100KW分布式光伏电站方案与对策

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100KWp光伏并网发电系统

技术方案

目录

一、总体设计方案 (2)

二、系统组成 (3)

三、相关规范和标准 (3)

四、设计过程 (4)

4.1并网逆变器 (4)

4.1.1性能特点简介 (4)

4.1.2电路结构 (5)

4.1.3技术指标 (5)

4.1.4 LCD液晶显示及菜单简介 (6)

4.1.5并网逆变器图片 (16)

4.2光伏电池组件 (17)

4.3光伏阵列防雷汇流箱 (17)

4.4交直流防雷配电柜 (18)

4.5系统接入电网 (19)

4.6系统监控装置 (19)

4.7环境监测仪 (22)

4.8系统防雷接地装置 (22)

五、系统主要设备配置清单 (23)

六、系统电气原理框图 (25)

一、总体设计方案

针对100KWp光伏并网发电系统项目，我公司建议采用分块发电、集中并网方案，元，通过1台SG1OOK3（100KW）并网逆变器接入0.4KV交流电网，实现并网发电功能。

系统的电池组件可选用180Wp(35V)单晶硅光伏电池组件，其工作电压约为35V，开路电压约为45V。根据SG100K3并网逆变器的MPPT工作电压范围（450V～820V），每个电池串列按照16块电池组件串联进行设计，100KW的并网单元需配置35个电池串列，共560块电池组件,其功率为100.8KWp。

为了减少光伏电池组件到逆变器之间的连接线，以及方便维护操作，建议直流侧采用分段连接，逐级汇流的方式连接，即通过光伏阵列防雷汇流箱（简称“汇流箱”）和配电柜将光伏阵列进行汇流。

汇流箱的防护等级为IP65，可在户外安装在电池支架上，每个汇流箱可接入6路电池串列，每100KW并网单元需配置6台汇流箱，整个100KWp的并网系统需配置6台汇流箱。

并网发电系统配置1台交直流防雷配电柜，该配电柜包含了直流防雷配电单元和交流防雷配电单元。其中：直流防雷配电单元是将6台汇流箱进行配电汇流，接入SG100K3逆变器；交流防雷配电单元提供一台SG100K3逆变器的三相AC380V,50Hz交流并网接口，并经三相计量表后接入电网。

另外，系统应配置1套监控装置，可采用RS485或Ethernet（以太网）的通讯方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。

二、系统组成

光伏并网发电系统主要组成如下：

（1）光伏电池组件及其支架；

（2）光伏阵列防雷汇流箱；

（3）交直流防雷配电柜；

（4）光伏并网逆变器（带工频隔离变压器）；

（5）系统的通讯监控装置；

（6）系统的防雷及接地装置；

（7）土建、配电房等基础设施；

（8）系统的连接电缆及防护材料。

三、相关规范和标准

光伏并网逆变系统的制造、试验和验收可参考如下标准：

GB/T 191 包装储运图示标志

GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求

GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性（IEC 61727:2004,MOD）

GB/Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定

GB/T 2423.1-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法

GB/T 2423.2-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法

GB/T 2423.9-2001 电工电子产品基本环境试验规程试验Cb：设备用恒定湿热试

验方法

GB 4208 外壳防护等级（IP代码）（equ IEC 60529:1998）

GB 3859.2-1993 半导体变流器应用导则

GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波

GB/T 15543-1995 电能质量三相电压允许不平衡度

四、设计过程

4.1并网逆变器

此次光伏并网发电系统设计为100KW并网发电单元，每个100KW并网发电单元配置1台型号为SG100K3并网逆变器，整个系统配置1台SG100K3并网逆变器，组成100KWp 并网发电系统。

4.1.1性能特点简介

SG100K3并网逆变器采用美国TI公司专用DSP控制芯片，主电路采用日本最先进的智能功率IPM模块组装，运用电流控制型PWM有源逆变技术和优质进口高效隔离变压器，可靠性高，保护功能齐全，且具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染供电等特点。

该并网逆变器的主要性能特点如下：

（1）采用美国TI公司DSP芯片进行控制；

（2）采用日本三菱公司第五代智能功率模块（IPM）；

（3）太阳电池组件最大功率点跟踪技术(MPPT)；

（4） 50Hz工频隔离变压器，实现光伏阵列和电网之间的相互隔离；

（5）具有直流输入手动分断开关，交流电网手动分断开关，紧急停机操作开关；（6）具有先进的孤岛效应检测方案及具有完善的监控功能；

（7）具有过载、短路、电网异常等故障保护及告警功能；

（8）宽直流输入电压范围，整机最大效率可达96.2%；

（9）适应电网电压波动较大的特点。并网逆变器正常工作允许电网三相线电压范围

为：AC330V～AC450V，频率范围为：47－51.5Hz；

（10）人性化的LCD液晶界面，中英文菜单，通过按键操作，液晶显示屏可显示实时各项运行数据、实时故障数据、历史故障数据、总发电量数据和历史发电量数据；（11）提供RS485或Ethernet（以太网）远程通讯接口。其中RS485遵循Modbus通讯协议；Ethernet（以太网）接口支持TCP/IP协议，支持动态(DHCP)或静态获取IP 地址；

（12）SG100K3并网逆变器具有CE、TUV认证证书。

4.1.2电路结构

SG100K3并网逆变器主电路拓扑结构

如上图所示，SG100K3并网逆变器的的主电路拓扑结构，并网逆变电源通过三相桥式变换器，将光伏阵列输出直流电压变换为高频的三相斩波电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压接着通过三相变压器隔离升压后并入电网发电。为了使光伏阵列以最大功率发电，在直流侧使用了先进的MPPT算法。

4.1.3技术指标