微型逆变器并网发电系统方案-5KW

2) 光伏板阵列间距的计算 在北半球，对应最大日照辐射接收量的平面为朝向正南，与水平面夹角度数与当地 纬度相当的倾斜平面，固定安装的太阳能电池组件要据此角度倾斜安装。阵列倾角确 定后，要注意南北向前后阵列间要留出合理的间距，以免前后出现阴影遮挡，前后间 距为：冬至日（一年当中物体在太阳下阴影长度最长的一天）上午 9：00 到下午 3： 00，组件之间南北方向无阴影遮挡。固定方阵安装好后倾角不再调整。
5KWp 微型逆变器 光伏并网发电系统方案
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目
录
1. 方案总述 ................................................................. 2 1.1 微型逆变器并网系统优势 ............................................................................................................ 3 1.2 微型逆变器并网系统框图 ............................................................................................................ 4 1.3 系统电气框图 ................................................................................................................................ 5 2. 方案设计 ................................................................. 6 2.1 设计依据 ........................................................................................................................................ 6 2.2 光伏组件 ........................................................................................................................................ 7 2.3 光伏阵列设计 .............................................................................................................................. 10 2.4 逆变器 .......................................................................................................................................... 12 2.5 交流配电箱 .................................................................................................................................. 15 2.6 远程智能管理软件 ...................................................................................................................... 16 3. 系统主要设备清单 ........................................................ 17
光伏组件接入到微型逆变器后转换为交流输出，微型逆变器并接到带有多个 T 型 节点的交流总线上，交流总线接入到交流防雷配电柜，然后接入 AC220V/50HZ 单相交 流低压电网。 交流防雷配电箱中安装的部件包括：接地避雷器、总线和支路空气开关、电量计 量表、系统监控单元(SMU)。 系统监控单元通过电力线载波通信方式和系统中的所有微型逆变器进行实时通 信，以监控逆变器的运行状态和工作参数，并通过以太网将数据发送到云端服务器中 进行。用户可以通过网页访问到云端服务器以了解到系统的运行状态。
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2.2 光伏组件
多晶硅太阳能电池板的单体光电转换效率约 15%～17%。制作成本比单晶硅太阳能 电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总生产成本较低，因此得到大量发展。 目前在光伏并网系统中，特别是在大型光伏电站中，普遍选用具有较大功率的太阳能 电池组件。 本系统拟选用单块 250Wp 多晶硅太阳能电池组件,组件转换效率为 17~18%。 1) 组件设计特点 使用寿命长：抗老化EVA胶膜（乙烯-醋酸乙烯共聚物），高通光率低铁太阳能 专用钢化玻璃，透光率和机械强度高； 安装简便：标配多功能接线盒，三路二极管连接盒，抗风、防雷、防水和防腐； 高品质保证：光学、机械、电理等模块测试及后期调整完善，产品ISO9001认 证； 转换效率高：晶体硅太阳电池组件，光单体光电转换效率≥15%； 边框坚固：阳极化优质铝合金密封边框。 2) 组件电性能参数 a) Isc是短路电流：即将太阳能电池置于标准光源的照射下，在输出端短路时， 流过太阳能电池两端的电流。测量短路电流的方法，是用内阻小于1Ω的电流 表接在太阳能电池的两端。 b) Im是峰值电流。 c) Voc是开路电压，即将太阳能电池置于100MW/cm 的光源照射下，在两端开路时， 太阳能电池的输出电压值。可用高内阻的直流毫伏计测量电池的开路电压。 d) Vm是峰值电压。 e) Pm 是峰值功率，太阳能电池的工作电压和电流是随负载电阻而变化的，将不同 阻值所对应的工作电压和电流值做成曲线就得到太阳能电池的伏安特性曲线。 如果选择的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大，即可获得最大输出功 率，用符号 Pm 表示。此时的工作电压和工作电流称为最佳工作电压和最佳工 作电流，分别用符号 Vm 和 Im 表示，即 Pm=Im×Vm。 f) 太阳能电池板的工作电压和 Voc 均为输出电压, Voc 指太阳能电池板无负载状 态下的输出电压，工作电压指太阳能电池板连接负载后的最低输出电压，工作
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1.1 微型逆变器并网系统优势
与传统的集中式逆变器或组串式逆变器比较， 微型逆变器并网系统具有以下一些明 显的优点： 微逆逆变器系统会对每一块光伏组件进行独立的 MPPT（最大功率点跟踪） ，从而 可以避免因为阴影、光照不均匀、组件之间的参数不匹配等因素带来的能量损失。 通常可增加 5~25%的系统发电量。 系统没有高压直流电，避免潜在的电弧引起的火灾风险，以及高压对人体的伤害。 系统中不需要高压直流断路器等昂贵的高压直流设备，减少成本。 模块化结构，每两个光伏板和一个逆变器为一个最小模组，用户可以根据实际需要 增加安装容量，系统设计方便灵活。 易于扩展，日后就可以简单灵活地增加任意数量的光伏板。 没有单点故障。和集中式逆变器不同，如果有一块太阳能电池板或板后的微逆不正 常， 整个太阳能系统的其余部分不会受到任何影响， 仍可以正常运行， 冗余性更高。 可以对每块光伏板的电压电流功率实施监控，便于维护和故障定位。
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1. 方案总述
由于阴影遮挡、 光伏板组件差异等因素导致传统的组串集中式逆变器在屋顶光伏并 网中受到很大的影响，功率丢失严重。本方案中我们采用分布式的微型并网逆变器来 进行屋顶光伏并网发电系统工程。 微型逆变器光伏并网发电系统的主要由五个部分组成： 1) 光伏电池板组件 2) 光伏板安装支架 3) 微型光伏并网逆变器 4) 交流并网线缆及其配件 5) 交流配电箱
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2. 方案设计
2.1 设计依据
本工程环境影响分析依据的环境保护主要法律法规有 《中华人民共和国可再生能源法》 IEC 62093《光伏系统中的系统平衡部件-设计鉴定》 IEC 60904-1《光伏器件第一部分:光伏电流-电压特性的测量》 IEC 60904-2《光伏器件第二部分:标准太阳电池的要求》 DB37/T 729-2007《光伏电站技术条件》 SJ/T 11127-1997《光伏（PV）发电系统过电保护－导则》 CECS84-96《太阳光伏电源系统安装工程设计规范》 CECS 85-96《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》 GB2297-89《太阳光伏能源系统术语》 GB4064-1984《电气设备安全设计导则》 GB 3859.2-1993《半导体逆变器 应用导则》 GB/T 14007-92《陆地用太阳电池组件总规范》 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》 GB/T 18210-2000《晶体硅光伏方阵I-V特性的现场测量》 GB/T 18479-2001《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》 GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》 GB/T 19964-2005《光伏发电站接入电力系统技术规定》 GB/T 20046-2006《光伏（PV）系统电网接口特性》 GB/T 20514-2006《光伏系统功率调节器效率测量程序》
1) 太阳能光伏板倾角的确定 固定式安装的最佳倾角选择取决于诸多因素，如：地理位置、全年太阳辐射分布、 直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。并网光伏发电系统方 阵的最佳安装倾角是系统全年发电量最大时的倾角。根据本项目所在地当地纬度和当 地太阳辐射资料，利用 PVSYST 计算机程序模拟，得出最佳的倾角角度。在北半球的光 伏电站，通常的经验值是当地纬度值- 系统电气框图
系统总共安装 250W 光伏组件 20 片，RSMI-500 微型逆变器 10 个，接入到一条交 流总线上。采用单相接入方式。系统总安装容量为 5KWp。 交流配电箱接入单相交流总线延长线，通过空开接入到电力局用户电表用户侧， 住户总开关的后级（下桩头） 。 这样光伏发出的电力首先被用户自身负载消耗，多余电力通过电力局电表并入公 共电网。下图是系统的结构框图。
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1.2 微型逆变器并网系统框图
① 光伏组件，产生直流电输出。 ② 微型逆变器，将光伏板产生的直流电转化为交流电，并入电网中。 ③ 交流配电箱箱，实现空开、防雷保护等功能。 ④ 家庭内部负载。 ⑤ 系统监控单元(SMU)，通过电力线载波收集系统中所有逆变器的信息，并将信息通 过互联网发送给网页服务器，用户可以通过网页查看系统状态。 ⑥ 系统多余的电量可以卖给电网。
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电流指太阳能电池板输出的额定电流。 g) 太阳能电池板的一个重要性能指标是峰值功率 Wp， 即最大输出功率， 也称峰瓦， 是指电池在正午阳光最强的时候所输出的功率，光强在 1000 瓦左右。
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I-V 曲线图
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4) 组件尺寸
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2.3 光伏阵列设计
光伏阵列的设计应按照尽量减少占地面积， 提高屋面利用率和光伏板之间不得相互 遮挡的原则设计。如果是平面屋顶，建议采用固定支架调整到合适的角度。如果是斜 面屋顶，建议将光伏组件沿斜面屋顶平铺。设计时候需要考虑到光伏阵列周边的建筑 物遮挡情况，建议避开较大遮挡区域，避免阴影对被遮挡的光伏组件造成较大的影响。 对于平面屋顶，设计的步骤一般是先确定项目所在地的光伏组件最佳安装倾角，然 后设计单个光伏阵列和计算光伏阵列的间距，最后依据连线最短并兼顾规划美观的原 则设计光伏模块的平面布置。