1MWp光伏并网系统

金太阳示范工程专题典型方案1MWp光伏并网系统技术方案合肥阳光电源有限公司目 录一、1MWW光伏并网发电系统总体设计方案 (3)1.1系统组成 (3)1.2相关规范和标准 (3)1.3总体设计方案一 (4)1.3.1方案一简介 (4)1.3.2光伏阵列汇流箱的设计（PVS-16M） (5)1.3.3直流防雷配电柜的设计（PMD-D250K） (6)1.3.4并网逆变器的设计（SG250K3） (7)1.4总体设计方案二 (10)1.4.1方案二简介 (10)1.4.2光伏阵列汇流箱的设计（PVS-16M） (12)1.4.3直流防雷配电柜的设计（PMD-D500K） (13)1.4.4 并网逆变器的设计（SG500KTL） (14)1.5并网系统的监控通讯方式 (17)1.6接入电网方案 (20)1.7接地及防雷 (22)1.8设备配置清单 (23)二、合肥阳光并网逆变器在国内光伏建筑一体化的应用案例（部分） (24)2.1上海临港新城MW级光伏电站 (24)2.2上海世博会园区中国馆、主题馆及其他场馆MW级光伏并网发电系统 (25)2.3中节能杭州节能环保产业园光伏并网发电项目一期2MW屋顶光伏电站 (26)2.4上海太阳能工程中心MW级光伏电站 (27)2.5合肥阳光电源厂房500KW光伏并网电站 (28)2.6奥运鸟巢105K W光伏并网电站 (29)一、1MWW光伏并网发电系统总体设计方案1.1系统组成光伏并网发电系统主要组成如下：（1） 光伏电池组件及其支架；（2） 光伏阵列防雷汇流箱；（3） 直流防雷配电柜；（4） 光伏并网逆变器；（5） 系统的通讯监控装置；（6） 系统的防雷及接地装置；（7） 土建、配电房等基础设施；（8） 系统的连接电缆及防护材料。

1.2相关规范和标准光伏并网逆变系统的制造、试验和验收可参考如下标准：GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性（IEC 61727:2004,MOD）GB/Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T 2423.1-2001 电工电子产品基本环境试验规程 试验A：低温试验方法GB/T 2423.2-2001 电工电子产品基本环境试验规程 试验B：高温试验方法GB/T 2423.9-2001 电工电子产品基本环境试验规程 试验Cb：设备用恒定湿热试验方法 GB 4208 外壳防护等级（IP代码）（equ IEC 60529:1998）GB 3859.2-1993 半导体变流器 应用导则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1.3总体设计方案一1.3.1方案一简介此光伏并网发电系统将采用分布式并网的设计方案，将1MW系统分成4个250kW的并网发电单元，通过4台SG25OK3（250kW）并网逆变器接入0.4kV交流电网，实现并网发电。

系统的电池组件可选用国产某功率为210Wp的多晶硅太阳电池组件，其工作电压约为29.6V，开路电压约为36.5V。

根据SG250K3并网逆变器的MPPT工作电压范围（450V～820V），每个电池串列按照20块电池组件串联进行设计，每个250kW的并网单元需配置60个电池串列， 1200块电池组件,其功率为252kWp；整个1MW系统需要240个电池串列，共4800块电池组件。

为了减少光伏电池组件到逆变器之间的连接线，以及方便维护操作，建议直流侧采用分段连接，逐级汇流的方式连接，即通过光伏阵列防雷汇流箱（简称“汇流箱”）将光伏阵列进行汇流。

此系统还要配置直流防雷配电柜，该配电柜包含了直流防雷配电单元。

其中：直流防雷配电单元是将汇流箱进行配电汇流，分别接入4台SG250K3逆变器；经三相计量表后接入电网。

另外，系统应配置1套监控装置，可采用RS485或Ethernet（以太网）的通讯方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。

方案一并网发电示意图如下：监控装置环境检测仪公共电网4台SG25Ok3分布式并网发电示意图1.3.2光伏阵列汇流箱的设计（PVS-16M）针对总体设计“方案一”中逆变器和光伏组件的选择，建议配置我公司型号为PVS-16M 防雷汇流箱16台，每台均有16路直流输入，汇流箱的每路均有电流检测。

如下图所示：16路光伏阵列汇流箱外形图该汇流箱的接线方式为16进1出，即把相同规格的16路电池串列输入经汇流后输出1路直流。

该汇流箱具有以下特点：该汇流箱具有以下特点：1） 防护等级IP65，防水、防灰、防锈、防晒，能够满足室外安装使用要求； 2） 可同时接入16路电池串列；3） 每路接入电池串列的开路电压值最大可达DC1000V；4） 具有16路保护控制，每路的正负极都配置高压直流熔断器（最大电流为15A），其耐压值可达DC1000V；5） 汇流箱配有16路电流监控装置，对每1路电池串列进行电流监控，通过RS485通讯接口上传到上位机监控装置；6） 直流汇流的输出正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用防雷器，防雷器选用菲尼克斯品牌；7） 直流汇流的输出端配有可分断的直流断路器，断路器选用ABB 品牌； 8） 汇流箱的电气原理框图如下图所示：DC30V电池串列2 (+)电池串列1 (+)电池串列3 (+)电池串列4 (+)电池串列5 (+)电池串列8 (+)电池串列7 (+)电池串列6 (+)电池串列10(+)电池串列11(+)电池串列12(+)电池串列9 (+)电池串列13(+)电池串列16(+)电池串列15(+)电池串列14(+)电池串列14(-)电池串列15(-)电池串列16(-)电池串列13(-)电池串列9 (-)电池串列12(-)电池串列11(-)电池串列10(-)电池串列6 (-)电池串列7 (-)电池串列8 (-)电池串列5 (-)电池串列4 (-)电池串列3 (-)电池串列1 (-)电池串列2 (-)16路光伏阵列汇流箱配置图1.3.3直流防雷配电柜的设计（PMD-D250K）光伏阵列汇流箱通过电缆接入到直流防雷配电柜，按照4个250KW 并网发电单元进行设计，需要配置4台直流防雷配电柜PMD-D 250K（250KW），主要是将汇流箱输出的直流电缆接入后，经直流断路器和防反二极管汇流、防雷，再分别接入4台SG250K3（250KW）并网逆变器，方便操作和维护。

电气原理框图如下图所示：250KW直流防雷配电柜系统图1.3.4并网逆变器的设计（SG250K3）SG250K3外形图1.3.4.1 SG250K3总体介绍并网逆变器是光伏并网发电系统的重要设备之一。

太阳电池组件把太阳能转化为直流电能，经并网逆变器转变为与交流电网同频率、同相位的正弦波电流，馈入电网实现并网发电功能。

SG250K3（250KW）光伏并网逆变器智能化程度高，每天自动启停工作，无需人为控制。

美国TI公司32位专用DSP控制芯片精确控制并网逆变器；主电路采用德国最先进的IGBT 智能功率模块，有效地降低了开关损耗与导通损耗，提高系统的效率；运用电流控制型PWM 有源逆变技术和优质进口高效50Hz隔离变压器，可靠性高，保护功能齐全，并具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染供电等技术特点。

该并网逆变器的主要性能特点如下：（1） 采用新型智能矢量控制技术，可以抑制三相不平衡对系统的影响，并同时提高直流电压利用率，拓展了系统的直流电压输入范围。

最高可达1000V（可选）；（2） 最高转换效率达97.1%；（3） 采用32位数字信号处理器作为控制CPU，运用带模糊控制的SPWM调制策略，经过优化的最大功率点跟踪技术可以保证设备的高效输出，最大功率点跟踪（MPPT）效率>99.9%；（4） SG250K3使用全光纤驱动技术，可靠避免了系统的误触发并大大降低了电磁干扰对系统的影响，从而增强了整机的稳定性与可靠性；（5） 具有直流输入手动分断开关，交流电网手动分断开关，紧急停机操作开关；（6） 自主研发的无差拍电流控制技术，最大程度保证输送到电网的电能质量；（7） 精确的输出电能计量；（8） 具有先进的孤岛效应检测方案及完善的监控功能；（9） 按照IEEE1547、UL1741等国际标准要求进行产品设计，具有先进的孤岛效应检测方案、完善的保护功能和监控功能；（10）对逆变器的技术参数进行特殊的设计，适应中国电网波动较大的特点；（11）模块化设计，方便安装与维护；（12）适应高海拔应用（<6000米）；（13）辅助电加热（可选）；（14）人性化的触摸屏LCD人机界面，中英文菜单，图形化的界面方便了用户及时掌握系统的整体信息可实时显示各项运行数据、故障数据、历史故障数据、总发电量数据和历史发电量数据等；（15）提供RS485（标配）或Ethernet以太网（选配）通讯接口；（16） 使用德国品牌机柜，优质、美观；（17）低电压穿越、无功功率可调、有功功率降额等功能（可选） ；（18）并网逆变器具有中国权威检测机构——电力科学研究院出具的检测报告，还取得了金太阳认证、意大利DK5940认证、欧洲知名认证机构TüV颁发的CE证书。

1.3.4.2 SG250K3效率曲线1.3.4.3 SG250K3电路结构SG250K3并网逆变器主电路拓扑结构如上图所示， SG250K3并网逆变器的的主电路拓扑结构，并网逆变电源通过三相桥式变换器，将光伏阵列输出直流电压变换为高频的三相斩波电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压接着通过三相变压器隔离升压后并入电网发电。

为了使光伏阵列以最大功率发电，在直流侧使用了先进的MPPT算法。

1.3.4.4 SG250K3技术指标型 号 SG250K3隔离方式 工频变压器最大太阳电池阵列功率 275KWp最大阵列开路电压 880Vdc最大输入电流 600A最大输入路数 8太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范围 450～820Vdc额定交流输出功率 250KW总电流波形畸变率 <3%（额定功率时） 功率因数 >0.99最大效率 97.1%（含变压器）欧洲效率 96.5%（含变压器） 额定电网电压 400Vac允许电网电压范围（三相） 310V～450AC 额定电网频率 50Hz/60Hz 允许电网频率范围 47～51.5Hz/57～61.5Hz 夜间自耗电 <100W保护功能 极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、接地保护等显示 触摸屏通讯接口 RS485(标配)；Ethernet（选配）；GPRS（选配）使用环境温度 －25℃～＋55℃使用环境湿度 0～95%，无冷凝冷却方式 风冷尺寸（宽×高×深） 2400×2180×850mm防护等级 IP20（室内）重量 1700kg1.4总体设计方案二1.4.1方案二简介此光伏并网发电系统将采用分块发电、一次升压、集中并网的设计方案，将系统设计为2个500KW并网发电单元，配置2台500KW并网逆变器，型号为SG500KTL，不含隔离变压器，输出额定电压为三相270V，50Hz；经过1台高效10KV双分裂升压变压器（0.27/0.27/10KV,1000KVA）T接入本地的10KV中压电网（此双分裂升压变压器需要定制，用户自配），实现并网发电功能。