100KW并网光伏发电系统设计方案

1. 系统的主要构成

100KW并网光伏发电系统的主要由电池组件方阵、电池方阵支架及基础、直流汇流箱及直流防雷配电箱、光伏并网逆变器、交流防雷配电系统(配电柜、配电室)、监控测量和计量系统、整个系统的连接线以及防雷接地装置等构成。

 

 

2.系统的主要配置说明

(1)电池组件系统选用功率为180W的电池组件，其峰值输出电压为34.5V, 开路电压为42V,共配置576块。采用16块电池组件组串联为一个光伏方阵，共配置36个光伏方阵(要求方阵朝向一致)，电池组件总功率为103.68kW。

(2)光伏并网逆变器系统设计分成2个50kW并网发电单元，总设计功率10W选用合肥阳光电源有限公司SG50K3并网逆变器两台。

(3)直流汇流箱及直流防雷配电箱

为了减少电池组件与逆变器之间连接线，以及日后的维护方便，在直流侧配直流汇流箱，该汇流箱为6进1出，即将6路光伏阵列汇流成1路直流输出，每个50kW逆变器需要配置汇流箱3台。

光伏阵列经过汇流箱汇流输出后通过电缆接至配电室，经直流防雷配电柜分别输入到SG50k3逆变器中，系统需要配置两台直流防雷配电柜，每个配电柜按照1个50kW直流配电系统进行设计，直流输出分别接至SG50K3逆变器。两台逆变器的交流输出再经交流开关配电柜接至电网，实现并网发电功能。

(4)监控测量和计量系统。

此外，该系统配置1套通信监控测量装置，通过RS485或Ethernet (以太网)通信接口可实时监测并网发电系统的工作状态和运行数据，内部保存的数据记录可供给专业技术人员进行系统的分析。

(5)防雷接地装置

根据整个系统情况合理设计接地装置及防雷措施

3.系统设计说明

(1)电池组件的串并联设计根据并网逆变器的MPPT电压范围，经过计算，逆变器的串并联数量设计如表所示。

 

 

逆变器每个电池串按照16块电池组件串联设计而成，如图所示。

 

 

(2)光伏并网系统电气设计框图光伏并网系统电气设计框图，如图8-13所示。

 

 

(3) 直流汇流箱直流汇流箱的主要性能特点如下。

a.户外壁挂式安装，防水、防锈、防晒，能够满足户外安装使用要求。

b.可同时接入6路光伏阵列，每路光伏方阵的最大允许电流为10A。

c.光伏方阵的最大允许开开路电压值为900V。

d.每路电池组件串配配有光伏专用高压直流熔断器，其耐压值不小于1000V.

e.直流输出母线的正极对地、负极对地。正负极之间配有光伏专用高压防需器。

f.直流输出母线端配有可分断的直流断路器，此伏方阵防雷汇流箱的电气原理如图所示。

 

 

(4)监控测量和计量系统。

采用高性能工业控制PC作为系统的监控主机，配置光伏并网系统多机版监控软件，采用RS485通信方式，连续每天24h不同断对所有并网逆变器的运行状态和数据进行监测。性能特点及技术参数等略。

(5)系统防雷接地装置

为了保证本工程光伏并网发电系统安全可靠，防止因雷击、浪涌等外在因素导致系统器件损坏等情况发生，系统的防雷接地装置必不可少。系统的防雷接地措施有多种，主要有以下几个方面供参考。

①地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和电池方阵基础建设的同时，选择电厂附近土层较厚、潮湿的地点，挖1~2m深地线坑，采用40mm扁钢，添加降阻剂并引出地线，引出线采用截面积为35mm2铜芯电缆，接地电阻应小于40。

②在配电室附近建一避雷针，高15m,并单独做一地线，方法同上。

③直流侧防雷措施:组件支架应保证良好的接地，组件方阵连接电缆接入直流汇流箱，汇流箱内含高压防雷器保护装置，组件方阵汇流后再接入直流防雷配电柜，经过多级防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。

④交流侧防雷措施:每台逆变器的交流输出分别经低压交流防雷装置接入电网，可有效地避免雷击和电网浪涌导致设备的损坏，所有的机柜要有良好的接地。

(6)系统的主要配置清单如表所示。