1、10OKWp光伏并網發電系統技術方案、總體設計方案 二、系統組成 三、相關規范和標準 四、設計過程4.1并網逆變器4.1.1性能特點簡介4.1.2電路結構4.1.3技術指標4.1.4 LCD液晶顯示及菜單簡介4.1.5并網逆變器圖片4.2光伏電池組件4.3光伏陣列防雷匯流箱.4.4交直流防雷配電柜.4.5系統接入電網4.6系統監控裝置224.7環境監測儀4.8系統防雷接地裝置.五、系統主要設備配置清單六、系統電氣原理框圖、總體設計方案針對100KWP光伏并網發電系統項目，我公司建議采用分塊發電、集中并網方案,元，通過1臺SG100K3100KVV并網逆變器接入0.4KV交流電網，實現并網發電功

2、能。系統的電池組件可選用180Wp(35V單晶硅光伏電池組件，其工作電壓約為35V,開路電壓約為45V。根據SG100K3并網逆變器的MPP工作電壓范圍(450V820V)，每個電池串列按照16塊電池組件串聯進行設計，100KW勺并網單元需配置35個電池串列,共560塊電池組件,其功率為100.8KWP為了減少光伏電池組件到逆變器之間的連接線，以及方便維護操作，建議直流側采用分段連接，逐級匯流的方式連接，即通過光伏陣列防雷匯流箱(簡稱“匯流箱”)和配電柜將光伏陣列進行匯流。匯流箱的防護等級為IP65,可在戶外安裝在電池支架上，每個匯流箱可接入6路電池串列，每100KW并網單元需配置6臺匯流箱，

3、整個100KWP勺并網系統需配置6臺匯流箱。并網發電系統配置1臺交直流防雷配電柜，該配電柜包含了直流防雷配電單元和交流防雷配電單元。其中：直流防雷配電單元是將6臺匯流箱進行配電匯流，接入SG100K3逆變器；交流防雷配電單元提供一臺SG100K3逆變器的三相AC380V,50Hz交流并網接口,并經三相計量表后接入電網。另外，系統應配置1套監控裝置，可采用RS485或 Ethernet (以太網)的通訊方式,實時監測并網發電系統的運行參數和工作狀態。、系統組成光伏并網發電系統主要組成如下:(1)光伏電池組件及其支架;(2)光伏陣列防雷匯流箱;(3)交直流防雷配電柜;光伏并網逆變器（帶工頻隔離變壓

4、器）5）系統的通訊監控裝置；6）系統的防雷及接地裝置；7）土建、配電房等基礎設施；系統的連接電纜及防護材料。光伏并網逆變系統的制造、三、相關規范和標準GB/T 191包裝儲運圖示標志GB/T 19939-2005光伏系統并網技術要求GB/T 20046-2006光伏（PV系統電網接口特性（IEC 61727:2004,MOD)GB/Z 19964-2005光伏發電站接入電力系統技術規定GB/T 2423.1-2001電工電子產品基本環境試驗規程試驗 A：低溫試驗方法GB/T 2423.2-2001電工電子產品基本環境試驗規程試驗 B：高溫試驗方法GB/T 2423.9-2001電工電子產品基本

5、環境試驗規程試驗 Cb：設備用恒定濕熱試驗方法試驗和驗收可參考如下標準：GB 4208 外殼防護等級（IP 代碼）（equ lEC 60529:1998 ）GB 3859.2-1993 半導體變流器 應用導則GB/T 14549-1993 電能質量 公用電網諧波GB/T 15543-1995 電能質量 三相電壓允許不平衡度四、設計過程4.1 并網逆變器此次光伏并網發電系統設計為100KW并網發電單元，每個100KW并網發電單元配置1臺型號為SG100K3并網逆變器，整個系統配置1臺SG100K3并網逆變器，組成100KWp并網發電系統。4.1.1 性能特點簡介SG100K3并網逆變器采用美國T

6、I公司專用DSP空制芯片，主電路采用日本最先進的智能功率IPM模塊組裝，運用電流控制型PWMT源逆變技術和優質進口高效隔離變壓器, 可靠性高，保護功能齊全，且具有電網側高功率因數正弦波電流、無諧波污染供電等特 點。該并網逆變器的主要性能特點如下：采用美國TI公司DSP芯片進行控制;采用日本三菱公司第五代智能功率模塊( IPM)；3)太陽電池組件最大功率點跟蹤技術 (MPPT);5)6)具有先進的孤島效應檢測方案及具有完善的監控功能;7)具有過載、短路、電網異常等故障保護及告警功能;8)9)寬直流輸入電壓范圍，整機最大效率可達 96.2%;適應電網電壓波動較大的特點。并網逆變器正常工作允許電網三

7、相線電壓范圍為：AC330AC450V 頻率范圍為：47 51.5Hz;10)人性化的LCD液晶界面，中英文菜單，通過按鍵操作，液晶顯示屏可顯示實時各項運行數據、實時故障數據、歷史故障數據、總發電量數據和歷史發電量數據;11)提供RS485或 Ethernet (以太網)遠程通訊接口。其中 RS485遵循Modbus通訊協議；Ethernet (以太網)接口支持 TCP/IP協議，支持動態(DHCP或靜態獲取IP 地址;12)SG100K3并網逆變器具有CE TUV認證證書。4.1.2電路結構4)50Hz 工頻隔離變壓器，實現光伏陣列和電網之間的相互隔離;具有直流輸入手動分斷開關，交流電網手動

8、分斷開關，緊急停機操作開關;SG100K3并網逆變器主電路拓撲結構如上圖所示，SG100K3并網逆變器的的主電路拓撲結構，并網逆變電源通過三相橋 式變換器，將光伏陣列輸出直流電壓變換為高頻的三相斬波電壓，并通過濾波器濾波變成正弦波電壓接著通過三相變壓器隔離升壓后并入電網發電。為了使光伏陣列以最大功 率發電，在直流側使用了先進的 MPP算法。4.1.3技術指標型 號SG100K3隔離方式工頻變壓器最大太陽電池陣列功率110KWp最大陣列幵路電壓880Vdc太陽電池最大功率點跟蹤（MPPT范圍450Vdc 820Vdc最大陣列輸入電流250A額定交流輸出功率100KW總電流波形畸變率<3%（

9、額定功率時）功率因數>0.99最大效率96.2%歐洲效率95.2%允許電網電壓范圍（二相）330V 450AC允許電網頻率范圍47 51.5Hz夜間自耗電<30W保護功能極性反接保護、短路保護、孤島效應保護、過熱保護、過載保護、接地保護等通訊接口RS485（標配）；Ethernet （選配）使用環境溫度20C+ 40 C使用環境濕度095%不結露冷卻方式風冷噪音< 60dB尺寸（深X寬X高）770X 1020 X 1900 mm防護等級IP20 （室內）電網監控按照UL1741標準4.1.4 LCD液晶顯示及菜單簡介SG100K光伏并網逆變電源智能化程度高，每天自動啟停工作，

10、無需人為控制。在逆變電源的最上端有3個主要狀態顯示LED丁，LCD面板上有5個LED丁和6個按鍵（如下圖所 示），通過這些指示燈和按鍵可知道逆變電源的工作狀態并對逆變器進行控制。逆變電源采用LCD液晶顯示（如下圖所示），為了更好進行人機界面交互操作，面 板上設置了 6個按鍵，5個運行指示燈。（1）按鍵操作介紹按鍵的功能，如下表所示:按鍵功能ESC返回、結束向上選擇待設置值/ 參數設置時增加設定值向卜選擇待設置值/ 參數設置時減少設定值向左選擇待設置值向右選擇待設置值ENTER確認進入菜單確認設置值注：按任一鍵，液晶的背光燈亮持續 2分鐘。（2） LED旨示燈說明LED燈含義P0 WER逆變電源

11、工作電源燈（控制板幵始工作）RUN并網運行燈（并網發電，燈亮）STOP停止并網FAULT故障燈（出現故障，燈亮）COM通訊測試燈（通訊正常，燈亮）在LCDS板的上方有P0WER,RUN,FAUL個狀態指示燈，在下方有1個STO緊急停機按鈕，3個指示燈的含義與LCDS板上的指示燈含義相同，STO為緊急停機按鈕，當用戶需要 緊急停機時按下此按鈕，效果如同在 LCDS作下關機，系統自動停機，此時STOPT亮。（3）液晶顯示界面介紹說明：顯示產品公司名稱、產品名稱。主界面說明：顯示當前的直流輸入電流和電壓、三相交流輸出電流和電壓、交流輸出功率、運行狀態、當前運行時間。主菜單界面說明：為了了解并網逆變電

12、源的詳細信息以及對其進行控制和運行參數設置，特設計此菜單。其包括：參數信息、故障信息、啟停控制、參數設置。通過鍵進行選擇。運行信息子界面說明：在主菜單界面中當箭頭指向“參數信息”并按ENTE鍵后，可得到詳細的參數信息。其包括：輸出功率、交流電壓、交流電流、電網頻率、陣列電壓、陣列電流、機內溫度和較少二氧化碳排放量等信息。運行信息還包括日輸出功率曲線圖：直坐標是當天的時間，縱坐標是輸出功率占總功率100KW的百分比。日發電量柱狀圖：直坐標是當天的時間，縱坐標是輸出能量占總 100KW的百分比。故障信息子界面說明：在主菜單界面中當箭頭指向“故障信息”并按ENTE鍵后，可進入此界面。其包括：當前故障

13、信息和歷史故障信息。有如下的故障：直流過壓、直流欠壓、直流過流、交流過壓、交流欠壓、交流過流、頻率異常、孤島效應、溫度異常、DS異常、接地異常、模塊異常、通訊異常。系統保留最近的 20條故障的名稱和時間。啟停控制子界面說明：在主菜單界面中當箭頭指向“啟停控制”并按ENTE鍵后，可進入此界面。其包括：開機和關機控制。通過ENTE鍵進行開關機。參數密碼確認界面說明：為防止非用戶對并網逆變器的參數進行修改，參數設置需通過密碼認證。默認的密碼為： 1111。參數設置調整界面說明：在參數設置密碼確認屏中輸入正確密碼后并按ENTE鍵即可進入此界面。其包括：語言設置、時鐘調整、發電量補償、恢復出廠值。語言設

14、置界面說明：通過此界面設置可以進行中英文和西班牙文的切換顯示。時間調整界面說明：時鐘顯示與當前時間不一致時，通過按鍵調整時間從而與當前時間一致。發電量補償界面說明：發電量補償用來補償，顯示的總發電量與專用電表不一致的部分，通過鍵可選擇+或補償量。此界面按ENTE鍵后會顯示“補償完畢！”恢復出廠值界面說明：恢復出廠值用來清空歷史故障記錄和發電量記錄。 需輸入密碼， 默認值為 1111。串口調整界面 說明：通過此界面來設置占號和波特率。校正參數設置屏 說明：當實際測量參數與液晶顯示參數不一致時，需要在此屏進行調整，用戶可以將真 實測量值輸入，供內部校正系數用。保護參數設置屏 說明：此軟件版本暫無保

15、護參數設置。密碼錯誤提示屏說明：當用戶輸入錯誤密碼時此界面會出現。設置完畢提示屏 說明：當用戶設置完畢后此界面會出現。4.1.5 并網逆變器圖片4.2 光伏電池組件目前在光伏并網發電系統中，特別是在大型光伏電站中，普遍選用具有較大功率的光伏電池組件，本系統選用單塊180Wp( 35V)單晶硅光伏電池組件，其工作電壓約為35V,開路電壓約為45V。當然，也可選用其它類型的光伏電池組件。SG100K3并網逆變器的直流工作電壓范圍為：450VdA820Vdc最佳直流電壓工作點為： 560Vdc。經過計算 :560V/35V=16, 得出：每個電池串列可采用 16 塊光伏電池組件串聯。每個電池串列的峰

16、值工作電壓：560V,開路電壓：720V,滿足逆變器的 MPPT工作電壓范圍。對于每個100KW并網發電單元，需要配置 560塊180Wp光伏電池組件，組成35個電池串列。整個100KW并網系統需配置560塊180Wp光伏電池組件。每個電池串列的原理接線圖如下圖所示：4.3 光伏陣列防雷匯流箱為了減少電池組件到逆變器之間的連接線，以及方便維護操作，本系統在戶外配置 光伏陣列防雷匯流箱，該匯流箱可直接安裝在電池支架上。1)2)光伏陣列防雷匯流箱(型號:SPVCB-6)的性能特點如下: 戶外壁掛式安裝，防水、防銹、防曬，滿足室外安裝使用要求；3)電池串列的最大開路電壓為 DC900V；4)每路電池

17、串列配有光伏專用高壓直流熔絲進行保護，其耐壓值為DC1000V;5)直流輸出母線的正極對地、負極對地、正負極之間配有光伏專用高壓防雷器，防雷器采用菲尼克斯品牌；6)直流輸出母線端配有可分斷的直流斷路器，斷路器采用 ABB品牌;可同時接入 6 路電池串列，每路電池串列輸入的最大電流為10A;7) 光伏陣列防雷匯流箱的電氣原理框圖如下圖所示：每個100KW并網單元配置6臺匯流箱，整個100KW并網系統需配置6臺光伏陣列 防雷匯流箱。4.4 交直流防雷配電柜交直流防雷配電柜包含直流防雷配電單元和交流防雷配電單元，其中，直流防雷配電單元按照100KV直流配電單元設計，每個直流配電單元可接 6臺光伏陣列

18、防雷匯流箱，經直流斷路器和防反二極管后匯流、防雷，再接至 SG100K3逆變器；交流防雷配電 提供1路SG100K群網逆變器的三相AC380V,50Hz交流并網接口，經三相計量表、三相 電壓和電流表接入公用交流電網，并在網側配置總交流斷路器和防雷器。交直流防雷配電柜的電氣原理接線圖如下圖所示:4.5 系統接入電網本系統采用的SG100K3并網逆變器直接并入三相低壓交流電網(AC380V50HZ, 使用獨立的N線和接地線，適應的電網參數如下表:序號項目內容1配電系統方式TN-S母線(獨立的N線和PE線)2系統電壓AC380/220V3額定頻率50Hz4系統接地方式中性點直接接地4.6 系統監控裝

19、置PC機作為系統的監控主機，配置光伏并網系統多機版監控軟采用高性能工業控制件，采用RS485通訊方式，連續對所有并網逆變器的運行參數和工作狀態進行監測。 (1) 監控主機的照片和系統特點如下:嵌入式低功耗 VIA C3 處理器；帶 LCD/CRT VG；A以太網口；RS232/RS485通訊接口;USB2.0;256M 內存（ 可升級 ） ;40G 筆記本硬盤 （可升級）;（2） 光伏并網系統的監測軟件可連續記錄運行數據和故障數據如下： 實時顯示電站的當前發電總功率、日總發電量、累計總發電量、累計CO2總減排量以及每天發電功率曲線圖。可查看每臺逆變器的運行參數，主要包括： A.直流電壓B.C.

20、D.E.F.G.H.I.J.K.L.直流電流交流電壓交流電流頻率當前發電功率日發電量累計發電量 逆變器機內溫度時鐘累計 CO2 減排量 每天發電功率曲線圖監控所有逆變器的運行狀態，采用聲光報警方式提示設備出現故障，可查看故障原因及故障時間，監控的故障信息至少包括以下內容：電網電壓過高;電網電壓過低;電網頻率過高;電網頻率過低;直流電壓過高;逆變器過載;逆變器過熱;逆變器短路;散熱器過熱;逆變器孤島;A、B、C、D、E、F、G、H、J、I、K、DSP故障；L、通訊失敗；(3) 監控軟件具有集成環境監測功能，主要包括日照強度、風速、風向、和環境溫度等G.曰.參量。(4) 監控裝置可每隔 5分鐘存儲

21、一次電站所有運行數據，可連續存儲 20年以上的電站所 有的運行數據和所有的故障紀錄。(5) 可提供中文和英文兩種語言版本。(6) 可長期 24小時不間斷運行在中文 WINDOWS 200，0XP 操作系統。(7) 監控主機同時提供對外的數據接口，即用戶可以通過網絡方式，異地實時查看整個 電源系統的實時運行數據以及歷史數據和故障數據。(8) 顯示單元可采用大液晶電視，具有非常好的展示效果。下圖是本公司的并網逆變器的監控界面：4.7 環境監測儀本系統可配置 1 套環境監測儀 ( 如下圖所示 ) ，用來監測現場的環境情況：該裝置由風速傳感器、風向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架 組成，適用于氣象、軍事、船空、海港、環保、工業、農業、交通等部門測量水 平風參量及太陽輻射能量的測量。可測量環境溫度、風速、風向和輻射強度等參 量，其 RS485 通訊接口可接入并網監控裝置的監測系統，實時記錄環境數據。4.8 系統防雷接地裝置為