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1、學校建筑屋頂分布式光伏發電工程電力系統設計方案1.1 接入系統方案本系統共用5臺500kW逆變器。根據國家電網公司2009 年7月光伏電站接入電網技術規定（試行），小型光伏電 站接入電壓等級為0.4kV；中型光伏電站接入電壓等級為10 -35kV；大型光伏電站接入電壓等級為66kV及以上電網。 根據國家電網公司光伏電站接入電網技術規定，本工程 新建光伏發電系統總裝機容量為2. 5MW ,采取就地消納，故 采用0. 4kV并網點，不同電壓等級接入電網。滿足本工程接 入系統需求。建議本期光伏發電系統低壓側并網，具體以本 工程的接入系統審查意見為準，最終接入系統方案以電網主 管部門的接入系統報告審批2、意見為準。1.2 光伏方陣電氣設計1. 2.1系統直流側最高工作電壓在光伏并網發電系統中，系統直流側的最高工作電壓主 要取決于逆變器直流側最高電壓，以及在直流回路中直流斷 路器額定工作電壓。但設備的工作電壓與設備所處的工作環 境和海拔高度有關，南昌市處于北亞熱帶和暖溫帶過渡地帶 地區，空氣相比照擬潮濕，根據GB31L1高壓輸變電設備 的絕緣配合、GB/T16935低壓系統內設備的絕緣配合及 直流開關、并網逆變器的資料，電站現場設備的絕緣水平應 與正常使用條件基本相當。組件串聯方式設計在計算組件串聯數量時，必須根據組件的工作電壓和逆 變器直流輸入電壓范圍，同時需要考慮組件的開路電壓溫度 系數。并3、網逆變器SG500K3為例，最大陣列開路電壓880V, MPPT 范圍450V-820V。多晶240Wp組件開路電壓為37.5V,峰值 工作電壓30V。設串聯組件數為S,最多為Smax,Smax=UDCmax/V0C=880V/37V=23. 8 （塊），選取 23 塊， 結合廠家推薦的最正確MPPT范圍560V-620V ,那么 S=600/30二20（塊）。每支路的太陽電池組件功率為20 X 240Wp=4800Wpo SSmax,每支路串聯20塊組件滿足系統耐 用及最大功率跟蹤的要求。SG250K3, SG500K3同樣可以選擇 20組件串聯排列方陣。 組件串聯的最大功率點電壓=20X34、0V=600VV880V。 故設計符合要求。1.2.3 電氣系統防孤島效應設計孤島效應是指光伏系統并網逆變器在并入的電網失壓時 或電網斷電時，逆變器仍然保持對失壓電網中的某一局部線 路繼續供電的狀態，這樣電力孤島效應區域會發生電壓和頻 率不穩定現象，有可能對外部設備造成損壞或發生觸電平安 事故。根據光伏系統并網技術要求GB/T19939 - 2005對于 防孤島效應的規定：當光伏系統并入的電網失壓時 必須在 規定的時間內（2s內）將該光伏系統與電網斷開，防止出 現孤島效應。為此，在該發電工程孤島效應設計時，接入交流接觸器 對孤島效應進行防護，即當電網電壓斷電時并入電網的接觸 器線圈失電，連接在5、并網回路的接觸器常開觸點斷開，使并 網回路斷開逆變器停止工作，起到整體對于孤島效應的防護 作用。1.2.4 電氣系統構成選型設計太陽能光伏發電系統由光伏組件、直流匯流箱、并網逆 變器、計量裝置、上網配電系統及監控系統組成。太陽能通 過光伏組件轉化為直流電力，通過直流匯流箱匯集至并網型 逆變器，將直流電能轉化為與電網同頻率、同相位的正弦波 電流。直流逆變為380V交流后并入廠內電網。1. 3系統設備選型設計3.1光伏組件選型設計對于該并網發電系統電池組件選型遵循以下原那么：在兼顧易于搬運條件下，選擇大尺寸，高效的電池組件;選擇易于接線的電池組件；組件各局部應能抗強紫外線（符合GB/T18950 6、- 2003橡 膠和塑料管靜態紫外線心能測定）；線纜等應抗扭折和摩擦;目前，世界光伏市場上，主要產品為多晶硅及單晶硅太 陽電池組件。英利公司具備生產多晶硅及單晶硅電池組件的 技術能力，之所以選擇多晶硅技術的太陽電池組件。因為較 之單晶技術，具有下述優勢：低本錢、工業規模化生產多晶硅技術為采用鑄錠、切片技術進行工業化生產，隨 著切片技術的進步，硅片已經到達180uM厚度，故相較于單 晶及其他太陽能電池產品，多晶硅電池更適于大規模生產， 通過大規模的工業化生產，實現本錢降低，從而有利于太陽 能光伏發電的推廣應用。高效率本工程選用多晶硅組件的轉換效率14%達每平方米 138瓦，代表了目前世界上商業化7、多晶硅組件產品的最高水 平。雖然目前商業化生產的單晶硅電池的轉換效率要比多晶 硅高約1%,但考慮相同效率的多晶硅電池與單晶硅電池封裝 成組件時，由于單晶硅組件的有效發電面積少于多晶硅組件 （受單晶棒直徑限制，為了充分利用原材料，切割的單晶硅 片的四個邊角為小圓形一否那么將會更加提高單晶硅片的成 本，從而減少了組件的有效采光面積），所以，在相同效率的上述兩種電池封裝成組件之后，多晶產品的組件效率要高 于單晶產品，因此，即使單晶電池效率比多晶電池要高，但 在封裝成組件之后，組件效率差距要小于1%。低衰減、長壽命。多晶電池組件擁有與單晶電池組件相 同的壽命-長達25年，且衰減很小，20年衰減不高于28、0%, 10 年衰減不高于10%。在遵循以上組件選型原那么的前提下，本工程太陽能電池 組件選用235瓦高效多晶硅產品。該組件具有高轉換效率、 高質量，25年的使用壽命，組件安裝方便、快捷，被廣泛 應用在BIPV等并網發電系統等領域。1. 3. 2逆變器選型設計參照標準：光伏發電站接入電力系統技術規定GB/Z 19964 -GB/T 19939-2005Q/GDW 617-2011GB/T 19939-2005Q/GDW 617-20112005光伏系統并網技術要求光伏電站接入電網技術規定光伏（PV）系統電網接口特性光伏（PV）系統電網接口特性GB/T 20046-2006400V以下并網光伏專9、用逆變器技術條件和試驗方法CGC/GF001:2009根據以上規范要求，本工程選擇規格為SG500K3三相并 網逆變器。之所以選擇此產品，有如下考慮：技術先進，研發力量雄厚選取一家專注于太陽能、風能等可再生能源電源產品研 發、生產和銷售的高新技術企業。主要產品有光伏逆變器和 控制器、風機變流器、回饋式節能負載、電力系統電源等， 并提供系統解決方案的設計及技術服務，是我國最大的光伏 電源產品的研發生產企業，也是我國光伏和風力發電行業為 數極少的掌握多項核心技術并擁有完全自主知識產權的企 業之一。并網逆變器具有如下功能特點。 電能質量保障。 電壓偏差保護。 諧波和小型畸變。 電壓不平衡度保護。 過10、/欠電壓保護。 過/欠頻率保護。 防孤島效應。根據光伏系統并網技術要求GB/T19939-2005對于防 孤島效應的規定：當光伏系統并入的電網失壓時，必須在規 定的時間內（2S內）將該光伏系統與電網斷開，防止出現 孤島效應。電線、電纜選型設計電氣連接應有牢固的機械強度使熱循環引起的松動減 小到最小并提供足夠的電源線扣。在光伏組件和逆變器器間 采用防水、機械良好和表皮防紫外線的光伏系統專用電纜連 接。導線連續通過的最大電流額定值不小于總陣列短路電流 的125%,并且不小于導線過電流保護器件的額定值。逆變器直流側采用耐候性好的光伏發電系統專用銅芯 軟電纜（導線），電纜（導線）能夠在-50+100的11、環境 溫度下正常工作，導線耐壓不小于1000V,太陽電池組件的 串并聯所使用的電纜線應滿足抗紫外線、抗老化、抗高溫、 防腐蝕和阻燃等性能要求，電纜（導線）經過紫外線長期照 射后不會發生硬化、絕緣降低，滿足不少于20年室外使用 的要求。逆變器的交流側使用阻燃銅芯交聯聚乙烯絕緣聚氯 乙烯護套電力電纜。采用標準：IEC 60512 Part 3IEC 60364-7-712IEC 60512 Part 3直流電源導線應根據允許壓降選擇適當的截面，其計算公式 如下：AU=IL/TSS:導線的截面積（mm2）I ：導線通過的最大電流AL:導線長度mT：導電系數鋁的為T為4銅T=57AU ：允許電壓降交流12、電源導線應根據最大負荷和電力電纜的平安載流 量（即導線最大容許持續負荷）選擇截面。選擇導線截面，應符合以下要求： 線路電壓損失應滿足用電設備正常工作及起動時端電壓的要求； 按敷設方式確定的導體載流量，不應小于計算電流； 導體應滿足動穩定與熱穩定的要求；沿不同冷卻條件的路徑敷設絕緣導線和電纜時，當冷 卻條件最壞段的長度超過5m,應按該段條件選擇絕緣導線和 電纜的截面，或只對該段采用大截面的絕緣導線和電纜。導體的允許載流量，應根據敷設處的環境溫度進行校 正，溫度校正系數可按下式計算：K= V （tl-t2）/V （tO-tO）式中K溫度校正系數；tl：導體最高允許工作溫度（）：tO：敷設處的環境溫度（）；t2：導體載流量標準中所采用的環境溫度（）。導線敷設處的環境溫度，應采用以下溫度值： 直接敷設在土壤中的電纜，采用敷設處歷年最熱月的月平均 溫度；敷設在空氣中的裸導體，屋外采用敷設地區最熱月的平均最高溫度；屋內采用敷設地點最熱月的平均最高溫度 （均取10年或以上的總平均值。）