风光互补发电技术项目五课件（完整).ppt

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1、内蒙古辉腾锡勒风电场熟练掌握风光互补的施工要求。掌握风光互补发电系统维护要点。初步掌握风光互补发电系统项目施工与维护基本技能。结合项目结合项目3所设计的风光互补发电系统，进行项目的施工所设计的风光互补发电系统，进行项目的施工与维护，具体包括：与维护，具体包括：风力发电机组地基施工与风力机安装；风力发电机组地基施工与风力机安装；光伏方阵的地基施工与组件安装；光伏方阵的地基施工与组件安装；蓄电池安装与测试；蓄电池安装与测试；控制器、逆变器的安装；控制器、逆变器的安装；风力发电系统的日常检测维护；风力发电系统的日常检测维护；光伏系统的日常检测维护；光伏系统的日常检测维护；蓄电池日常检测维护；蓄电池日

2、常检测维护；控制器与逆变器的日常维护控制器与逆变器的日常维护防雷接地系统的检测维护。防雷接地系统的检测维护。一、风力发电机选址要求二、光伏系统的安装要求三、控制器的安装四、逆变器的安装五、蓄电池组的安装注意事项六、避雷器的安装要求 七、接地系统的安装施工八、电缆连接施工 1、选址作用、选址作用 由于风力机年功率输出量主要受安装位置的平均风速影响，换言之，平均风速对安装设备的经济性起决定作用。所以要预测安装地的风速，而不去依靠扩大面积或延长时间去测定风况，既消耗时间又浪费金钱。所以选址对风力机使用的效率起着关键性的作用。一是为已确定的风能开发利用地区选择合适的风力机或为风力机的设计提供所需的设计

3、参数，使风力机在当地风况条件下技术性能、经济性能最佳； 二是为己定型的风力机寻找适宜的安装地点，使其出力最大，充分发挥其最大效益。选择特性较好的风场，不仅能增加风力机出力，还可以简化风力机结构设备和某些设计，降低费用， 提高风力机的使用寿命以及获取其它方面的良好效益。 风速的分布有很强的地形依赖性，不同的地形可以在很大程度上加速或阻碍空气的流动。由于障碍物和地形变化影响地面粗糙度，风速的平均扰动及风廓线对风的结构都有很大的影响，但这种影响有可能是好作用（如山谷风的加速），也有可能是坏作用（尾流，通过障碍物很大的风扰动）。因此，在宏观的大风区内可能存在着风速相对平静的小风区，而在宏观的小风区内也

4、很可能存在着风速较大的理想风场。所以在风力机选址时要充分考虑这些因素。 （1）风力机安装地点的选择）风力机安装地点的选择 1）风能资源丰富。反映风能资源状况的指标主要有年平均风速平均风速、年均风能密度年均风能密度和年均有效风能密年均有效风能密度度、年有效风速小时数年有效风速小时数等。所谓风能质量好的地区是:年平均风速较高；风功率密度大；风频分布好；可利用小时数高。 2）风向基本稳定风向基本稳定。风力机场地应尽可能选在盛行风向、次盛行风向比较稳定，季节变化比较小的地区。所谓盛行主风向是指出现频率最多的风向。风向比较稳定不仅可以增大风能利用率，还可以提高风轮的寿命。 3）风速的变化小风速的变化小。

5、风力机的安装位置应尽量选择风速变化小，有效风速持续时间长的地方。这会对蓄能装置和备用动力的要求放松一些，容易获得独立而经济的能源。 4）风力机高度范围内风垂直切变小风力机高度范围内风垂直切变小。风力机选址时要考虑因地面粗糙度引起的不同风速廓线，当风垂直切变大时，会加快设备的损坏，对风力机的运行十分不利。 5）湍流强度小湍流强度小。由于风是随机的，加之场地的表面粗糙的地面和附近障碍物的影响，由此会产生的无规则的湍流。湍流是在风速急剧变化的同时风向也变动的情况下发生的，不仅会影响风力机的出力，还会使风力机产生振动和受载不均，降低风力机的使用寿命。 6）自然灾害少自然灾害少。自然灾害包括：风暴、雷电

6、、沙尘暴、覆冰、盐雾等。这些对风力机不利的天气都应考虑到。选址是避免上述天气的多发地区，或采取相应的保护措施，否则会影响风力机的工作寿命。 在尽量满足上述条件下，还应注意选择的地点应尽可能的到达方便：安装和维护便利；防止动物的损害，避开鸟类等动物经常出现的地方，也会减少对自然环境影响。 风是随时随地可以产生的，它的方向不定，大小不同，特别强调相对于地面水平方向运动，风速随高度的增加而变化。地面上风速较低的原因是由于地表植物、建筑物以及其他障碍物的摩擦所造成的。实验得出，在离地面20m处的风速为2m/s，而在离地300m处的风速则变成78m/s。 风速沿高度的相对增加量因地而异，大致上可以用下式

7、表示: 式中V高度为H(m)时的风速，m/s； V0高度为H0(m) 时的风速，m/s。 一般取H0为10m, 修正指数n与地面的平整程度（粗糙度）、大气的稳定度等因素有关，其值为1/21/8 ，在开阔、平坦、稳定度正常的地区为1/7。中国气象部门通过在全国各地测风塔或电视塔测量各种高度下得出n的平均值约为0.160.20，一般情况下可用此值估算出各种高度下的风速。为了从自然界获取最大的风能，应尽量利用高空中的风能，一般至少要比周围的植物及障碍物高810m。 根据风力机选址技术标准粗略地定址，然后分析地形特点，充分利用有利的地形来确定风力机的安装位置。 平坦地形的选址比较简单，只需考虑地表粗糙

8、度和上下游障碍物两个问题。地表粗糙度发生变化时，风轮安装高度应依该地风速廓线形状而定，不然会出现因安装高度不够而使风轮出力甚微或因盲目加大安装高度而其出力无明显加大等问题。 此外风轮安装高度不能位于风速廓线的突变区，否则风轮旋转时将因受力不均而影响其使用寿命。障碍物对其下游的气流形成扰动区，称之为尾流。尾流中风速降低，湍流增强。在此情况下选址的一般原则是风轮安装足够高，尽量避开主要障碍物的扰动气流，使风轮出力尽可能大, 湍流影响尽量小。山脊应尽可能处于垂直于主风向的位置，而且山前不要有什么山形变化。山尖不要很平坦，且上升坡度到山尖应是尽可能连续。山脊风速的提高要高于园球型山。陡峻的山上风速的提

9、高与平地相比随高度变化会很快下降。最佳坡度为1：3到1：4之间。山的附近地形情况对山上气流结构有影响。斜度高于1：4的山坡应避免。在山尖处随高度风速的变化与平地比较加速作用不是很高且随高度的增加会很快消失。选择山谷轴线与盛行风向一致，宽度沿盛行风向减小的山谷。山谷轴线与盛行风向平行，且沿山区向下延伸较长，具有515坡度角的缓冲山谷。选择山谷中出现收缩的部分，这种地形具有喉管作用，使气流加速。选择靠近山谷入口的部分，这里可能会出现山谷风。风力机塔架应足够高，使风轮位置接近最强风的高度。避免选择太短或太狭的山谷，这种地形可能会出现强的风切变或湍流。太阳能电池组件一般安装于地面、屋顶、车辆或船只等户

10、外环境。在安装过程中应使用推荐的安装孔，不要拆解组件，不要移动任何铭牌或黏附的部件，不要在组件的上表面刷油漆或其它粘合剂，不要用镜子或透镜聚焦阳光照射到组件上，不要将组件背面直接暴露在太阳光下。组件安装时，应遵守所在地方、地区和国家的相关法规，必要时应先获得相关执业许可证。 阳光照射组件正面时，太阳能电池组件产生电能且直流电压可能超过30V。如果组件串联，总电压等于单个组件电压总和；如果组件并联，总电流等于单个组件电流总和。 在运输和安装组件时，使儿童远离组件。在安装过程中用不透明材料完全覆盖组件以防止电流产生。安装或维修光伏系统时，不要穿戴金属戒指、表带、耳环、鼻环、唇环或其它的金属配饰。

11、GB3805-1983 安全电压 :当电气设备采用了超过24V的安全电压时，必须采取防直接接触带电体的保护措施。 遵守适用于所有安装部件的安全规则，如电线和电缆、连接器、充电控制器、逆变器、蓄电池等。只使用与太阳能电力系统相匹配的设备、连接器、电线和支架。在特定系统中，尽可能使用相同类型的组件。在标准测试条件下在标准测试条件下(100mW/cm2的辐照度，AM 1.5光谱，以及25的环境温度)，组件的电性能参数如Isc，Voc和Pmax与标称值有10%的偏差。在普通室外条件下，组件产生的电流和电压与参数表中列出的有所不同。参数表是在标准测试条件下测得，所以在确定光伏发电系统中其它部件的额定电压

12、、导线容量、保险丝容量、控制器容量等和组件功率输出有关联的参数时，参照标在参照标在组件上的短路电流和开路电压的值，并按组件上的短路电流和开路电压的值，并按125%的的值设计和安装。值设计和安装。 （1）选择位置）选择位置 选择合适的位置安装组件。在北半球，组件最好朝南，而在南半球最好朝北。要了解最佳的安装倾斜角的详细信息，请参考标准太阳能光伏安装指南或咨询可靠的太阳能系统安装公司。组件应安装在阳光可以充分照射的位置并确保在任何时间内不被遮挡。不要把组件放置在易产生或聚集可燃气体的地方。 （2）选择合适的支架）选择合适的支架必须遵守支架所附的说明书指导和安全守则。不要在组件玻璃的表面钻孔，否则保

13、修失效。不要在组件的边框上钻附加的安装孔，否则保修失效。标准安装时，使用边框上内侧的四个对称的安装孔将组件固定在支架上。支架结构必须由耐用、防锈蚀、抗紫外线的材料制成。 （3）地面安装）地面安装 选择合适的光伏系统安装高度，防止冬天下雪时组件的下部长时间被积雪覆盖。此外，还要确保组件的最低部分足够高，以免被植物或树遮挡或被风吹来的沙石损坏。 （4）支柱安装）支柱安装当在支柱上安装组件时，选择能够承受当地预期风力的支柱和组件安装结构。（5）屋顶安装）屋顶安装 组件安装在屋顶或建筑物上时，要确保它被安全地固定并且不会因为强风或大雪而破坏。组件背面要确保通风顺畅以便组件的冷却(组件和安装表面的最小间

14、隔为10cm )。安装固定组件时所需要穿透的屋顶必须适当密封，以防屋漏。在一些情况下，可能需要使用特殊支架。在屋顶安装太阳能组件可能会影响房屋的防火性。该组件的额定防火等级为C级，适合安装于防火等级A级以上的房顶。刮大风时不要在屋顶或建筑物上安装组件，以防意外。 （6）机械安装通则）机械安装通则 安装组件时必须使用组件边框上预制的安装孔。标准情况下，使用组件边框上内侧的4 个对称安装孔来安装组件。不要利用组件的接线盒或电线头来移动组件。不要站在或踩在组件上。不要使组件掉落或让物体落在组件上。为了避免组件玻璃破碎，不要在组件上放置重物。不可重摔组件。不正确的运输或安装可能会损坏组件。 （1）并网

15、电气系统）并网电气系统 光伏系统产生的直流电可以转换为交流电并连接到公共电网上。关于连接可再生能源系统到公共电网的政策，各地区有所不同。通常情况下，安装本系统需要得到公共事业部门的认可、验收及正式批准。 （2）接地）接地 组件支架必须正确接地。使用推荐的连接端子并将接地电缆良好地连接，固定到组件框架上。使用经过电镀处理的支撑框架，以保证电路导通良好。推荐使用接地线配件（接线鼻）连接接地电缆。（2）接地）接地 首先将接地电缆头剥线约16mm长，剥线过程中注意不要损伤金属线芯,并将剥过线的接地电缆线头插入接线鼻的插口内，将紧定螺钉拧紧。接下来，使用M3或M5不锈钢螺钉和连接件将接线鼻组装到铝制边框

16、上。星形垫圈直接固定在接线鼻下部，通过刺穿铝制边框的氧化膜使电路导通。接下来是一个平垫圈，然后是一个弹簧垫圈，最后是一个螺母，从而保证整个组件的接地可靠。M3或M5螺钉推荐拧紧的力矩矩是或。 （3）电气安装通则）电气安装通则 在同一个光伏发电系统上尽量使用相同配置的组件。组件的最大数量N=Vmax/Voc。几个组件串联，然后并联形成光伏阵列，这特别适用于电压较高的情况下。如果组件串联，总电压等于各个组件电压的总和。需要使用高电流的情况下，可以将几个光伏组件并联，总电流等于各个组件电流的总和。所选电缆的横截面积和连接器容量必须满足最大系统短路电流。否则电缆线和连接器会因为大电流而过热。需要注意的

17、是，电缆温度的上限是85，连接器温度的上限是105。 安装组件时带有接线盒的一端朝上，并且尽量避免被雨水淋到。小功率控制器安装时要先连接蓄电池，再连接太阳能组件输入，最后连接负载和逆变器，安装时注意正负极不要接反。中、大功率控制器安装时，由于长途运输的原因，要先检查外观有无损坏，内部连接线和螺钉有无松动等。小、中功率控制器可固定在墙壁或者摆放在工作台上，大功率控制器可直接在配电室内地面安装。控制器若需要在室外安装时，必须符合密封防潮要求。控制器接线时要将工作开关放在关的位置，先连接蓄电池组输出引线，再连接太阳能电池方阵输出引线。在有电能输出时闭合开关，观察是否有正常的电压和充电电流，一切正常后

18、，可进行与逆变器的连接。 逆变器在安装前同样要进行外观及内部线路的检查，检查无误后将逆变器的输入开关断开，再与控制器的输出接线连接。接线时要注意分清正负极极性，并保证连接牢固。接线完毕，可接通逆变器的输入开关，待逆变器自检测正常后，如果输出无短路现象，则可以打开输出开关，检查温升情况和运行情况，使逆变器处于试运行状态。逆变器的安装位置确定可根据其体积、重量大小分别放置在工作台面、地面等，若需要在室外安装时，必须符合密封防潮要求。 光伏发电系统蓄电池组安装应注意以下事项：准备好相关的资料，如各厂家电池安装、记录表等，以及全套安装工具(包括万用表等)，落实工程开工日期及工程进度等。安装人员应携带少

19、量系统备件(如螺钉等)抵达安装地点，取得详细的安装工程进度表，讨论工程细节，如安装方式、承重情况等。在开始安装工程前，应组织安装人员进行培训，介绍安装过程中的注意事项及电池使用方法和维护注意事项，安装过程中一定要注意安全。光伏发电系统蓄电池组安装应注意以下事项：安装人员进行电池的开箱检查及配件的清点，装箱单请督导人员签字并收回，配件箱中电池安装系统图、安装使用说明书等文件应收好，待安装工程结束后交由委托公司的技术人员负责保管。按照施工图纸检查电池在机房的摆放位置是否合理，是否预留了维护空间，是否和热源及可能产生火花的地方(如保险盒等)保持有0.5米以上的距离，是否摆放在空调机下面，如果不符合，

20、应先请示委托公司的工程部是否修改，修改已否都要有备忘录。1、安装方法、安装方法避雷器的安装比较简单，避雷器模块、火花放电间隙模块及报警模块等，都可以非常方便的组合并直接安装到配电柜中标准的35mm导轨上。 2、安装位置的确定、安装位置的确定一般来说，避雷器都要安装在根据分区避雷理论要求确定的分区交界处。B级避雷器一般安装在电缆进入电站的入口处，如安装在电源的主配电柜中；C级避雷器一般安装在分配电柜中，作为基本保护的补充；D级避雷器属于精细保护级防雷装置，要尽可能地靠近被保护设备端进行安装。防雷分区理论及避雷器等级是根据DIN VDE 0185和IEC 61312-1等相关标准确定的。 3、电气

21、连接、电气连接避雷器的连接导线必须保持尽可能短，以避免导线的阻抗和感抗产生附加的残压降。如果现场安装时连接线长度无法小于0.5米时，则避雷器必须使用V字形方式连接。同时，布线时必须将避雷器的输入线和输出线尽可能地保持较远距离。另外，布线时要注意已经保护的线路和未保护的线路（包括接地线）绝对不要近距离的平行排布，它们的排布必须有一定空间距离或通过屏蔽装置进行隔离，以防止从未保护的线路向已经保护的线路感应雷电浪涌电流。 4、零线和地线的连接、零线和地线的连接零线的连接可以分流相当可观的雷电流。在主配电柜中，零线的连接线线径应不小于16mm2。当用在一些用电量较小的系统中，零线的线径可以相应的选择的

22、较小些。避雷器接地线的线径一般取主电路线径的一半。 5、接地和等电位连接、接地和等电位连接避雷器的接地线必须和设备的接地线或系统保护接地可靠相连。如果系统存在雷击保护等电位连接系统，避雷器的接地线最终也必须和等电位连接系统可靠连接。系统中每个局部的等电位排也必须和主等电位连接排可靠连接，连接线线径必须满足接地线的最小线径要求。 6、避雷器的失效保护方法、避雷器的失效保护方法在避雷器的入线处，必须加装断路器和熔断器，目的是当避雷器因雷击保护击穿或因电源故障损坏时，能够及时的切断损坏的避雷器与电源之间的联系，待故障避雷器修复或更换后，再将保护断路器复位或将熔断的熔丝更换，避雷器恢复保护待命状态。为

23、保证短路保护器件的可靠有效，一般C级避雷器前选取安装额定电流为32A的断路器，B级避雷器前可选择额定电流约为63A的断路器。 在进行配电室地基建设和太阳能电池方阵地基建设的同时，在配电柜附近选择一地下无管道、无阴沟、土层较厚、潮湿的开阔地面，一字排列挖直径1m、深2m的坑23个（其中的1或2个坑用于埋设电气设备保护等地线的接地体，另一个坑用于单独埋设避雷针地线的接地体），坑与坑的间距应不小于3m。坑内放入专用接地体，接地休应垂直放置在坑的中央，其上端离地面的最小高度应大于等于0.7m，放置前要先将引下线与接地体可靠连接。将接地体放入坑中后，在其周围填充接地专用降阻剂，直至基本将接地体掩埋。填充

24、过程中应同时向坑内注入一定的清水，以使降阻剂充分起效。最后用原土将坑填满整实。电器、设备保护等接地线的引下线最好采用截面积35平方毫米接地专用多股铜芯电缆连接，避雷针的引下线可用直径82圆钢连接。 就风光互补发电系统应用而言，户外使用的材料应根据紫外线、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀情况而定。在该种环境应力下使用低档材料，将导致电缆护套易碎，甚至会分解电缆绝缘层。所有这些情况都会直接增加电缆系统损失，同时发生电缆短路的风险也会增大，从中长期看，发生火灾或人员伤害的可能性也更高。 风光互补发电系统使用的光伏电缆的额定温度为120C，可使用20000小时。这一额定值相当于在90C的持续温度条件下可使用18年；而当温度低于90C时，其使用寿命更长。通常，要求太阳能设备的使用寿命应达到20至30年以上。 实际上，在安装和维护期间，电缆可在屋顶结构的锐边上布线，同时电缆须承受压力、弯折、张力、交叉拉伸载荷及强力冲击。如果电缆护套强度不够，则电缆绝缘层将会受到严重损坏，从而影响整个电缆的使用寿命，或者导致短路、火灾和人员伤害危险等问题的出现。