10KW太阳能并网发电系统设计

10KW太阳能并网发电系统设计1. 太阳能并网发电系统简介太阳能并网发电系统通过把太阳能转化为电能， 不经过蓄电池储能， 直接通过并网逆变器， 把电能送上电网。 与离网光伏发电系统相比， 并网发电系统具有以下优点：（ 1）所发电能馈入电网，以电网为储能装置，省掉蓄电池，比离网光伏发电系统的建设投资可减少达 35％一 45％，从而使发电成本大为降低。省掉蓄电池并可提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染。（ 2）分布式建设， 就近就地分散供电， 进入和退出电网灵活， 既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力，又有利于改善电力系统的负荷平衡，并可降低线路损耗。（ 3）可起调峰作用。 联网太阳能光伏系统是世界各发达国家在光伏应用领域竞相发展的热点和重点，是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势，市场巨大，前景广阔。系统特点： 能量转换过程简单，系统转化率高 操作、维护简单‘运行稳定可靠工作性能稳定，使用寿命长 无噪声，无污染 结构简单，体积小，重量轻，便于运输和安装2. 并网发电系统的原理及组成2.1 系统原理太阳能电池发电系统是利用光生伏打效应原理制成的， 它是将太阳辐射能量直接转换成电能的发电系统。 它主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。 如下图1 所示 : 白天有日照时，太阳能电池方阵发出的电经过并网逆变器将电能直接输送到交流电网上，或将太阳能所发出的电经过并网逆变器直接为交流负载供电。图 1 并网发电原理图2.2 光伏并网发电系统主要组成设备清单：（ 1）光伏组件： 20 片 250KWp 单（多）晶硅，根据客户需要定（ 2）安装材料费（包含支架、线缆、 PVC 管、以及各种小部件）（ 3） 逆变器 （把电池板产生的直流电变成适合家用电器的交流电， 还有防短路、防雷、 孤岛保护以及通信功能）（ 4）防雷箱，内有直流高压熔断丝，防雷装置3.10KW太阳能并网发电系统设计3.1 设计总则（ 1）太阳能并网发电系统在原有的线路基础上增加，采取尽量不改造原有回路的原则。因此，将光伏系统的并网点选择在并网点的低压配电柜上。（ 2）考虑到并网系统在安装及使用过程中的安全及可靠性，在并网逆变器直流输入加装直流配电接线箱。（ 3）并网逆变器采用三相四线制的输出方式。3.2 电池组件的设计电池组件： 选用型号为 120（ 34） P1447x663， 主要参数为： 输出峰值功率 120Wp、峰值电压 17V、峰值电流 7.05 、开路电压 22V、短路电流 7.5A。太阳能电池由 18 块串联成 1 路， 共 5 路， 需要 120Wp规格组件 90 块方阵总功率为： 120x18x5=10800Wp。太阳能电池方阵的主要技术参数为：（ 1）工作电压 306V，开路电压 396V；（ 2）工作电流 35A，短路电流 37.5A；（ 3）转换效率大于 14%；（ 4）工作温度 -40 ℃～ 90℃。3.3 并网逆变器并网逆变器是直流电变换成交流电的设备。 由于太阳能电池发出的是直流电，而一般的负载是交流负载， 所以逆变器是不可缺少的。 并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统将发出的电能馈入电网。 并网逆变器采用最大功率跟踪技术， 最大限度地把太阳能电池板转换的电能送入电网。 逆变器自带的显示单元可显示太阳能电池方阵电压、电流，逆变器输出电压、电流、功率，累计发电量、运行状态、异常报警等各项电气参数。根据以上要求选用德国进口 Line Back ∑ 10KW并网逆变器。本逆变器的主要性能特点如下：（ 1） 宽直流输入电压范围，最高可达 1000V（可选） ；（ 2） 最高转换效率达 97.0%；（ 3） 最大功率点跟踪（ MPPT）效率 >99.9%；（ 4） 精确的输出电能计量；（ 5） 具有先进的孤岛效应检测方案及完善的监控功能；（ 6） 完善的保护功能；（ 7） 模块化设计，方便安装与维护；（ 8） 适应高海拔应用（ <6000 米） ；（ 9） 人性化的 LCD 人机界面，中英文菜单，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；（ 10）提供 RS485（标配）或 Ethernet 以太网（选配）通讯接口；（ 11）低电压穿越、无功功率可调、有功功率降额等功能（可选） ；3.4 配电室设计由于并网发电系统没有蓄电池及太阳能充放电控制器及交直流配电系统， 因此，如果条件允许的话可以将并网发电系统逆变器放在并网点的低压配电室内，否则只要单独建一座 4~6 平米的低压配电室就可以了。3.5 并网发电系统配置表4. 总体控制部分安装序号 名称 规格 单位 数量 备注1 太阳电池组件 120W 块 90 2 支架线缆 套 5 3 并网逆变器 10KW 台 1 并网型 3 相 4 线4 接线箱 台 1 9 避雷器及接地设备套 1 避雷针高要求 15 米10 配电室 平方米 4~6 如有配电室则不考 虑参照产品说明书的要求， 对并网逆变器、 太阳电池组件、 交流电网的低压配电室按相应顺序连接， 观察并网逆变器的各项运行参数， 并做好相应记录， 将实际运行参数和标称参数做比较，分析其差距，为以后的调试做准备。5. 系统建设及施工项目的施工包括： 配电室及太阳电池支架的基础制作、 配电室， 太阳电池支架制作安装、太阳能电池方阵的安装、电气设备的安装调试、系统的并网运行调试。专业：光电子技术科学学号： 201205100020 姓名：张兴超