C（可使用20000小时）。这一额定值相当于在90°C的持续温度条件下可使用18年；而当温度低于90°C时，其使用寿命更长。3.1并网光伏电站直流电气部分2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--30-光伏方阵布局太阳能光伏方阵要尽量靠近最近的公用电网并网点，以减少光伏系统交流传输的距离。尽量减少低压直流的传输距离。与周边环境的影响与协调：不影响片区的整体环境风格；避免或减少光污染。光伏方阵朝向与倾角：对于固定安装的太阳能光伏方阵，在北半球，我们通常选择光伏方阵的朝向为正南方，在南半球为正北方。方便项目施工：考虑到后期的太阳能光伏方阵的施工中的方便。利于光伏电站竣工后的运行与维护工作的开展光伏方阵的布局设计会对后期的项目运行与维护产生很大影响。良好的布局设计能够减少后期的运维难度，降低运维成本。主维护通道、次维护通道、防滑格栅（彩钢瓦屋顶光伏电站）3.2并网光伏电站交流电气部分2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--31-交流配电柜交流柜正面交流柜内部结构交流柜铭牌交流配电柜为逆变器与并网点间的配电设备之一，主要功能为短路、过流、计量、防雷保护等。3.2并网光伏电站交流电气部分2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--32-升压变压器变压器正面变压器内部结构变压器铭牌变压器为将逆变器输出的交流电的电压等级提升到并网点处的电压等级，光伏常用变压器类型为干式和油浸式。3.2并网光伏电站交流电气部分光伏并网分裂绕组变压器介绍产品专门为太阳能电站并网配套使用，按铁芯材质可分为油浸非晶铁芯和干式硅钢片铁芯两大类分裂绕组设计是现在最经济可靠的模式。①分裂绕组每个支路可以单独运行，也可以在额定电压相同时并联运行，一段母线故障后，不影响另一段母线运行，减少事故影响范围；②用一台变压器的多绕组代替多台变压器，降低造价；低压线圈分裂后，可以大大增加线圈的短路阻抗，很好的限制了电力系统网络中的短路电流，可以选用轻型开关设备，因而分裂绕组变压器在光伏发电电力系统中得到广泛应用。2019年10月4日-33-升压变压器-并网光伏电站运行及维护培训-3.2并网光伏电站交流电气部分2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--34-配电房混凝土墙体结构集装箱形式结构原有室内配电房配电房为配电设备长期放置场所，主要为混泥土结构配电房、集装箱式配电房和利用原有配电房形式。3.2并网光伏电站交流电气部分2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--35-功率控制（无功补偿装置）基本原则就地平衡、便于电压调整通过10（20）kV电压等级并网的分布式光伏系统应具有有功功率调节能力，在同一项目安装容量大于等于4000kW时宜根据电网调度机构指令调节电源的有功功率输出。功率因数应能在超前0.98和滞后0.98范围内连续可调；光伏系统参与电网的电压和无功调节，电压和无功调节可采用调节光伏系统逆变器输出无功功率方式。3.3光伏逆变器光伏逆变器基本功能集中式、组串式与微逆变器主从式并网逆变器特点2019年10月4日-36--并网光伏电站运行及维护培训-3.3光伏逆变器并网光伏逆变器需要输出的电流与电网的电流同频、同相、同时具备防孤岛效应等能力。离网型逆变器除非是逆变器之间有通讯协调控制，否则，是绝对不能够将多个离网型逆变器在一个小型配电网络中并行使用。因为可能会造成相位叠加，产生电力事故。2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--37-光伏逆变器基本功能逆变器正面逆变器内部结构逆变器铭牌3.3光伏逆变器光伏逆变器功能、分类与特点光伏逆变器是隔离式还是非隔离式的区别取决于逆变器中是否有隔离变压器隔离式与非隔离式的区别：变压器可提高电磁兼容性；使变压器即电网所在的一侧浮地，即与大地物理隔离，不构成回路，安全性高；可以改变输出电压；滤掉逆变器输出中的直流成分。加入变压器后，逆变器的体积增大，成本提高；变压器在工作过程中发热，损失1~2%光伏电能，导致效率降低2019年10月4日-并网光伏电站运行及维护培训--38-光伏逆变器—隔离式与非隔离式3.3光伏逆变器光伏逆变器效率①峰值效率（最大转换效率）：根据逆变器设计以及不同的负载工作情况测出的最大转换效率。②欧洲效率：欧洲效率是在不同功率点的权值，用来估算逆变器的总体效率。①CEC加权效率：CEC效率是根据美国加州能源协会制定