光伏系统技术培训研讨会-王斯成

光伏系统技术培训研讨会新疆－2003第十一讲光伏系统对负载的要求和选择第十二讲光伏系统的安装、调试和运行第十三讲光伏系统常见故障及排除第十四讲光伏系统的日常维护国家发改委／世界银行／全球环境基金中国可再生能源发展项目2003.09.17－22光伏发电系统配置控制器蓄电池DC/AC逆变器AC负载DC负载太阳电池光伏电站设备配置图太阳电池蓄电池组输入防雷隔离箱太阳能充电控制器直流/交流逆变器输出电子限荷器交流配电设备输出防雷隔离箱可选柴油发电机组可选整流充电设备风光互补发电系统ACLoads直流光伏发电系统DC9WX2pcsenergysavinglamp12V-5Achargingcontrollerbattery12V/40Ah20WpPVmodule交流光伏发电系统100WpPVmodule21inchcolorTVchargingcontrollerbattery12V/150AhACenergysavinglampDC/ACinverter第十一讲光伏系统对负载的要求和选择（一）1、负荷的分类：直流／交流，特性（冲击性／非冲击性），重要／一般；不同类型的交流负载：电阻性负载：白炽灯泡，电子节能灯、电加热器等。——电流与电压同相，无冲击电流；电感性负载：例如电动机，电冰箱，水泵等。——电压超前于电流，有冲击性；电力电子类负载：荧光灯（带电子镇流器的），电视机，计算机等。——有冲击电流。第十一讲光伏系统对负载的要求和选择（二）电感性负载的浪涌电流：电动机：额定电流的5-8倍，时间为50...150ms电冰箱：额定电流的5-10倍，时间为100...200ms彩电的消磁线圈和显示器：额定电流的2-5倍，时间为20...100ms电力电子类负载的峰值电流(振幅系数1)•currentvoltage第十一讲光伏系统对负载的要求和选择（三）2、负荷参数和对电源的要求：电压、电流、功率、功率因数，波形，频率等；第十一讲光伏系统对负载的要求和选择（四）3、负载的数量、每日工作时间、时段以及负载的同时率；4、今后可能再增加的负载（如果是光伏电站，其容量应当能够覆盖建站后5年的负荷增长）。系统：1000Wp太阳电池，48V／400Ah，逆变器1KVA编号负载DC/AC电压（V）功率（W）工作时间数量同时率（％）日耗电（Wh）1节能灯AC220956802162电视机AC22070411002803DVDAC22040411001604收录机AC2203021100605电冰箱AC220120811009606洗衣机AC220150111001507合计4941826第十一讲光伏系统对负载的要求和选择（五）结论：1、用高效率电器--不用:白炽灯泡，使用:荧光灯2、不用电加热器（电热水器、电暖器、电饭煲等）；3、禁止使用：冲击钻、电焊机、空调；4、对于冲击电流大的负荷，如电冰箱、洗衣机、电视机、水泵等时，要求逆变器留有较大余量以保证可靠性，另外增加逆变器的软起动功能和合适的过流延时；5、对于某些具有待机功能的电器，如电脑、遥控电视等，一定要彻底关机，不要用待机状态；断电时，也应当将逆变器关断以减少不用电时的损耗；6、户用电源除太阳电池外应尽可能装在一体化机箱内，并且做成即插即用（plugandplay).10W光伏户用一体化电源20W光伏户用一体化电源20W光伏户用一体化电源200Wp光伏户用一体化电源第十二讲光伏系统的安装、调试和运行（一）•太阳电池的安装：安装地点（防止遮挡），太阳电池支架，电池板的螺丝，电缆的选型（抗高低温和紫外线老化），电缆的密封引出，方阵引出线，安装方向、角度和安全，接头注意牢靠和防腐；光伏电站还要考虑方阵基础，安装高度，电池板的一致性，接线箱（含防反充二级管和防雷保安器），太阳电池方阵间距以及方阵支架的接地等。•太阳电池的调试：安装结束要检查正负极性，测量开路电压和短路电流，并检查接线质量；光伏电站安装完毕要先测量总的电压和电流，如果不正常，则应当断开各个支路分别测量。布格-朗伯定律:SD’=S0FmS0=1350W/m2余弦定律:ST’=SD’COSZm=1/Sin*P/P0Sin=SinSin+CosCosCosN=23.5Sin(360*(284+N)/365)DT’=Dp’(1+CosZ)/2RT’=Qp’(1-CosZ)/2SQT=ST+DT+RTSin=SinSin+CosCosCos太阳高度角太阳方位角LL正南冬至上午9：00Z太阳电池地面安装太阳电池屋顶安装（一）太阳电池屋顶安装（二）太阳电池立柱安装第十二讲光伏系统的安装、调试和运行（二）•蓄电池的安装：安装位置尽可能靠近太阳电池的进线和控制器，电缆和接头的选择和连接（最好事先做好），蓄电池的安装方向，安装顺序和安全，防止短路（使用绝缘工具），接头注意绝缘、牢靠和防腐蚀；开口电池要注意安装时不要泄漏，要求单独放置；光伏电站蓄电池的安装还要考虑蓄电池的组合。电池组电压很高，为了避免误触电和以外短路，一般串联回路中留出一只连接板先不接，与控制器接好后，确定无短路现象后最好再接通这一连接板。蓄电池室的地面防腐，蓄电池室的通风、防冻、防高温、防爆和排水。•蓄电池的调试：安装结束（蓄电池和控制器两侧都已接好）要测量蓄电池的电压，正负极性，并检查接线质量和安全性。开口电池还要测量电液比重；光伏电站安装完毕要先测量蓄电池总电压和单只电压。单只电压要求一致（静止开路电压的差别不得超过0.1V）。如果是固定式电瓶，还应当测量比重（充满后）和调整液面高度。安装完毕要将蓄电池盖盖好，以免失水。蓄电池箱内安装蓄电池落地和上架安装第十二讲光伏系统的安装、调试和运行（三）•控制器的安装：户用控制器一般已经安装在一体化机箱内。安装时注意先连接蓄电池，再连接太阳电池和输出，连接时注意正负极性并注意接线质量和安全性；光伏电站大型控制器一般都经过远程运输，所以就位后先检查内部连线和螺丝是否松动，拧紧后再开始接线。大型控制器同样要求先接入蓄电池。连接太阳电池时应当将太阳电池的输入开关打在关断状态，以免拉弧。电站控制器一般都有防雷和抗干扰保护，因此就会有接地端，一定要接地（10欧姆）。•控制器的调试：安装结束后，首先观察蓄电池的电压是否正常，然后测量充电电流，如果有条件，再观察蓄电池的充满保护和蓄电池欠压保护电压是否正确（一般出厂前已经调好）；光伏电站的大型控制器分为普通型和智能型。普通控制器只需要观察蓄电池电压、充电电流和放电电流，基本不须要调试。智能控制器在出厂前也已经调试好，一般现场也不须要调试，但可以检查一下电压设置点，温度补偿系数的设置，和手动功能是否正常。智能控制器一般还具有远程通信功能，安装完毕一定要对通信功能进行调试（需要MODEM、电话和手提电脑）。小型控制器接线大型控制器的接线端子图方阵6正极方阵5正极方阵4正极方阵3正极方阵2正极方阵1正极交流充电正蓄电池1正负载正极蓄电池2正ZK220-100智能控制器外部接线图K7K8K1K2K5K4K3K616方阵1负方阵2负方阵3负方阵4负方阵5负方阵6负电池1负电池2负负载负极交流充电负极光伏电站微机监控系统光伏电站微机监控系统第十二讲光伏系统的安装、调试和运行（四）•逆变器的安装：小型户用逆变器一般已经安装在一体化机箱内。接线前先将逆变器的输入开关打至断开状态，然后接线，接线时注意正负极性并注意接线质量和安全性。接好线后首先测量从控制器过来的直流电的电压是否正常，如果正常，再打开逆变器的输入开关；光伏电站大型逆变器一般都经过远程运输，所以就位后先检查内部连线和螺丝是否松动，拧紧后再开始接线。接线要求同小逆变器相同，但大功率逆变器一般都有防雷和抗干扰保护，因此就会有接地端，一定要接地（10欧姆）。•逆变器的调试：安装结束后，如果输入直流电压正常，则在空载情况下（输出开关处于断开状态），打开逆变器的输出开关，等待逆变器的自检（大约然后测量输出电压，如果正常则检查负载电阻是否正常（电阻不得小于2欧姆），如果输出没有短路，则可以打开输出开关，使逆变器工作，然后观察逆变器的工作，30分钟后检查逆变器的温升；光伏电站大型逆变器的调试过程也大致相同，但光伏电站一般都配有交流配电柜，输出负载电阻的检查应当在配电柜调试完成后测量，线路电阻同样不得小于2欧姆。大型逆变器的接线端子图负载蓄电池接地第十二讲光伏系统的安装、调试和运行（五）•其他设备的安装：户用系统还应当包括灯具、开关、插座的安装，同样要注意电缆的选取，安装的可靠性和安全性；光伏电站还要安装交流配电柜、输出限荷器、避雷针、防雷箱、输电线路和进户线等。•光伏发电系统安装和使用时的其它注意事项：1、光伏发电系统第一次安装后应当现将蓄电池充满（一般要充3天），蓄电池充满后再开始正式使用；3、机间连接电缆的设计应当尽可能短，以减少电缆的损耗和成本。电缆的选取应当注意：导线压降小于3％，导线温度20度，考虑导线的强度，机外连线不得低于0.25mm2;2、使用过程中如果出现连续阴天，应当适当减少负荷或适当缩短工作时间，尽可能避免蓄电池发生过放电。12V光伏系统导线选取计算表WireSelectionAccordingtoLoadCurrentandWireLength(Sq.mm)(3%wireloss,12Vsystem,wiretemperature20C)Length(m)125102050100200Current(A)0.10.100.100.100.100.100.240.490.980.20.100.100.100.100.200.490.981.960.50.250.250.250.250.491.222.444.8910.250.250.250.490.982.444.899.7820.500.500.500.981.964.899.7819.5651.251.251.252.444.8912.2224.4448.8982.002.002.003.917.8219.5639.1178.22102.502.502.504.899.7824.4448.8997.78205.005.005.009.7819.5648.8997.78195.56505.0010.0012.5024.4448.89122.22244.44488.891008.0012.5025.0048.8997.78244.44488.89977.7824V光伏系统导线选取计算表WireSelectionAccordingtoLoadCurrentandWireLength(Sq.mm)(3%wireloss,24Vsystem,wiretemperature20C)Length(m)125102050100200Current(A)0.10.100.100.100.100.100.120.240.490.20.100.100.100.100.100.240.490.980.50.250.250.250.250.240.611.222.4410.250.250.250.250.491.222.444.8920.500.500.500.500.982.444.899.7851.251.251.251.252.446.1112.2224.4482.002.002.002.003.919.7819.5639.11102.502.502.502.504.8912.2224.4448.89204.004.005.005.009.7824.4448.8997.78505.005.008.0012.5024.4461.11122.22244.441008.0010.0012.5025.0048.89122.22244.44488.89导线选取的计算R＝L／S：铜的电阻率＝0.017610－6欧姆.米（20C）L：导线长度（米）S:导线截面积（平方米）V=IR如果：10KW的光伏电站，2000米远，导线多粗？假定2000米处的负荷为2K