小型并网太阳能发电系统设计方案.doc

小型并网太阳能发电系统设计方案（一）、小型并网太阳能发电系统的构成小型并网太阳能发电系统主要由下列部分构成： 太阳能电池模组； 太阳能电池板支架； 直流配电箱（含防雷模块及信号）； 太阳能并网逆变器； 交流配电箱（含防雷模块、计量表及ATS）； 屋顶避雷针、接地网、等电位、设备防雷； 太阳能发电系统的监控（包括直流配电箱、太阳能并网逆变器、分布式交流配电箱、电力防雷器件、低压配电系统、发电输电状况等）。1、客户对系统的要求 该太阳能发电系统用于屋顶太阳能并网电源系统； 太阳能功率为3kW，以用户自用电为主，多余电能送给电网； 该系统采用屋顶斜面安装架构或平屋顶标准支架安装架构；2、系统方案该太阳能发电系统供率很小，仅为3kW，因此，并网点为家庭电源并网接入。方案电路图如下：由3kWp并网逆变器构成的3kW系统示意图（二）太阳能电池板与太阳能电池模组的选择对于标准型太阳能发电系统，我们可以选用单晶硅太阳能电池板或多晶硅太阳能电池板。一般情况下，当建设空间受限或场地成本较高时，优先选用效率高的单晶硅或多晶硅太阳能电池板。为减少电力电缆的布线及线路复杂度及系统的可用性，本设计尽量采用功率大的太阳能板，并网逆变器可考虑户内安装，设计如下：根据所选用的并网逆变器模块规格，允许输入的直流电压范围为150Vdc-450Vdc，最大功率为2kWp或3kWp，太阳能方阵采取串联和/或并联方式，接入并网逆变器，其设计如下：1、太阳能电池板串联对于3kW系统，太阳能电池板串联后构成一组，其开路电压不能超过并网逆变器的最高输入电压，且能尽量地提高太阳能板串联后的输出电压，以便满足逆变器最大功率输出，选择由9块165Wp薄膜电池板串联，则：每组最高开路输出电压：29.13Vdc X 9 = 262.2Vdc每组额定输出电压： 22.8Vdc X 9 = 205.2Vdc每组额定输出功率： 165Wp X 9 = 1485Wp每台逆变器总输出功率：1485Wp X 2 = 2970Wp光伏组件的选型为了有效利用太阳光，必须选择光电转换效率高的光伏组件作为系统的发电单元。项目采用了 SKY-190M 型的单晶硅太阳能电池组件，其参数见表 2。表 2 单晶硅 SKY-190M 的主要参数项目名称技术参数峰值功率190W峰值电压36.6V峰值电流5.19A开路电压44.9V短路电流5.49A尺寸1580*808*35mm重量16kg开路电压温度系数-0.31%/工作温度-40+852、采用3kW并网型逆变器构成3kW系统输入为2路各1.65kW输入，如下图所示：采用3kW并网逆变器的电路此时，并网逆变器每路输入功率为：1.485kW X 1 = 1.485kW (<1.8kW)每台并网逆变器实际输出功率为：1.485kW X 2 = 2.97kW（三）分布式直流配电箱设计分布式直流配电箱是将太阳能电池组矩阵的直流输出，按照太阳能控制器的要求分成若干个符合控制器输入电压及电流要求组，并通过该配电箱汇合后集中将电能送入太阳能控制器。因为太阳能电池组放置在室外，为避免被其它物体遮挡阳光，通常放置在最高处，很容易遭受到雷电袭击，因此，太阳能电池模组需要做好雷电防护。该分布式直流配电箱内部配置了防雷模块，以保护太阳能控制器免受雷电袭击。其中，对防雷器件，采用带辅助触点的器件，当雷电造成防雷器件损坏后，辅助触点闭合，可以给出故障信号，同时因为雷击大电流流经直流电缆，导致保护熔丝熔断，防止再次雷击造成后面设备（如防逆二极管模块及并网逆变器）的损坏。当雷击故障发生后，维护人员收到监控发出的故障及定位信息，能及时对损坏器件进行更换修复。当太阳能电池板开路、熔丝熔断或防逆二极管损坏，造成一组太阳能方阵没有输出，通过对逆变器的输入状况分析，可以告警并定位故障。直流配电箱与并网型逆变器使用数量相同，如下：3kW逆变器直流配电箱台数1每串分路额定输入电压(Vdc)205.2每串分路最高输入电压(Vdc)262.2每串分路输入电流(Adc)7.24分布式直流配电箱总功率(kWp)2.97逆变器每端口输入功率(kWp)1.485逆变器每端口输入电流(Adc)7.24实际太阳能输出总功率(kWp)2.97防雷器件规格40kA/820us三极防雷模块数量2（四）并网型光伏逆变器设计与选用逆变器的选择并网逆变器是光伏发电系统的核心部件和技术关键。并网逆变器可将光伏组件发出的直流电转换为交流电，并且还可以对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功和无功、电能品质（电压波动、高次谐波）等进行控制。项目根据安装容量选择SUG3000逆变器，采用世界先进的高频技术，最大转换率97.2%，MPPT跟踪精度高达99.5%。最大功率点电压可达500V，可串联更多的电池板，减少直流端损耗；高品质的产品和全天候室内外应用。IP65的保护等级可以保证设备在各种恶劣环境下仍然稳定工作。其参数见表 1。所选并网逆变器为户外型，采用分散式逆变并网供电模式，每台可接入14串或2串165W多晶硅太阳能电池板： 165W多晶硅3kW系统模组串联(块)9模组串数2每串额定功率(kW)1.485每串额定输出电流(A)7.243kW系统采用3 kW并网逆变器时：需3kW逆变器台数1需要太阳能电池板数18实际太阳能输出总功率(kWp)2.97尚高电子太阳光电电力调节器产品特色： 采用数个最大功率追踪器，以获得各串太阳光电模组之最佳输出功率； 宽广的直流输入电压范围； 全数位控制，以减少零组件及增加可靠度； 无低频变压器设计可降低重量与体积； 远端监控系统； 符合美国、欧洲与日本安全规格要求。应用范围： 市电并联型发电系统； 独立型发电系统； 混合型发电系统。太阳能并网发电逆变器模组PV-2.0PV-3输入输入工作电压范围150-450Vdc额定直流输入电压360Vdc最大输入电压450Vdc最大输入电流10Adc18Adc(9AdcX2)输入功率控制系统1MPPT追踪2MPPT追踪输出额定AC输出功率2000W3600W最大效率高达95.6%欧洲效率94.5%额定输出电压208/220/230/240Vac输出电压范围88%-110%输出频率50或60Hz输出频率范围-0.7至+0.5Hz输出功率因素0.99输出总谐波失真<5%，符合IEEE1547，EN61000-3-2标准机械参数尺寸 WxDxH (mm)403x320x169403x470x169重量(kg)11.518防护等级IP54冷却方式自然冷却安全符合CE、VDE0126标准（五）交流配电箱设计交流配电箱用来隔离太阳能并网发电系统与市电，并提供雷电防护与电力计量。该交流配电箱可以每路接入1台并网型逆变器，为了保护电力线路不遭受雷电袭击，采用了8/20s，40kA的防雷模块，对每相进行雷电防护。3 kW逆变器可接入逆变器数1配电箱总容量(kW)2.97输出空开电流(A)13.5每相防雷等级8/20s，40kA三极防雷模块数量1电度表1（六）、防雷设计太阳能系统的防雷，包括避雷针、引下线、接地体、等电位、气象站、电源线路及信号线路防雷。本设计仅为家庭用户安装太阳能发电装置，一般屋顶均安装有避雷网，但由于太阳能板外框为尖锐金属体，很容易通过太阳能板外框受到雷电直接袭击，为了防护太阳能系统，应在屋顶最高部位安装避雷针，并通过避雷网直接接地，同时，太阳能板外框也需要通过避雷网接地。为了防止感应雷电对太阳能板，直流配电箱，并网逆变器，交流配电箱以及通过市电线路对用电设备的雷电损坏，在直流配电箱和交流配电箱内分别安装了防雷器件。（七）、工程用材料设备齐备后，现场工程包括：太阳能支架、电力电缆、信号电缆、工程五金材料等需要准备，材料的用量取决于现场状况。（八）、设备总表1、3kWp太阳能系统前端设备总表序号设备名称单位规格数量备注1太阳能电池板(165Wp)块3kW182实际输出总功率kWp3kW2.973SUG太阳能板支架套3kW1参考100kW逆变器系统4SUG分布式直流配电箱台3kW15SUG并网光伏逆变器台3kW16SUG分布式交流配电箱台3kW17SUG避雷针支3kW18工程材料若干9工程费用若干附件一：报价清单太阳能发电系统供货清单部件名称规格型号单位数量合价（元）备注太阳能电池板SUG-165M块1811880寿命25年并网逆变器SUG3K台13000高效率、低噪音直流防雷汇流箱SUG BOX-3KDC台防护等级IP65监控系统SOLAR EYE套无线传输，大屏LCD显示交流配电箱SUG BOX-3KAC台1500双向仪表台1支架系统SUG光伏专用项12400线缆及辅材SUG光伏专用项100米500安装费项1运费项1税费项1供方合计报价