无锡圣汉斯光伏电站(2)

本方案设计采用250Wp多晶硅太阳电池组件，见图2.2.1。

① 组件设计特点

?使用寿命长：抗老化EVA胶膜（乙烯-醋酸乙烯共聚物），高通光率低铁太阳能专用钢化玻璃，透光率和机械强度高；

?安装简便：标配多功能接线盒，三路二极管连接盒，抗风、防雷、防水和防腐； ?高品质保证：光学、机械、电理等模块测试及后期调整完善，产品ISO9001认证； ?转换效率高：晶体硅太阳电池组件，单体光电转换效率≥15%；

?边框坚固：阳极化优质铝合金密封边框。

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② 组件电性能参数

表2.2.1 250Wp太阳电池组件技术参数

注：标准测试条件（STC）下—AM1.更多内容请访问久久建筑网
5、1000W/m的辐照度、25℃的电池温度。

③ I-V曲线图

如图2.2.4I-V曲线图所示。

2、光伏阵列表面倾斜度设计

从气象站得到的资料，均为水平面上的太阳能辐射量，需要换算成光伏阵列倾斜面的辐射量才能进行发电量的计算。

对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与倾角有关，较简便的辐射量计算经验公式为：

Rβ＝S×[sin(α+β)/sinα]+D

式中：Rβ——倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量

S ——水平面上太阳直接辐射量

D ——散射辐射量

α——中午时分的太阳高度角

β——光伏阵列倾角

根据太阳能辐射数据，可以计算出不同倾斜面的太阳辐射量，确定太阳能光伏阵列安装倾角。本方案假设设计太阳能光伏阵列安装倾角为25°时，全年接受到的太阳能辐射能量最大。

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3、太阳电池组件串并联方案

250kW光伏并网逆变器的直流工作电压范围为：400Vdc～1000Vdc。

太阳电池组件串联的组件数量Ns=1000/36.96≈27（块），这里考虑温度变化系数，取太阳电池组件25块串联，单列串联功率P=25×250Wp=6250Wp；

250kW光伏并网逆变器需要配置太阳电池组件并联的数量Np=250000÷6250≈40列，实际功率为250kWp，这样光伏阵列单元设计为40列支路并联，共计1000块太阳电池组件，实际功率达到250kWp。

2.2.3 智能汇流箱设计

智能汇流箱是光伏发电系统中的重要组成部分，其主要作用是按照一定的串、并联方式将光伏阵列连接到一起，以便对光伏阵列实施监控。方案设计中采用无锡隆玛有限公司自主开发的SCB-Ⅱ汇流箱。

SCB-Ⅱ汇流箱的主要技术指标：

???10路直流输入，1路输出；

???最大输入电压：1000V；

???最大输入电流（每个支路）：10A；

???每个支路均设置二极管防反保护功能；

???最大输出电流：125A；

???外形尺寸：600×300×450 mm（长×宽×高）；

???配备光伏专用高压防雷器，正负极都具备防雷功能；

???防护等级IP65。

根据实际情况，本光伏电站需要1台250kW的并网逆变器，其中每台逆变器需配置4台智能汇流箱。

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2.2.4直流配电柜设计

直流配电柜按照250kWp的直流配电单元进行设计，本项目需要1台直流配电柜。每个直流配电单元可接入4路光伏方阵防雷汇流箱，每台直流配电柜分别接入1台250kW逆变器，如下图所示：

2.2.5 光伏并网逆变器

本方案设计采用常州佳讯有限公司自主开发的GS-CENTRAL250K3B500光伏并网变流器，

每台逆变器的额定功率为250kW，均含有隔离并网变压器，实现电气隔离。逆变器的核心控制采用基于SVPWM的无冲击同步并网技术，保证系统输出与电网同频、同相和同幅值。

图2.2.5 250kW光伏并网变流器

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① 性能特点

● 大功率IGBT模块并联技术，过载能力强

● 功率组件模块化设计，便于组装调试及维护 ● DSP全数字化矢量控制，性能优异

● 先进的最大功率点跟踪技术（MPPT）

● 高效工频变压器隔离，安全可靠，提高效率

● 完善的故障自检、保护和显示功能，系统的可靠性更高 ● 标准通讯接口，便于远程监控

● 智能触摸人机界面

● 可适应恶劣的电网环境

② 技术指标

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2.2.6 配电保护装置

配电保护装置包括并网解列点、可视断点、保护接触器、三相电度表或采用智能网络仪表（用于计量太阳能电池组件的发电量）等。

以250kWp单元为例，250kWp太阳电池组件方阵配备一台250kW并网逆变器，逆变器的输出接到汇流总线，通过汇流总线接到厂区400V配电系统侧。

配电线路如下图所示。

500KW

2.2.7 发电计量系统配置方案

1、发电计量仪表配置示意图、仪表类型

光伏发电设备的计量点通常设在光伏并网逆变器的并网侧，该电度表是一块多功能数字式电度表，具有优越的测量技术，有非常高的抗干扰能力和可靠性。同时，该表还可以提供显示电表数据、显示费率、显示损耗、状态信息、报警等。

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2、数据采集方案

并网光伏发电系统综合监控系统的基本功能包括：

?光伏并网逆变器运行状态的监视；

?并网光伏发电系统发电量计量与统计；

?并网光伏发电系统环境检测；

?光伏并网逆变器运行调度。

（1）监控系统功能介绍

光伏发电监控系统采用具有国际先进技术水平的国产化设备。自动化通讯、数据采集技术，结合了SCADA系统的优点，是一套完整高效的光伏发电监控系统，具备本地和远程监控功能。

本地监控系统采用安装在变流柜上触摸屏，监控范围包括环境参数、汇流箱、光伏并网逆变器等。主要监控数据包括光伏发电单元的直流输出电压、电流和功率，光伏并网逆变器进出侧电压、电流、功率、并网频率和内部参数，另外还有环境温度、光照度等。

远程中心监控系统采集各本地监控系统的数据，进行数据汇总、查询、统计、报警等功能。用户在办公室也能实时掌握现场设备运行状态，并能查询发电量统计和故障信息。

光伏发电监控系统具备开放性和很好的可维护性，用户界面友好，易于管理和应用，其数据管理和分析工具，能满足企业生产管理的需要，具备很好的实用性。

（2）监控体系结构

光伏发电监控系统由监控设备（如光伏并网逆变器、汇流箱、光照强度传感器、温度传感器、电池检测器等），本地触摸屏、远程监控中心等组成。如下结构示意图：

光照强度传感器、环境温度传感器和基准电池等可通过模拟信号（如4-20mA信号）进入就近无锡隆玛科技股份有限公司

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变流柜，用模拟量采集模块进行数据采集。采集模块带RS485接口，采用modbus RTU协议。

汇流箱信号也采用串口modbus RTU协议，就近的诺干个汇流箱可挂在一条485总线上，接入对应变流柜。

光伏并网逆变器通过本地触摸屏来进行操作和数据监视，同时光伏并网逆变器数据由触摸屏的RJ45端口采用Modbus/Tcp协议传到远程监控系统。

如图2.2.11，能比较清楚地了解变流柜内数据流。监控中心将与各设备通讯的数据存入自己的实时数据库，根据通讯速率，动态更新数据。监控中心的显示界面的动态数据从自己的实时数据库获取。

RS485模拟量采集汇流箱触摸屏变流柜来自现场传感器去监控中心模拟量采集模块变流器。。

3、本地触摸屏监控

触摸屏与光伏并网逆变器、采集模块以及汇流箱采用485串口通讯，通过485协议进行实时数据收发，数据交换是双向的，也能对设备进行命令控制和参数修改。

通过运行界面，用户能查看设备运行实时数据，也能根据需要，对参数进行调整和对设备的启停或工作状态进行控制。数据显示方式多样化，有直接数据显示、柱状图显示、趋势曲线显示、动画显示等，以下是用户界面示例：

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本地触屏还可保持部分历史数据在自己的存储器中，单由于存储空间有限，不能保持大量长期历史数据。以下是历史报表示例：

当有故障发生时，报警提示窗产生提示信息，另外历史报警内容可在报警表查询到。以下是报警查询界面，系统提供完备的用户管理机制，为不同用户设定不同的权限。无锡隆玛科技股份有限公司

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4、远程监控中心

远程监控中心软件采用隆玛科技光伏电站监控软件，硬件采用专门的工控机和数据服务器，对现场所有设备进行管理。系统具有强大的分析和查询工具，满足如设备状态分析和集中监视、实时数据查询、生产报表、历史趋势分析、故障诊断等需求。

监控中心由工程师站、历史数据服务器、操作员站等组成，通过核心交换机采用以太网连接，本地触摸屏接入核心交换机。结构示意图如下：

工程师站负责数据组态，历史数据服务器用于存储大量历史数据，操作员站用于数据浏览和操作。必要时，这三个站能合并为一个站。

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系统由通讯组件，实时数据库，界面显示组件，WEB发布组件等组成，是一款专门针对光伏电站监控的软件系统。通讯组件用于和本地设备通讯，根据不同的接口，可选择串口、现场总线接口、以太网、OPC等接口；实时数据库是整个软件的核心，负责数据存储和报警处理，并能提供关系数据库接口；界面显示是系统与用户的接口，用于显示和查询数据以及修改参数，数据显示方式多样化，有直接数据显示、柱状图分析、报表、趋势曲线、动画显示和报警提示等。