大型集中式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)概述

1、大型集中式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)概述大型集中式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)概述一、光伏系統(tǒng)的發(fā)電原理一、光伏系統(tǒng)的發(fā)電原理 光伏發(fā)電是指利用太陽能電池這種半導(dǎo)體電子器件的光生伏打效應(yīng)原理有效地吸收太陽光輻射能，通過轉(zhuǎn)換裝置使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式，是當(dāng)今太陽光發(fā)電的主流，具有可再生、無污染等優(yōu)勢(shì)。一、光伏系統(tǒng)的發(fā)電原理一、光伏系統(tǒng)的發(fā)電原理當(dāng)半導(dǎo)體內(nèi)局部區(qū)域存在電場(chǎng)時(shí)，光生載流子將會(huì)積累，和沒有電場(chǎng)時(shí)有很大區(qū)別，電場(chǎng)的兩側(cè)由于電荷積累將產(chǎn)生光電電壓，這就是光生伏特效應(yīng)，簡(jiǎn)稱光伏效應(yīng)。太陽能發(fā)電的主要原理是根據(jù)光生伏打效應(yīng)，由太陽能組件發(fā)出直流電，如為并網(wǎng)系統(tǒng)則通過并網(wǎng)逆變器直接將電能并入電網(wǎng)。二、光伏系統(tǒng)的組成二、

2、光伏系統(tǒng)的組成發(fā)電過程發(fā)電過程 光伏系統(tǒng)是利用一定數(shù)量太陽能電池組件串聯(lián)后接收太陽光將輻光伏系統(tǒng)是利用一定數(shù)量太陽能電池組件串聯(lián)后接收太陽光將輻射能轉(zhuǎn)換為一定電壓（逆變器額定電壓）和電流的直流電，再將射能轉(zhuǎn)換為一定電壓（逆變器額定電壓）和電流的直流電，再將若干電池組串在匯流箱內(nèi)進(jìn)行并聯(lián)以提高電流，并聯(lián)后電流達(dá)到若干電池組串在匯流箱內(nèi)進(jìn)行并聯(lián)以提高電流，并聯(lián)后電流達(dá)到逆變器額定電流的數(shù)個(gè)匯流箱接入一臺(tái)并網(wǎng)逆變器，通過并網(wǎng)逆逆變器額定電流的數(shù)個(gè)匯流箱接入一臺(tái)并網(wǎng)逆變器，通過并網(wǎng)逆變器將電池組件發(fā)出的直流電逆變成符合電網(wǎng)需求的交流電，經(jīng)變器將電池組件發(fā)出的直流電逆變成符合電網(wǎng)需求的交流電，經(jīng)過配電裝

3、置后接入系統(tǒng)升壓變壓器，通過變壓器將電壓升高至符過配電裝置后接入系統(tǒng)升壓變壓器，通過變壓器將電壓升高至符合電網(wǎng)要求的電壓等級(jí)后，并入電網(wǎng)。合電網(wǎng)要求的電壓等級(jí)后，并入電網(wǎng)。組成設(shè)備組成設(shè)備主要設(shè)備包括電池組件、匯流箱、逆變器、低壓配電裝置和計(jì)量主要設(shè)備包括電池組件、匯流箱、逆變器、低壓配電裝置和計(jì)量箱等。箱等。二、光伏系統(tǒng)的組成二、光伏系統(tǒng)的組成三、光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能三、光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能1、電池組件 太陽能電池的基本單元是太陽能電池的基本單元是“電池片電池片”，一定數(shù)量的電池片通，一定數(shù)量的電池片通過封裝工藝串聯(lián)在一起形成電池組件。過封裝工藝串聯(lián)在一起形成電池組件。三、光伏系

4、統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能三、光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能1、電池組件目前光伏系統(tǒng)常用的電池組件有以下三種：?jiǎn)尉Ч桦姵亟M件：光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，最高的達(dá)到24，是目前所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，堅(jiān)固耐用，使用壽命最高可達(dá)25年，但制作成本高。多晶硅電池組件：制作工藝與單晶硅電池相近，光電轉(zhuǎn)換效率約12左右 ，制作成本比單晶硅電池低，但壽命比單晶硅電池短。非晶硅電池組件：是新型薄膜式電池組件，制作工藝與單晶硅和多晶硅電池的完全不同，制作成本低。弱光性能優(yōu)于晶硅電池。但光電轉(zhuǎn)換效率偏低，且衰減較快。三、光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能三、光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能光伏防雷匯流箱安裝于太陽能電

5、池方陣光伏防雷匯流箱安裝于太陽能電池方陣陣列內(nèi)，它的主要作用是將太陽能電池陣列內(nèi)，它的主要作用是將太陽能電池組件串的直流電纜，接入后進(jìn)行匯流，組件串的直流電纜，接入后進(jìn)行匯流，再與并網(wǎng)逆變器或直流防雷配電柜連接，再與并網(wǎng)逆變器或直流防雷配電柜連接，以方便維修和操作。以方便維修和操作。匯流箱一般具有如下功能和要求：匯流箱一般具有如下功能和要求： a) a)防護(hù)等級(jí)一般為防護(hù)等級(jí)一般為IP65IP65，防水、防，防水、防灰、防銹、防曬、防鹽霧，滿足室外安灰、防銹、防曬、防鹽霧，滿足室外安裝的要求；裝的要求； b) b)可同時(shí)接入多路電池串列，并可可同時(shí)接入多路電池串列，并可承受電池串列開路電壓；承

6、受電池串列開路電壓； c) c)直流輸出母線的正極對(duì)地、負(fù)極直流輸出母線的正極對(duì)地、負(fù)極對(duì)地、正負(fù)極之間配有光伏專用防雷器；對(duì)地、正負(fù)極之間配有光伏專用防雷器； d) d)可對(duì)輸入、輸出電流、電壓及箱可對(duì)輸入、輸出電流、電壓及箱內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。2、光伏防雷匯流箱-電 池 串 列 1(-)電 池 串 列 2(-)-電 池 串 列 4(-)電 池 串 列 3(-)-電 池 串 列 5(-)電 池 串 列 6(-)-電 池 串 列 6(+)電 池 串 列 5(+)電 池 串 列 3(+)電 池 串 列 4(+)電 池 串 列 2(+)斷 路 器-+高 壓 熔 絲光 伏 陣 列 防 雷

7、 匯 流 箱電 池 串 列 1(+)接 地直 流 輸 出 (+)直 流 輸 出 (-)防 雷 器匯流箱的電氣原理框圖如下圖所示上圖所示之光伏陣列防雷匯流箱為6路輸入，針對(duì)具體設(shè)計(jì)情況需求，輸入電池串列可相應(yīng)增加或減少。三、光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能三、光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能3、并網(wǎng)逆變器光伏并網(wǎng)逆變器（下稱逆變器）是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心設(shè)備。逆變器將光伏方陣產(chǎn)生的直流電（DC）逆變?yōu)槿嗾医涣麟姡ˋC），輸出符合電網(wǎng)要求的電能。逆變器是進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備，其效率指標(biāo)等電氣性能參數(shù)，將直接影響系統(tǒng)系統(tǒng)發(fā)電量。三、光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能三、光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能3、并網(wǎng)逆變器逆變

8、器滿足以下要求：a)并網(wǎng)逆變器的功率因數(shù)和電能質(zhì)量應(yīng)滿足電網(wǎng)要求。b)逆變器額定功率應(yīng)滿足用于海拔高度的要求，其內(nèi)絕緣等電氣性能滿足要求。 c)逆變器使用太陽電池組件最大功率跟蹤技術(shù)(MPPT)。 d)逆變器具有極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、過溫保護(hù)、交流過流及直流過流保護(hù)、直流母線過電壓保護(hù)、電網(wǎng)斷電、電網(wǎng)過欠壓、電網(wǎng)過欠頻、光伏陣列及逆變器本身的接地檢測(cè)及保護(hù)功能等。三、光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能三、光伏系統(tǒng)的主要設(shè)備及其功能4、高低壓配電裝置高、低壓配電裝置主要用于控制站內(nèi)電能的通、斷，分配及交換，一般有380V、10KV、35KV等電壓等級(jí)。四、光伏系統(tǒng)的運(yùn)行四、光伏系統(tǒng)的運(yùn)行

9、光伏發(fā)電是將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能，光伏發(fā)電是將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能，不依靠其他介質(zhì)的物理或化學(xué)變化。因此其不依靠其他介質(zhì)的物理或化學(xué)變化。因此其運(yùn)行方式比較其他傳統(tǒng)能源簡(jiǎn)單許多。并網(wǎng)運(yùn)行方式比較其他傳統(tǒng)能源簡(jiǎn)單許多。并網(wǎng)逆變器根據(jù)電池組件接收太陽輻射產(chǎn)生的電逆變器根據(jù)電池組件接收太陽輻射產(chǎn)生的電流大小自動(dòng)并網(wǎng)或斷開，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)并網(wǎng)和流大小自動(dòng)并網(wǎng)或斷開，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)并網(wǎng)和解列的自動(dòng)進(jìn)行。解列的自動(dòng)進(jìn)行。光伏系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)電氣主接線圖電氣主接線圖電源進(jìn)線圖電源進(jìn)線圖3030MWpMWp電站中共電站中共3030個(gè)個(gè)1MWp1MWp光伏發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單光伏發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單元設(shè)置元設(shè)置2 2臺(tái)臺(tái)500500k kW W逆變器，逆變器，1 1臺(tái)臺(tái)1010kVkV雙分裂繞組箱式變雙分裂繞組箱式變壓器。方陣每壓器。方陣每5 5個(gè)個(gè)1MWp1MWp為為1 1回電源進(jìn)線，共計(jì)需回電源進(jìn)線，共計(jì)需6 6回?；亍Ｗ罱K經(jīng)升壓變壓器升壓為最終經(jīng)升壓變壓器升壓為35kv3