浦东机场50KW光伏并网电站项目系统运行方案(中电)(1)

上海浦东机场50kW光伏并网电站项目系统设计运行方案中电电气（上海）太阳能科技有限公司2010年07月中电电气（上海）太阳能科技有限公司CEEG(shanghai)SolarScienceTechnogyCo.,Ltd1目录项目背景和设计思路项目地点:上海项目要求:根据客户要求,在项目所在屋顶安装总容量为50KW太阳能电池组件.系统具备50KW并网输出容量,输出电力质量满足国家相关标准.1.1设计依据/标准本项目设计方案中的光伏部分主要涉及/参照以下标准和相关公司标准。GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求；GB/T12325-2003电能质量供电电压允许偏差；GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波；GB/T15543-1995电能质量三相电压允许不平衡度；GB/T15945-1995电能质量电力系统频率允许偏差；GB6495－86地面用太阳能电池电性能测试方法；2GB/T14007-92陆地用太阳能电池组件总规范;SJ/T11127-1997光伏（PV）发电系统过电压保护—导则GB/T9535-1998地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型GB/T18210-2000晶体硅光伏（PV）方阵I-V特性的现场测量GB/T18479-2001地面用光伏（PV）发电系统概述和导则GB/T61727：1995光伏（PV）系统电网接口特性同时还必须满足IEC61730-1及IEC61215对于光伏组件及产品的安全规范2.1安装区域项目所在屋顶区域3.1总体设计原则该项目安装地点位于浦东机场货运站楼顶,作为新能源节能示范项目.项目设计本着美观,可靠,安装维护便捷,能够充分体现其节能示范的设计原则.采用国内外知名配件产品,模块化设计.1）太阳辐照量为了增加光伏阵列的输出能量，尽可能地避免光伏组件之间互相遮光，以及被屋顶电气设备、通风设备、屋顶边缘及其他障碍物遮挡阳光。我们充分考虑到了太阳能组件的安装有效区域,最大可能的提高太阳能电池阵列的输出效率.2）高可靠性由于太阳能发电成本较高，而且主要部件：太阳能电池板的使用寿命在25年以上，同时大功率电站都是强电，所以要求整个系统具备非常高的可靠性，整套系统全部采用标准化、模块化设计，而且充分考虑当地气候，所有设备的耐候性都要表现优秀，同时采用全天侯监控系统，发现故障及时报告，及时解决。3.经济性、高效性、先进性组件：太阳能组件的效率高达15%，采用中电电气自产的高效率SE电池封装而成，目前全球可以批量化生产SE电池的仅有SHARP、QSELLS等少数知名太阳能公司，中国仅我们一家，高效率的太阳能电池组件大大减少了安装所需的区域面积，也减少了安装和制造的成本。逆变器：通过使用具有沟槽栅结构的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，以及通过使用铁粉扼流圈和损耗低于1%的高质量变压器系列逆变器获得了卓越的效率参数。效率可达95.7%，在同等功率太阳能组件的前提下，使太阳能发电的功率得到有效提升。交流谐波小于2%，输入电网电流更干净，对电网影响更小，有效的维护了外部电网的稳定。电缆：为了实现以下目的，从光伏组件到接线箱、接线箱到逆变器以及从逆变器到并网交流配电柜的电力电缆应尽可能保持在最短距离：减小线路的压降损失，提高系统的输出能量；减小电缆尺寸以降低成本，同时减轻屋顶负荷并增加其灵活性；由于连接电缆的长度较长，应尽可能按最短距离布置电缆；通常，在进行太阳能光伏电站设计时，需要将直流部分的线路损耗控制在3-4%以内。支架：在本项目实施过程中，支架方案完全不同于国内以前做的类似系统支架，以前都是采用钢结构焊接镀锌的方式制作，在本系统中支架为模块化标准设计,材料为铝合金和热镀锌方钢型材,标准件为不锈钢，外形美观、结构牢固、施工方便、经久耐用。3安装地点:上海系统类型：太阳能并网系统系统容量：50kW项目所在地气候条件月份空气温度水平面太阳幅照度大气压强风速°CkWh/m2/dkPam/s一月5.62.63102.14.9二月6.73.09101.24.9三月9.93.49100.14.9四月14.94.41100.64.3五月19.44.87100.24.0六月23.24.60100.04.2七月26.45.44100.14.2八月26.15.09100.74.1九月23.24.17101.44.6十月18.63.47101.74.5十一月13.52.86101.84.7十二月8.12.59102.14.7年平均16.33.89101.14.5数据来源:美国NASA能源网中电电气（上海）太阳能科技有限公司CEEG(shanghai)SolarScienceTechnogyCo.,Ltd4系统组成本工程的光伏并网发电设备主要由光伏组件及其支架、汇流箱、光伏并网逆变器、交流配电柜、通讯软件和监控装置等组成。光伏并网发电系统的设备主要组成包括：太阳能电池组件及其支架；汇流箱；光伏并网逆变器；交流防雷配电柜；系统通讯及监控装置；系统发电计量装置；系统防雷接地装置；系统的电力电缆连接。项目系统主要参数项目系统参数设备型号备注光伏组件容量50KWSST230M-72PSE高效单晶太阳能电池组件并网逆变器容量50KWTLX15KW*3太阳能电池方阵最大输入功率53.1KW.监控系统ComLynx日照幅度，环境温度电站工作状态，工作温度-20℃—60℃工作湿度90%海拔5000m系统效率≥78%输出电压AC380V/50HZ最大输出功率并网50KW日平均发电量140KWh/d年平均系统设计寿命15年三．电池阵列设计太阳能光伏组件串并联方案A、在当地最低气温条件下运行时，组件串的开路电压值VOC应低于逆变器的最高直流输入电压值；B、在当地最高气温条件下运行时，组件串的最大功率电压值Vpm应高于逆变器MPPT工作范围内的最低直流输入电压值；C、组件串的总电流不高于逆变器的最大直流输入电流值；D、输入同一台逆变器的组件串，要通过对组件的参数分选、位置安排，使其电压值之间的差别控制在5%以内。3．1系统设计方案5本项目设计采用电池片型号为SST230-60P(230W)晶体硅电池片的光伏阵列.考虑温度变化系数,取太阳能电池组件9块一串进行串联,单列串联功率P=230Wp×9×24=49680Wp；单列串联峰值电压为9*29.4=264.6Vdc,逆变器具有MPPT最大功率跟踪,每台逆变器输入阵列功率5520*3=16560Wp系统示意图如下图所示。图一组件阵列排布图图二系统电气连接图楼梯间楼梯间6交流防雷配电柜设计按照1台50KW的光伏并网单元设计交流配电逆变器的交流防雷配电及计量装置以及并网回路.每台逆变器的交流输出接入交流配电柜，经交流断路器并入三相交流低压电网发电，并配有发电计量表。交流配电柜装有交流电网电压表和输出电流表，可以直观地显示电网侧电压及放电电流，并在与电网连接的三相交流电源输出侧配有总防雷器。系统接入电网设计光伏并网逆变器接入的电网为380VAC/50Hz三相交流低压电网，使用独立的N线和接地线，该逆变器适应于下表的电网参数。序号项目内容1配电系统方式TN-S母线（独立的N线和PE线）2系统电压AC380V3额定频率50Hz4系统接地方式中性点直接接地并网逆变器本项目采用欧洲原装Danfoss逆变器。。Danfoss品牌刚在不久前成为Photon杂志评出的四大优秀组串逆变器之一。采用了工业计算机为核心。它的直流输入范围宽，便于光板的连接；并具有三路独立最大功率跟踪的功能，技术参数及性能特点如下：逆变效率高，最大98%%，欧洲效率高达97%具有高达99.9%的输入最大功率跟踪功能具有三个独立的Mppt跟踪单元，适应更加复杂的使用环境直流输入电压250V-1000V，使配置太阳能电池组件更加简便输出电能品质好，满足国家电网电能质量要求工作温度范围宽，-25°C...+60°C内置电脑控制系统。具有记录运行数据功能，运行控制参数可以设置与调整，应用适应性好。安全等级、防护等级高IP54安装简便，悬挂式安装；安装环境，户内户外均可7运行操作简单，基本实现无人值守的全自动运行。逆变器性能参数表太阳能电池组件作为太阳能系统核心部件，其技术性能和指标对整套系统的长期稳定运行起到至关重要的作用，要求其转换效率要高、使用寿命要长、技术性能稳定；针对技术要求，我们选用我公司高性能的优质产品SST230-36M太阳电池组件，同等额定功率下具有比其它厂家产品更大的输出功率，为蓄电池提供更多的充电电量（AH），长期的充电累积将为整套太阳能发电系统提供更可靠的稳定运行保证，特别是对有效延长抗阴雨天的运行天数非常有价值；太阳电池组件的封装材料和工艺均为世界最领先，确保组件具有超长的使用寿命和长期的稳定性能。8产品特点和优势我公司产品通过目前国际上最严格的TUV、UL和CE认证，得到欧洲、美国日本等要求最严格国家地区的准入证；选用高品质的原材料制作生产，确保产品高可靠性和优越的性能，能保证在最恶劣的条件下正常工作；国际上最先进的生产设备和最先进的生产工艺确保了我公司产品的高品质；产品严格按照ISO质量管理体系生产管理，（测试条件：AM1.5，Ee=1000W/m2，C=25℃）。8.3电池板性能采用高效率制作工艺的单/多晶硅太阳电池片，转换效率在国际标准检测条件（C=25℃，AM=1.5,Ee=1000W/m2）下光电转换效率＞13%；电池片材料为晶体硅（单晶或多晶），光电转换效率＞16%；，使用寿命长达25年，衰减小；背板采用原产EVI、TPT等材料封装，抗老化；面板采用原装高透低铁钢化玻璃封装，透光率和机械强度高；接线盒采用防水防潮设计；高可靠性，不受地理环境影响，适用于无人职守条件；阳极氧化铝合金结构边框，轻便、抗机械强度高；组件使用25年后功率下降不超过使用前的20％；组件在外加直流电压540V时，1分钟内无击穿现象。绝缘电阻：≥100MΩ环境条件：能满足国家标准GB/T14007-92《陆地用太阳电池组件总规范》及GB／T9535-1998《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》规定的各项要求和试验方法，满足标书所提要求。太阳电池在下列条件下连续工作满足其所有性能指标：环境温度：－50℃～＋85℃相对湿度：≤95％海拔高度：6500米一天中最大温度变化：50℃最大积雪厚度：20cm最高风速：36m／s平均无故障时间（MTBF）：太阳电池组件在20年使用时间内，其平均无故障时间不小于10万小时以上。电池板品质完善的工艺和高品质的原材料保证了我们优秀的产品品质：中电电气（上海）太阳能科技有限公司所国际首次规模化生产应用选择性发射极太阳电池等新型材料生产太阳能电池组件.主要产品优势有:选择性发射极电池(SE)特殊的内部结构大大提高规模化生产的电池片的生产的转换效率.从目前国际主要生产厂家的的平均16%—16.5的平均效率提高的到17%—17.5%.该项技术已经取得国家专利.电池组件主要封装材料均选用国内外知名厂家的产品.所有材料均通过欧盟CE和德国TUV标准认证.9太阳电池组件规格参数ElectricalspecificationsofSST230-60PPolycrystallinesolarmoduleTypeSST230-60PElectricaltypicaldataPmpp[Wp]230Voc[V]36.7Isc[A]8.54Vmpp[V]29.4Impp[A]7.83Practicalmoduleefficiency15.75%Maximumsystemvoitag[V]1000Voltagetemperaturecoefficients-0.36%/KCurrenttemperaturecoefficients+0.03%/KPowertemperaturecoefficients-0.53%/KSeriesfuserating[A]15Cells6×10piecespolycrystallinesolarcellsseries