太阳能光伏电站电气原理介绍

西藏天建阳光新能源系统工程科技有限公司
三、发电系统介绍
变压 器
无功 补偿
开关 柜
电网
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三、发电系统介绍
青海某 电站
甘肃某 电站
光伏 案例
江浙某 电站
国外某 项目
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三、发电系统介绍
工具 软件
Google Earth
美国航空 航天局官 网
太阳能光伏电站 电气技术介绍
工程部 熊文兵 2020年4月19日
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目录
一、行业简介
一、修订事项 本月经营状况概述
二、发电原微理软雅简黑介（20号）
微软雅黑（20号）
三、发电系统介绍
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一、行业简介
太阳能利用
光合作用
照明、光热
光电效应
（Maximum Power Point Tracking）。
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二、发电原理简介
逆变器技术之LVRT/ZVRT
其中： T1=1s; T2=3s
LVRT: Low Voltage Ride Through
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二、发电原理简介
逆变器技术之LVRT/ZVRT
原理图
安装注意事项： 1、防护等级； 2、接线极性； 3、接线牢固；
案例1 案例2
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二、发电原理简介
试运行前，汇流箱应满足以下要求：
1、 检查母线、设备上有无遗留下的杂物； 2 、主断路器合分闸无异常，确认正常后置于分断位置； 3、 逐步检查汇流箱内部接线是否正确 4、 检查没路输入极性是否准确； 5、 使用外用表对每路电压进行测量，查看每路电压是否正常； 6、 所有检查都合格后方可送电试运行。
设计软件
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三、发电系统介绍
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I
R1
Isc
（U1,I1）
R2
（U2,I2）
R3
（U3,wenku.baidu.com3）
0
Voc U
太阳能电池伏安特性与功率输出
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二、发电原理简介
在大型光伏并网发电系统中，为了减少光伏组件与逆变器 之间连接线，方便维护，提高可靠性，一般需要在光伏组件与 逆变器之间增加直流汇流装置——光伏防雷汇流箱。
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一、行业简介
太 阳 能 资 源 分 布 情 况
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一、行业简介
世界能源结构预测（欧盟联合研究中心 2004）
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二、发电原理简介
i
o
t
DC
i
o
t
AC
点击
太阳能电池组件 电网
汇流箱 开关柜
直流柜
证书
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二、发电原理简介
试运行前，逆变器应至少满足以下要求：
1、 检查直流柜与逆变器接线是否正确； 2 、上步检查合格后再检查直流柜输入极性及电压值； 3、 汇流箱输出开关合闸； 4、直流柜输出开关合闸； 5、 逆变器送控制电，输出开关断开； 6、 逆变器单机调试，测量输出波形是否满足； 7、 合输出开关，进入并网调试阶段。
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二、发电原理简介
型号 光伏阵列并联输入路数 输入阵列正负极连接线线径 输出正负极与地线线径 内部熔断器等级 每路允许输入电流 通讯电源 防护等级 环境温度 环境湿度 通讯接口 重量 尺寸(宽×高×深)
*-* 16路、12路、10路、8路 4mm² 35mm²(地线16mm²) 1000Vdc，电流根据客户需要选用 熔断器额定电流值/1.25Isc 直流供电/交流供电可选，小于3W IP65 -40～+60℃ 0～99％ RS485/CAN 35kg(参考) 600×670×210
逆变器 变压器
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二、发电原理简介
• 光伏组件 一 • 产生电能，防反保护等
• 汇流箱 二 • 一级汇流，通断，监控，防雷等
• 直流柜 三 • 二级汇流，通断，监控，防雷等
• 逆变器 四 • 正弦波逆变，初级能源管理等
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二、发电原理简介
二、发电原理简介
电压参数 电流参数 温度系数
• 开路电压Uoc • 工作电压Vmp
• 短路电流Isc • 工作电流Imp
• 工作电压温度系数 • 开路电压温度系数 • 短路电流温度系数
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二、发电原理简介
发电量预计 Pm（Wp） ηc（%）
系统配置
温度系数 Uoc Vmp Imp
光生伏特效应
指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之 间产生电位差的现象。
负极 N型半导体 P型半导体
正极
太阳光
负荷 电流
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二、发电原理简介
多晶硅 薄 膜 组 件
单晶硅
晶硅组件区分：颜色和倒角。
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二、发电原理简介
// GB 50797-2012
二、发电原理简介
逆变器功能特点：
1、无变压器、高电流密度设计，结构极其紧凑，效率高； 2、适应严酷的电网环境，LVRT、ZVRT； 3、具备过/欠压、过/欠频、过流、过载、过热、防孤岛、防反放 电、恢复并网、极性反接、输出漏电； 4、先进的MPPT自动跟踪技术，较宽的MPPT电压范围； 5、输出电压波动小，±10%。 6、强迫空冷，风道式冷却设计； 7、采用 8〞触摸屏操作，可更方便地监控各种运行参数。
短路保护值
Isc
串并联数量计算：
(Uoc) max ＞N × Uoc ×{1 + [T1 ×(T0 - 25)] } Umax＞N × Ump ×{1 + [T2 ×(T0 - 25)] } Umin＜N × Ump ×{1 + [T2 ×(T1 - 25)] }
其中，(Uoc)max为逆变器允许最大输入开路电压，Umax、Umin为逆变器 MPPT电压上下限，N为串联组件数，△T1、△T2分别为组件开路电压和工作 电压的温度系数，T1、T0为环境温度上下限。
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二、发电原理简介
直流柜在发电系统中的作用和功能与汇流箱类似， 区别在于安装和防护等级等的差异。
直流柜形式1 直流柜形式2
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二、发电原理简介
逆变器参数
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二、发电原理简介
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二、发电原理简介
光伏阵列汇流箱具有以下特点： 满足室外安装要求，防护等级可达IP65 可同时接入多路光伏阵列，每路配有直流熔断器，可选配防反接二极管 可远程读取数据；电压，电流，防雷器状态进行实时监控 可选多种总线接口方式RS485/CAN，传输距离远，抗干扰能力强 配有光伏专用高压防雷器，采用全模式保护 主回路采用四级断路器串联，增加直流耐压值
填充因子
Isc Uoc Vmp Imp
填充因子
FF
I mp I sc
U mp U oc
Pmax Isc U oc
短路保护值
Isc
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二、发电原理简介
发电量预计 Pm（Wp） ηc（%）
系统配置
温度系数 Uoc Vmp Imp
填充因子
Isc Uoc Vmp Imp
术
光伏组件
语
• 由一定数量的电池片串联而成 • 光伏发电系统中可独立应用的最小发电单元
引
光伏组件串
自
• 由一定数量的电池组件串联而成
• 光伏组件串联后，形成具有一定直流输出电压
光伏发电单元
由一定数量的光伏组件串并联而成 一台逆变器对应的电池组件串的统称
光伏方阵
• 多个发电单元 • 含一个或若干个光伏发电单元的阵列
Voc
0
E
开路电压与光强度E的关系
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二、发电原理简介
太阳能电池的工作电流 I 和电压 U 是由负载电阻值决 定。
如图所示，不同负载电阻 R1、R2、R3 与伏安特性曲线 的交点确定了不同的工作电 流和电压，也即不同的输出 功率。图中的矩形面积就表 示功率的大小。
使用光伏防雷汇流箱，用户可以根据逆变器输入的直流电 压范围， 把一定数量的规格相同的光伏组件串联组成 1个光伏 组件串列，再将若干个串列接入光伏防雷汇流箱，通过防雷器 与断路器后输出，方便了后级逆变器的接入。
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二、发电原理简介
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二、发电原理简介
逆变器技术之MPPT
P
Pmax(=Ipmax×Upmax)
0
Upmax
U
太阳能电池列阵的 P－U 曲线
在光伏系统中， 太阳能电池的内阻不 仅受日照强度的影响， 还受温度及负载的影 响，处于不断变化中， 为使逆变器输出功率 最大化，理论和实践 上提出了太阳能电池 的最大功率点跟踪 MPPT
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二、发电原理简介
Isc
0
E
短路电流与光强度E的关系
开路电压（Voc）：太阳能电 池电路负荷断开时两端电压，
称为开路电压。该值随光强度
按指数函数增加，在较低光强 度时，仍保持一定的开路电压。
短路电流（Isc）：当太阳 能电池的两端是短路状态时 测定的电流，称为短路电流。 该电流随光强度（照度）按 比例增加。
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二、发电原理简介
组件安装
固定式
单轴跟踪
双轴跟踪
方位角、倾 斜角固定
倾斜角可变
方位角可变
方位角、倾 斜角可变
初期成本递增，系统可靠性递减
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二、发电原理简介
功率
电压
组件 参数
温度 系数
电流
效率
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