并网技术方案

福建省住房和城乡建设厅光伏屋顶

并网发电系统

技

术

方

案

（50kWp）

江苏无锡佳诚太阳能科技有限公司

2009-12-30

目录

一、项目背景 (2)

二、太阳能光伏发电利用方式 (2)

三、福州市地理、气候及太阳辐射状况 (4)

四、项目概况 (5)

五、设计、施工依据 (5)

六、设计方案 (6)

1、方案描述 (6)

2、太阳电池阵列设计 (6)

3、太阳电池阵列支架系统设计 (9)

4、并网逆变器设计 (9)

4.1、设备选型 (9)

4.2、电能质量 (11)

4.3、安全性 (11)

5、备用电源设计 (14)

6、监控通讯 (15)

7、系统图 (16)

8、系统防雷设计 (17)

8.1、防直击雷保护 (17)

8.2、防感应雷保护 (17)

9、节能效果分析 (18)

9.1、发电量计算 (18)

9.2、全年系统常规能源替代量计算 (18)

9.3、费效比计算 (19)

9.4、静态投资回收年限 (19)

10、运行维护 (19)

七、质保及售后服务 (21)

八、太阳能光伏发电介绍 (23)

九、中国光伏发电的发展 (24)

十、结束语 (26)

一、项目背景

能源是经济和社会发展最重要的物质基础，是提高人民生活水平的重要条件。随着经济的发展和社会的进步，人类对于能源重要性的认识在不断的提高，能源问题已经成为世界各国共同关心的重大问题。

当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。

我国是太阳能资源丰富地区，大力开发、利用太阳能等可再生能源是积极响应中央政府节能、减排号召，应对能源匮乏、缓解电力紧张、保障可持续发展的重要举措。清洁、无污染的绿色能源可以营造一种清新、自然、环保、健康、进步、面向未来的崭新形象，增强人们对可再生能源的认识，唤起人们对我们共同生活的地球的关爱。

太阳能光伏发电无污染、无噪声，是利用太阳能的有效途径之一。

二、太阳能光伏发电的利用方式

太阳能光伏发电通常有两种利用方式，一种是依靠蓄电池来进行能量的存储，即所谓的独立发电方式；另一种是不使用蓄电池，直接与公用电网并接，即并网方式。

➢独立发电方式

独立发电系统一般由太阳板、控制器、蓄电池、逆变器等组成。独立发电方式由于受到蓄电池的存储容量、使用寿命等的限制，一般成本较高，同时，系统后续维护较麻烦，废旧蓄电池还需回收处理，防止二次污染。独立系统一般也称为离网系统，多用在偏远地区、电网敷设较困难的地区，也用于太阳能路灯、草坪灯、监控摄像头等系统中作为独立电源使用。

图1

➢并网发电方式

并网发电系统一般由太阳组件，并网逆变器等组成。通常还包括数据采集系统、数据交换、参数显示和监控设备等。

并网发电方式是将太阳能电池阵列所发出的直流电通过逆变器转变成交流电能输送到公用电网中，无需蓄电池进行储能，相比较而言，并网发电较便宜，而且完全无污染。并网发电系统采用的并网逆变器拥有自动相位和电压跟踪装置，能够非常好的配合电网的微小相位和电压波动，不会对电网造成影响。

图2

➢针对本项目业主单位提出的：当市电电网停电时，功率调节器可脱离电网，从自立输出口将太阳能的能量输出供给重要负载使用，起到应急作

用。我们设计思路如图3：

图3

系统运行原理说明：太阳电池组件通过串并联组成太阳电池方阵，太阳电池方阵经直流汇线箱汇流后通过离网切换装置接入并网逆变器，并网逆变器在用户侧与公共电网并网，并通过逆功率保护装置严格控制太阳能光伏发电系统不向外部电网馈电，实现并网但不上网的设计目标。

当电网有电时，太阳电池方阵所发电量同时供给并网逆变器和蓄电池组；当电网停电时，离网切换装置迅速断开太阳电池方阵和并网逆变器的连接，同时接通控制逆变一体机和重要负载的连接，太阳电池方阵所发电量通过控制逆变一体机向蓄电池充电，蓄电池通过控制逆变一体机向重要负载供电。

三、福州市地理、气候及太阳辐射状况

福州市位于东经118°08'～120°31',北纬25°15'～26°29'之间。

福州市为福建省省会，位于福建省东部闽江下游，属海洋性亚热带季风气候，全年东短夏长，温暖湿润，无霜期达326天，年平均日照时数1700-1980小时；年平均降水量为900-2100毫米；年平均气温为24-29℃，最冷月1-2月，平均气温达6-10℃；最热月7-8月，平均气温为24-29℃。极端气温最高42.3℃，最低-1.2℃。年相对湿度约77%；主导风向为东北风，夏季偏南风为主，7-9月是台风活动期，每年平均台风直接登陆市境有2次。

福州地貌属典型的河口盆地，城区位于盆区中央。盆地四周被群山峻岭所环抱，其海拔多在600～1000米之间。

福州地区各月太阳辐射状况22年统计数据如下表所示

注：以上数据来自《中国不同倾斜面太阳辐射资料库》

四、项目概况

本项目位于福州市省建委新技术综合实验楼上，屋顶面积566.8平方米，屋顶可利用面积为380平方米，共铺设太阳能电池组件180片，装机容量50.4千瓦。该项目是福州市太阳能光伏发电应用示范项目，本项目的建设需能体现新能源利用的示范性、先进性，充分展示省政府走节能、环保、面向未来的可持续发展之路。

本项目太阳能光伏系统所发电力全部供给大楼内负荷用电。

五、设计、施工依据

《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005；

《光伏系统电网接口特性》GB/T20046-2006

《电能质量供电电压允许偏差》GB/T12325-2003；

《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-1993；

《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995；

《电能质量电力系统频率允许偏差》GB/T15945-1995；

《陆地用太阳能电池组件总7规范》GB/T 14007-92

《太阳能电池组件参数测量方法》GB/T 14009－92

《光伏（PV）发电系统过电压保护—导则》SJ/T11127-1997

《半导体逆变器通用技术条件》JB-T7064-1993

《低压直流电源设备的特性和安全要求》GB17478

《电磁兼容实验和测量技术》GB/T17626

《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》GB50171

《逆变电源》Q/3201GYDY01-2002