1.5MW光伏并网发电系统设计方案

光伏并网发电系统 技 术 方 案 科强能源系统工程股份有限公司 2009.06 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 1 目 录 一、系统原理框图 2 二、相关规范和标准 .3 三、并网逆变器介绍 .4 3.1 性能特点简介 .4 3.2 电路结构 .5 3.3 技术参数 .5 3.4 设备图片 .7 四、光伏阵列防雷汇流箱介绍 .7 五、直流防雷配电柜介绍 .9 六、主要设备清单 .11 七、部分业绩 .11 八、声明文件 .11 九、质量保证 .11 十、售后服务 .11 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 2 一、系统原理框图 直 流 防 雷 配 电 柜 光 伏阵 列防 雷汇 流 箱光 伏阵 列 并 网 发 电 单 元 N# 0.38/10KV N135KV接 入 站备 用 电 源 (AC35KV,0Hz)降 压 系 统35/0.4KV 升 压 系 统0.38/10KV并 网 发 电监 控 装 置电 力 系 统监 控 装 置光 伏 并 网 逆 变 器 并 网 发 电 单 元 1#光 伏阵 列 光 伏阵 列防 雷汇 流 箱 直 流 防 雷 配 电 柜 交 流 电 网 RS485 环 境监 测 仪 升 压 系 统 10/35KV升 压 系 统 光 伏 并 网 逆 变 器 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 3 二、相关规范和标准 2.1 光伏电池组件制造、试验和验收可参考如下标准： GB/T 6497-1986 地面用太阳电池标定的一般规定 GB/T 9535-1998(IEC61215) 地面用晶体硅光伏 组件设计鉴定和定型 GB/T 18210-2000 晶体硅光伏（PV）方阵 I-V 特性的现场测量 GB/T 18479-2001 地面用光伏（PV）发电系统概述和导则 GB/T 12632-1990 单晶硅太阳电池总规范 2.2 本并网逆变系统的制造、试验和验收可参考如下标准： GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求 GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性（IEC 61727:2004,MOD） GB/Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定 GB/T 2423.1-2001 电工电子产品基本环境试验规程 试验 A：低温试验方 法 GB/T 2423.2-2001 电 工电子产品基本环境试验规程 试验 B：高温试验方 法 GB/T 2423.9-2001 电工电子产品基本环境试验规程 试验 Cb：设备用恒定 湿热试验方法 GB 4208 外壳防护等级（IP 代码）（equ IEC 60529:1998） GB 3859.2-1993 半导体变流器 应用导则 GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波 GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度 2.3 升压系统制造、试验和验收可参考如下标准： GB311.1～6—83 中压输变电设备的绝缘配合，高电压试验技术 GB311.7—88 中压输变电设备的绝缘配合使用导则 GB1207—86 电压互感器 GB1207—87 电流互感器 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 4 GB1984—89 交流中压断路器 GB1985—89 交流中压隔离开关和接地开关 GB3906—91 3~35kv 交流金属封闭开关设备 GB7261—87 继电器及继电保护装置基本试验方法 GB11032—89 交流无间隙金属氧化物避雷器 GB50150—91 电气装置安装工程电气设备按接试验标准 GB1094.1 电力变电器 第 1 部分 总则 GB1094.2 电力变电器 第 2 部分 温升 GB1094.3 电力变电器 第 3 部分 绝缘水平和绝缘试验 GB1094.5 电力变电器 第 5 部分 承受短路的能力 GB/T4942 外壳防护等级（1P 代码） GB15166.2 交流中压熔断器 限熔断器 三、并网逆变器介绍 此次光伏并网发电系统设计为 15 个 100KW 并网发电单元，每个并网 发电单元配置 1 台型号为 BNSG100KS 并网逆变器，整个 1.5MW 系统配 置 15 台 BNSG100KS 并网逆变器。 3.1 性能特点简介 BNSG100KS 并网逆变器采用美国 TI 公司专 用 DSP 控制芯片，主电路 采用日本三菱 IGBT 模块组装， 运用电流控制型 PWM 有源逆变技术和优 质高效隔离变压器，可靠性高，保护功能齐全，且具有电网侧高功率因数正 弦波电流、无 谐波污染供电等特点。 该并网逆变器的主要性能特点如下： （1（ 采用美国 TI 公司 DSP 芯片进行控制； （2（ 采用日本三菱 IGBT 模块,增强系统的可靠性； 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 5 （3（ 光伏电池组件的最大功率点跟踪技术(MPPT)； （4（ 交流输出侧隔离变压器，输出电压为三相 AC380V，50Hz； （5（ 具有直流输入手动分断开关，交流电网手动分断开关； （6（ 具有先进的孤岛效应检测方案及完善的监控功能； （7（ 具有过载、短路、电网异常等故障保护及告警功能； （8（ 宽直流输入电压范围，整机效率高达 95%； （9（ 适应中国电网电压波动较大的特点。并网逆变器正常工作允许电网三 相线电压范围为：AC350V ～AC430V ，频率范 围为：47－51.5Hz； （10（人性化的操作界面，中文菜单，可显示设备的各项运行数据、实时故 障数据、历史故障数据、总发电量数据和历史发电量数据，以及设备 的工作状态。 （11（可提供包括 RS485 或 Ethernet（以太网） 远程通讯接口。其中 RS485 遵 循 Modbus 通讯协议；Ethernet（以太网）接口支持 TCP/IP 协议 ，支持 动态(DHCP)或静态获取 IP 地址； （12（具有中国权威检测机构电力科学研究院出具的检测报告。 3.2 电路结构 BNSG100KS 并网逆变器主电路拓扑结构 如上图所示，BNSG100KS 并网逆变器的的主电路拓扑结构，并网逆变 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 6 电源通过三相桥式变换器，将光伏阵列输出直流电压变换为高频的三相斩 波电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压接着通过外置的三相变压器隔 离升压（根据接入电网要求，变压器另配）后并入电网发电。为了使光伏阵列 以最大功率发电，在直流侧使用了先进的 MPPT 算法。 3.3 技术参数 型 号 BNSG100KS 隔离方式 工频变压器 最大太阳电池阵列功率 110KWp 最大阵列开路电压 880Vdc 太阳电池最大功率点跟踪（MPPT） 范围 450Vdc～820Vdc 直流输入路数 10 路 最大阵列输入电流 250A 额定交流输出功率 100KW 最大交流输出功率 110KW 最大交流输出线电流 200A 总电流波形畸变率 0.99 最大效率 95% 欧洲效率 93% 允许电网电压范围（三相） 350VAC～430VAC 额定电网频率 50Hz 夜间自耗电 100W 自动投运条件 直流输 入及电网满足要求，逆变 器自动运行 断电后自动重启时间 5min(时间可调) 保护功能 极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 7 接地故障保护等 通讯接口 RS485 使用环境温度 －20℃～＋40℃ 使用环境湿度 0～ 95%，不 结露 满功率运行的最高海拔高度 ≤2000 米(超过 2000 米需降额使用) 冷却方式 风冷 噪音 ≤60dB 防护等级 IP20（室内） 尺寸（深× 宽×高） 600×2400×1800mm 重量 800kg 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 8 3.4 设备图片 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 9 四、光伏阵列防雷汇流箱介绍 该汇流箱的接线方式为 6 进 1 出，即把相同规格的 6 路电池串列输入 经汇流后输出 1 路直流。 该汇流箱具有以下特点： 1) 防护等级 IP65，防水、防灰、防锈、防晒、防盐雾，满足室外安装的要 求； 2) 可同时接入 6 路电池串列，每路电池串列的允许最大电流 10A； 3) 每路接入电池串列的开路电压值可达 900V； 4) 每路电池串列的正负极都配有光伏专用高压直流熔丝进行保护，其 耐压值为 DC1000V； 5) 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防 雷器，其额定电流≥15KA ，最大电流≥30KA； 6) 直流输出母线端配有可分断的品牌直流断路器； 7) 光伏阵列防雷汇流箱的技术参数如下： 直流输入路数 6 路（6 路正极、6 路负极） 直流输出路数 1 路正极，1 路负极 直流输入的正负极线径 4mm2 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 10 直流输出的正负极线径 25mm2 地线线径 16mm2 每路直流输入的保险丝 10A 直流输出最大电流 60A 防护等级 IP65 重量（大约） 15KG 体 积（宽×高×深） 400mm×500mm×180mm 8) 汇流箱的电气原理框图如下图所示： -电 池 串 列 1()电 池 串 列 2电 池 串 列 4电 池 串 列 3电 池 串 列 5电 池 串 列 6电 池 串 列 6+电 池 串 列 5电 池 串 列 3电 池 串 列 4电 池 串 列 2断 路 器+高 压 熔 丝光 伏 阵 列 防 雷 汇 流 箱电 池 串 列 1()接 地直 流 输 出 (+)直 流 输 出 -防 雷 器 每个 100KW 的并网单元配置 4 个汇流箱；1.5MW 并网发电单元需配 置 60 个汇流箱。 五、直流防雷配电柜介绍 直流防雷配电柜安装在室内，主要是将汇流箱输出的直流电缆接入后 进行汇流，再与并网逆变器连接，方便操作和维护。 主要性能特点如下： 1) 每台直流防雷配电柜按照 100KW 配电单元设计； 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 11 2) 每路直流输入侧都配有可分断的直流断路器和防反二极管，其中断 路器选用 ABB 品牌； 3) 直流母线输出侧都配置菲尼克斯光伏专用防雷器，其额定电流 ≥15KA，最大 电流≥30KA ； 4) 直流母线输出侧配置 1000V 直流电压显示表； 5) 配电柜的尺寸（深×宽× 高）：600×800×1800mm，如下图所示（参考）。 6) 电气原理框图如下图所示： 直流电压显示表 菲尼克斯防雷器 ABB断路器 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 12 二 极 管-直 流 输 入 1+断 路 器直 流 输 入 2+直 流 输 入 3直 流 输 入 4+-直 流 输 入 5直 流 输 入 6直 流 输 入 7直 流 输 入 8+-+防 雷 器V电 压 表 -+直 流 输 出直 流 输 入 9直 流 输 入 10直 流 输 入直 流 输 入 2直 流 输 入 3直 流 输 入 14直 流 输 入 5 如上图所示，每台 BNSG100KS 并网逆变器配置 1 台直流防雷配电柜， 1.5MW 并网 单元需配置 15 台直流防雷配电 柜。 六、设备清单 光伏阵列防雷汇流箱 10A-6 60 台 直流防雷配电柜 100KW 15 台 光伏并网逆变器 BNSG100KS 15 台 七、技术服务 1. 技术服务 1.1 项目管理 合同签订后，投标方指定负责本工程的项目经理，负责协商投标方在工程全 过程的各项工作，如过程进度、设计制造、 图纸文件、制造确认、包装运输 1.2 技术文件 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 13 1.2.1 投 标方在订货前向招标方提供一般性资料如：说明书、安装图和主 要技术参数。 1.2.2 设备供货时还提供下列资料： 设备装箱资料；安装、维护说明书；产品合格证。 1.3 投标方现场技术服务 1.3.1 现场服务 投标方派出技术人员到现场，配合安装、调试，培训运行检修人员，负责 与其他装置的通信连接以及负责现场的验收等。 在设备使用中，如发生问题，投标方在接到通知后 48 小时内，派出技术 人员到现场维修服务。 1.3.2 投标方派驻现场服务人员的目的是使所供设备安全、正常投运。投标 方要派合格的现场服务人员。 1.3.3 投标方现场服务人员具有下列资质： 1.3.4 遵守法纪，遵守现场的各项规章制度，遵守电业安全工作规程。 1.3.5 有较强的责任感和事业心，按时到位； 1.3.6 了解合同设备的设计，熟悉其结构，有相同或相近机组的现场工作经 验，能够正确地进行现场指导； 1.3.7 身体健康，适应现场工作的条件。 投标方向招标方提供服务人员情况表。投标方须更换不合格的投标方现 场服务人员。 2、设计联络： 用户根据要求可召开设计联络会，设计联络会的时间及地点合同签订时确 定。 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 14 八、部分业绩 150KW 并网逆变电源在国家 863 项目应用案例 2008 年 11 月，我公司承担了中国科学院广州能源研究所承担的国家 863 计划项目核心部件并网逆变电源的研发，并提供系统优化设计、安装调 试等技术支持。 中科华核电技术研究院与中国科学院广州能源研究所签署了《海岛可 再生独立能源系统研建》合作协议书，该项目是国家“十一五” 规划 863 科技 计划项目，其目标是建成世界上首座集太阳能、风能和波浪能等可再生能源 一体的独立能源示范系统，该系统无需电网或其他任何动力系统辅助，便可 独立运行，为 300 人左右的海岛提供电力和淡水。中广核集团 2 月 4 日消息， 由中国广东核电集团承建的广东担杆岛可再生独立能源系统近日成功试运 行取得成功，各项调试结果均达到了设计指标，标志着海岛可再生独立能源 系统研建 863 项目的组网技术获得了重大突破。 在该项目发电系统核心部件大功率并网逆变电源采购招标中，作为国 内专业电源生产厂家，我公司凭借拥有先进的技术、过硬的产品以及完善的 服务网络，在众多知名厂家的激烈竞争中脱颖而出，最终成功承担该国家 863 项目发电系统核心部件的开发。此产品以优质的品质和高可靠性受到 中科华核电技术研究院与中国科学院广州能源研究所专家的高度赞誉。 150KW 并网逆 变电源现场图片 两 150KW 并网逆变电源已投入使用，目前使用情况良好，受到中科 华核电技术研究院与中国科学院广州能源研究所专家的高度评价。 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 15 台 100KW 并网逆变电源在蒙古国投入使用 山东博奥斯一直致力于为太阳能光伏发电、风力发电等可再生能源发 电系统提供各种完美的解决方案，2007 年 7 月凭借企业自身综合实力和产 品的技术优势，在激烈的 竞争中脱颖而出，该逆变 器/ 变流器将光伏阵列/大 型风机发出的电能直接 转化为与电网同频、同相 位的正弦交流电力馈入 电网，功率可达 500kW; 兆瓦级双馈风力发电机用变流器，功率可达 1.5MW。由于电网本身可吸收 巨大能量，因此并网发电系统无须增设蓄电池，从而节省系统投资、减少维 护。 蒙古国土面积为 156.5 万平方公里，人口为 250.4 万，目前蒙古全国电 力供应问题严重，有些边远地区至今没有通电，当地通过了一项可再生能源 发展计划，明确提出支持风力、太阳能发电站的发展，并将其作为主要电力 供应源之一。 该项目将对我国大型光伏并网发电系统的国产化、产业化迈出 重要一步 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 16 我公司中标国内首座太阳能聚光光伏示范项目 近日，在中国政府仅批准了三家太阳能电站示范项目 255KW 的内蒙古 鄂尔多斯项目的招标会上，我司经过激烈角逐，成功中标 255KW 的内蒙古 鄂尔多斯光伏并网发电工 程项目。此 项目是我公司 继中广核可再生独立能源、 江阴风机厂等项目后的又 一重大项目， 该项目被国 家发改委列入可再生能源 发展“ 十一五 ”规划。 该项 目已在内蒙鄂尔多斯太阳能光伏发电站顺利竣工， 并网发电，中央电视台新闻联播进行相关报道。我公司为该项目提供两台 50KW 并网逆 变器，并提供系统优化设计、安装调试等技术支持。 鄂尔多斯市 255 千瓦的太阳能电站项目总建设规模为 205 千瓦,总投资 额 1518 万元,年发电量不小于 59.86 万千瓦时。该项目采用 N 级光漏斗的结 构和准单轴跟踪技术,大幅提高了太阳光聚光集中度,实现对太阳光朝向变 化适时跟踪,关键技术指标达到国际领先水平，它的发电量是同等规模传统 平板光伏电站的 3-4 倍，而成本造价下降四分之一。 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 17 我公司并网逆变器在国家建设部“屋顶光伏示范项目”中使用 2009 年 4 月，博奥斯依靠自身雄厚的研发力量和严密的产品化管理水 平，获得了中 华人民共和国住房和城乡 建设部屋顶光伏示范项目采购合同。目 前，2 台 10kW 并网逆变器已成功下线， 客户对博奥斯产品的质量保证和服务 措施给予了高度评价。这表明，博奥斯 在新能源领域中再上新的台阶，并在生 产制造能力方面获得了业内认可。 该项目是一套具有完全自主知识产权的数倍 太阳能发电系统，首次安 装在中国科学院理论物理所的楼顶，并成功发电。新型 太阳能发电系统是英 国剑桥大学归国博士、中国科技大学和中科院理论物理所特聘教授陈应天 发明的，与当前普遍采用的平板式光伏发电系统相比，采用数倍太阳光强光 伏发电系统，可以在同样发电功率下节省 75%的硅电池，而发电量增加 20%以 上，具有更强市场竞争力。对该发电系统的创新及对中国可再生能源大规模 发展的影响给予很高评价，李政道称“这是理 论与实践的完美结合， 对中国 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 18 环保事业和新能源的利用将产生深远影响。 ”新型太阳能发电系统成功发电 将对如何更加合理利用太阳能有着推进作用，将来， 太阳能发电将一直影响 着人们的生活。 中标克拉玛依油田风力发电项目 09 年年 4 月 18 日，经过激烈角逐，我公司凭借企业自身综合实力和产 品的技术优势，以及最佳运行方案成功中标克拉玛依油田风力供电系统建 设项目。目前，2 台 10kw 风机离网逆变器已正式投入运行。 塔城地区境内的克拉玛依油田和相睦邻的博尔塔拉自治州，近年来随 着石油工业和外贸经济的发展，电力负荷发展迅猛，但两个区域都缺乏煤炭 资源，没有建设火力发 电厂的条件，给老风口、 玛依塔斯风力发电项目 向外输电创造了条件。 根据塔城地区“ 十一五 ”国民经济发展规划和重点工 业项目对电力的需求， 这座风力发电厂容量已近 8 万千瓦，是亚洲最大的风力电厂。它发出的电力 已经和乌鲁木齐的火力发电并网，大大增强了新疆中心地区的电力供应。测 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 19 算 2010 年塔城电网铁厂沟电源供电区最大负荷为 50.5 万千瓦，年售电量 达 24.1 亿千瓦.时。 投标设备满足招标文件技术要求的声明文件 致： 我公司已经仔细阅读了“ ”招标 文件的技术部分，作如下承诺： 我公司投标设备完全满足用户要求，并在诸多技术性能和指标上优于招 标文件要求。 投标单位：山东博奥斯电源有限公司 日期：2009 年 6 月 日 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 20 投标方对投标货物的质量保证及承诺 我代表山东博奥斯电源有限公司为保证中标设备的质量特作如下承诺： 1、严格按照合同要求，提供符合 设计标准、质量合格的 产品。 2、严格检查和控制原材料、元器件、配套件的 进厂 质量。 3、保证所供设备加工工艺完美、 检测手段完备。产 品决不带缺陷出厂。 4、对涉及分包商的供货、质量、设备性能、技术接口、服务等方面问题负全部责任。按合 同规定的关键部件分包商必须符合有关资质的要求，并经招标方认可。 5、按合同规定的向监造单位提供有关部门标准和图纸，并为监造提投标方便。 对监造设 备的停工待检部位提前 7 天通知招标方及监造代表。 6、对设备制造过程中出现的质量缺陷及时向招标方和监造代表通报，不隐瞒。若 设备缺 陷超过合同规定的标准，投标方无条件更换。在安装和试运过程中设备出现质量问题， 先处理问题，再分清责任，一切满足工程进度需要为准则。 7、为所供的设备有制造、运输、装卸工程中投保，一旦发生意外，我方将按照招标方要 求对所供设备尽快免费更换、修理，直到招标方满意为止。 8、在开箱过程中如发现缺陷及其它原因引起零部件丢失，我方负责尽快的免费补齐所 缺零部件。在设备安装调试工程中以及今后在设备运行中发现的质量问题，如属我方原 因，我方将承担责任，赔偿招标方所受的直接经济损失。 9、我方郑重承诺：我方所供设备 15 年的寿命期,寿命期内,愿意为投标产品提供 20 年以 只计直接成本的服务。 10、声明：设计签字仅对本技术条件文字部分生效，厂家图纸作为技术条件的附件，厂家 提供满足设计要求的图纸后，本协议完全生效。 授权代表签字： 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 21 单 位（公章）：山东博奥斯电源有限公司 日 期： 2009 年 6 月 日 投标方对投标货物维修、售后服务的承诺书 我代表山东博奥斯电源有限公司对中标合同设备的售后服务承诺如下： 1、我方及时向招标方提供合同规定的全部技术资料和图纸，必要时邀请招 标方参与技术设计审查。 2、对于招标方选购的与合同设备有关的配套设备，我方主动提供满足设备 接口要求的技术条件及资料。 3、我方严格按照合同规定的交货期及交货顺序交货，满足工程设备安装进 度的要求。 4、主动为用户培训现场运行人员并提供相关资料。 5、产品在运输途中若发生损坏、丢失等，我方承诺在接到通知时起，急件 24 小时，一般 48 小时内进行修理或补发零部件。 6、产品保修一年， 终身维护， 终生软件免费升级。无论何方原因造成的设备 缺陷、部件损坏 ，我方先进行现场服务并提供有关配件，确因用户原因的 事后双方协商解决有关事项。 7、我方承诺，接到用 户现场服务通知立即给予答复，保证 48 小时内派人到 达现场。 8、随时满足用户对备品备件的要求。 授权代表签字： 投标单位：山东博奥斯电源有限公司 科强能源系统工程股份有限公司并网方案 22 日 期：2009 年 6 月 日