施耐德电气太阳能解决方案

如何高效 开发利用太阳能 ? 施耐德电气 ， 您 的太阳能解决方案专家 施耐德电气中国版权所有 客户关爱中心热线： 400 810 1315 施耐德电气中国 Schneider Electric China www.schneider-electric.cn SCDOC1270 北京市朝阳区 望京东路 6 号 施耐德电气大厦 邮编 : 100102 电话 : (010) 8434 6699 传真 : (010) 8450 1130 Schneider Electric Building, No. 6, East WangJing Rd., Chaoyang District Beijing 100102 P.R.C. Tel: (010) 8434 6699 Fax: (010) 8450 1130 由于标准和材料的变更，文中所述特性和本资料中的图像只有经过我们 的业务部门确认以后，才对我们有约束。 本手册采用生态纸印刷 2012.05 我国太阳能光伏发电将开 启 “加速 ” 模式 ， 确保系统卓越 性 能和高效产能将成为新的挑战 我们全面的太阳能解决方 案以及超过 20 年的光伏 发 电成功运行经验 可靠 、 高效 、 绿色 的 太阳 能光伏发电系 统 善用其效，尽享其能 施耐德电气 全球能效管理专家 全球能效管理专家施耐德电气为世界 100 多个国家提供整体解决方案，其中在 能 源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世 界领 先地位，在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。致力于为客户提供安 全、可 靠、高效的能源，施耐德电气 2010 年的销售额为 196 亿欧元，拥有超过 110,000 名员工。施耐德电气助您 —— 善用其效，尽享其能！ 施耐德电气在中国 1987 年，施耐德电气在天津成立第一家合资工厂梅兰日兰 ，将断路器技术带到中国，取代传统保 险丝，使得中国用户用电安全性大为增强，并为断路器标准的建立作出了卓越的贡献。 90 年代 初，施耐德电气旗下品牌奇胜率先将开关面板带入中国，结束了中国使用灯绳开关的时代。 施耐德电气的高额投资有力地支持了中国的经济建设，并为中国客户提供了先进的产品支持和完 善的技术服务，中低压电器、变频器、接触器等工业产品大量运用在中国国内的经济建设中，促 进了中国工业化的进程。 目前，施耐德电气在中国共建立了 77 个办事处， 26 家工厂， 6 个物流中心， 1 个研修学院， 3 个研发中心， 1 个实验 室， 700 多家分销商和遍布全国的销售网络。施耐德电气中国目前员工 数 近 22,000 人。通过与合作伙伴以及大量经销商的合作，施耐德电气为中国创造了成千上 万个 就业机会。 施耐德电气，您的太阳能解决方案专家 施耐德电气是世界领先的太阳能逆变器生产商之一，拥有 20 多年逆变器生产、设计、运行经 验， 以及广泛的 MW 级太阳能行业应用。 我们具有超过 20 年的光伏发电成功运行经验，在我国的西藏、青海、云南等多个地区、以及 法 国、美国、意大利、西班牙、德国、阿美利亚等世界上 20 多个国家具有 MW 级光伏发电 成功经 验，成功建设的太阳能项目累积超过 1500MW。 同时，施耐德电气光伏发电解决方案在我国西藏等高海拔地区具有成功运行经验，我们专为高海 拔设计的逆变器，在安全运行模式下即可满足高海拔对绝缘等级和散热的要求。 我国太阳能资源丰富，光伏发电具有较大的发展潜力。未 来十年，国内光伏装机将开启 “ 加速 ” 模式，规划到 2015 年，国内的光伏装机容量目标将达到 10GW。光伏发电作 为一种可再生、无污染的绿色发电模式，已经成为一个不 可忽视的能源方向。 无论是大型光伏电站、建筑光伏还是智能微网，都需要在 保证光伏系统安全稳定运行的前提下，最大化整体发电效 率，降低运营成本，确保系统在整个使用周期中维持最佳 的性能。 施耐德电气 以全面的太阳能解决方案 +灵活的商务模式 为您确保卓越性能和高效产能 灵活的商务模式 项目总包 交钥匙工程 电气系统 整体解决方案 电气成套设备 质优、高效的产品 全面的太阳能光伏发电解决方案： P 07 P 21 P 27 大型光伏电站解决方案 建筑光伏一体化解决方案 智能微网解决方案 卓越性能 确保设备和系统的 可靠性 高效产能 提高系统发电效率 您的太阳能光 伏发电系统需要在整个生命 周期内保持 安全稳定 的运转，系统上的 故障不仅会带来风险，也意味着发电量以 及经济收益的损失。 施耐德电气太阳能解决方案是基于安全、 可靠的基础上，通过长期的光伏技术的研 究和项目经验的积累，采用完善的工业化 生产质量体系，从而保证整个光伏发电系 统的可靠性和稳定性。 您的太阳能光伏发电系统需要在整个生命 周期内保持 高效 的运转，使整套系统产 能最大化，在最短的时间内收回成本并实 现投资回报。 施耐德电气利用在新能源领域的领先技术 和丰富的运行经 验，帮助用户优化系统设 计、对发电系统进行全面智能管理，提高 系统发电效率水平、降低运行成本，最终 提高投资回报率 高品质的产品，提高设备的可靠性 专业的监测系统，提高系统监测和预测 水平，将系统不发电时间减少到最低 p 全面、实时监测系统运行状态 p 故障出现时及时、准确报警，在最短时间内 恢复正常运转 p 通过对数据的采集、整理、分析，进行系统 诊断，降低故障发生 通过本地化专业服务团队，快速反应能 力，降低风险 提升系统发电效率 p 保证关键设备的转换效率水平 p 降低系 统损耗 最大化运行发电率 (PR)，提高连续运行 水平 (AL) 降低运行成本 p 智能监测、实时掌握系统运行和设备状态， 节省 人力和时间花费 p 实现本地、远程监控 p 专家诊断功能，降低故障发生率 1 大型光伏电站 解决方案 7 8 9 电力能源监控系统 实时采集 、 分析数据 快速识别 、 隔离故障 实现本地 、 远程监测 视频监控系统 清晰成像 智能分 析 高效 、 便捷的 管理 光伏 /光热追踪系统 直流汇流箱 光伏组件保护 直流量监测 雷击保护 直 流分断 逆变升压站 并网电站 运行及 维修 为了保证设备寿命 期间设备的可用性， 我们提供： 预防性维护： 备品备件 事故抢修： 本地化技术服务 团 队 ， 出 现 故 障 时 ， 保证及时应 对 运营维护培训 大型光伏电站解决方案 施耐德电气全面完善的大型光伏电站解决方案，帮助您优化可再生能源发电量，从而提高整体 的发电效率，同时降低运营成本， 确保系统在整个使用周期中维持最佳性能。 系统解决方案 主 /从控制功能 逆变 器 变压器 总开 关 辅助设备 中压开关柜 低压配电柜 变压器 连 接 计量与保护装置 及优化 工程指导 工程实施 调试 试运行 服务 施 工培训 专业意见 及建议 前期研究： 可行性 安 全 、 可靠性 投资优化 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 S E 光伏 /光热追踪系统 光伏 /光热追踪系统可针对太阳方位，对太阳能电池板进行定向，或向太阳能 反向器或镜头定 位朝向太阳，最大效率利用太阳能。 光伏 /光热发电 （单轴，双轴追踪） 光伏 /光热追踪系统架构 2 1 Modbus RS-485 6 5 6 3 4 6 AnllioF.O.EthernetModbusTCP/IP 6 7 7 中 / 低压配电 电能监测 及保护 主控 PLC SCADA 变压器 通讯设 备 7 8 Modbus RS-485 9 11 ModbusRS-485 ModbusRS-485 11 7 ModbusRS-485 11 小型 PLC 继电器 断路器 变频器 4/20mA 10 12 4/20mA 13 12 13 12 13 变频 器 & 电动机 方位角电动机 倾斜角电动机 传感器 施耐德电气光伏 /光热追踪系统特点 PV Mirror 14 15 14 15 14 15 控制按钮 通过伺服系统精确追踪太阳 追踪系 统控制可整合进全站控制系统 客户收益 提高 25~40% 的发电效率 140% 120% 100% 80% 60% mirror tracked fixed 实现单轴、双轴追踪 转动轴 W N 转动轴 W N 40% Pdir /Pglpbal 70% 80% 86% 80% 50% 倾斜角 方位角 转动轴 S E 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 光伏 /光热追踪系统效率分析 单轴追踪 双轴追踪 12 13 型号 回路数 最大进线电流 (A) 熔断数 (CC) 电流传感器数 出线电流 监控 尺寸 AB_100ADC_4M 8 10 4 4 100 p 850× 785× 320 AB_100ADC_4 8 10 4 0 100 850× 785× 320 AB_100ADC_S4M 4 20 4 4 100 p 850× 785× 320 AB_100ADC_S4 4 20 4 0 100 850× 785× 320 AB_160ADC_8M 16 10 8 8 160 p 850× 785× 320 AB_160ADC_8 16 10 8 0 160 850× 785× 320 AB_160ADC_S8M 8 20 8 8 160 p 850× 785× 320 AB_160ADC_S8 8 20 8 0 160 850× 785× 320 AB_250ADC_S16M 16 20 8 8 250 p 850× 1115× 320 AB_250ADC_S16 16 20 8 0 250 850× 1115× 320 直流汇流箱 单个光伏太阳能电池 板发出的直流电电压比较低，电流比较小，必须经过集中收集以较大的功率送往逆变系统。 直流汇流箱就是将光伏太阳能电池板发出的直流电进行收集并传输的设备。 施耐德电气系统特点 光伏电池串过电流保护：正负极都加熔断器 输出总隔离：负荷开 关 过电压保护 监测：电池串电流、电压、浪涌保护器动作远程显示、负荷开关状态远程显 示 直流量监控 推荐选型 施耐德电气直流汇流箱有 4回路、 8回路、 16回路三种规格，每种规格又包括带 智 能电流监测 和不带电流监测 2 种，推荐选型如下 : 电气参数 机械特性 辅助工作电源电压 : 230VAC 110VDC 防护等级 : 运行温度 : IP54, IP66 -25˚~ 45˚， 24小时平均温度 220VDC 24VDC 雷电冲击保护 直流开关 额定运行电压 : 1000VDC 产品特性 产品特性 额定绝缘电压 : 2500VDC 最大持续工作电压 Uc: 840Vdc/1230Vdc 最大运行电压 : 1000VDC 电池串额定电流 : 0~10ADC 标准开路电压 Uocstc: 600V/1000V 额定电流 : 250A 额定短时耐受电流 : 0~50ADC 最大放电电流 Imax(8/20μs): 40kA 推荐选型 : NS250DC 额定输出电流 : 0~100A 标准放电电流 In(8/20μs): 15kA 0~160A 带有远程指示触点 0~250A 通讯接口 : RS485/MODBUS 14 15 1 2 3 4 5 6 3-24kV FBX 气体绝缘环网柜 RM6 SF6 绝缘紧凑 型 环网柜 SM6 SF6 模块式开关 柜 SCBH15 非晶合金系列 SCB11 低损耗系列 逆变升压 站 逆变升压站主要包括直流低压配电、逆变装置、升压装置以及中压二次配电等部分。 逆变器 预装式逆变升压箱 PV BOX 安全可靠 接线和测试在工厂完成，确保设备间的兼容运行和可靠连接 专业的通风散热、防尘防沙及保温设计，延长关键电气设备的 生命周期 节省成本 逆变器是一种将直流电（ DC）转化为交流电（ AC）的装置。它由逆变桥单元、控制逻辑单元和滤波单元组成。 逆变器产品特性 稳定高效：转换效率最高可达 98.4％ 采用先 进的最大功率点跟踪（ MPPT）技术， 使逆变 器从 光伏阵列捕获更多的能量 通过 LVRT 低电压穿越认证 整台安装，操作简 单 全面的自动起停、故障自检保护功能 PV BOX 内部设备组成 1 可降低多达 15％的配电及监控设备的安装成本 带有预制底 座，减少人工成本 预制的 DC&AC 连接电缆，减少现场电气连接工作和安装成本 加快项目进度 整合为一体的 PV BOX 运输和安装更加简单快捷 内部结构及 布置易于维护人员实施调试、检修和监控 逆变器 (直流 /交流 ) 变压器 低压 /中压 输出 电能功率因数可调 友好的 人机界面 强大的通讯管理功能 通过 CQC、 CE 和 TUV 认证 符 合 IEC 和 UL 标准 推荐选型 GT 500 MVX—— 高海拔逆变器 超过 20 年的逆变器生 产、设计、 运行经验 特殊设计方案在 4500m 以下无需降容，常规的标准设计在 2000 米以 下无需降 容 最低环境温度为 -35˚C 在安全运行模式下即可满足高海拔对绝缘等级的要求 电网连接 从汇流箱接入 直流汇流 和 电路保护配电盘 (直流 配电柜 ) 外壳防护等级 NEMA 3R( 户外 )，更好的防护功能 4 2 3 中压交流断路器 辅助回路配电盘 1587 公斤，比其他同类产品重量轻 5 6 监测配电盘 GT 630/500E 中压二次配电柜推荐选型 变压器推荐选型 容量大，单台逆变容量高达 630kw 具有较高的峰值效率及平均效率，从而使太 阳能电池板所产生的宝贵能 量都能转化为可用的电能，转化效率高达 98.4% 最 大功率点快速跟踪，对光照强度变化快速响应，最大限度的输出能量 输出电能 功率因数可调 16 17 DS ControlPoint 客户端 以太网 DS NVs 视频软件 汇聚交换机 接入交换机 Spectra IV IP DSSRV 视频录像 机 TCP/IP Spectra IV IP DX4800HD 硬盘录像机 Spectra IV IP IXE10 枪式摄像机 外置 RAID5 存 储 ES30PC/ES31PC 系列定位系统 DX4800HD 硬盘录像机 红外一体化枪式摄像机 ENC5416 编码 器 C20 枪式摄像 机 模拟摄像机 FD5 室外坚固型 Spectra IV SE 固定半球 Horizon 系列球机系统 检测单元 输出 自用电 400V 输电站 至 1# 组逆变 器 至 2# 组逆变 器 并网变电 站 施耐德电气凭借电力领域尖端的技术和丰富的电气解决方案经验，为并网变电站提供优质电力保证。 视频监控系统 施耐德电气专业的视频监控解决方案，全天候监控光伏电站，保护您的投资。 核心设备 中压开关柜 低压配电柜 变压器 连接 计量 与保护 并网变电站系统图 能够适应各种环境，基于最大程度的保护设施的安全 完善的系 统，维护管理简便，高效率的运营 能在夜晚星光级的光照水平 给予清晰成像 出色的智能分析功能： p 移动侦测，当有可疑目标进入监控场所时能够迅速报警 p 摄像机防 破坏 ， 如果喷漆 ， 织物或镜头阻挡了镜头 ， 就会触发报 警 ； 未经授权对摄像机进行移动，也会触发报警 视频监控系统架构图 Sepam 中压配电推荐选型 12-24kV PIX 中置式金属封闭 开关设备 40.5kV DNF 7 中压空气绝缘 开关柜 12-40.5kV WS-G 交流金属封闭气体绝缘 开关柜 18 19 电力能源监控系统 施耐德电气能源监控系统特点 提供快速、精确和可靠的设备信息 通过服务技术， 保证客户系统的安 全性 动态交互式人机界面有助于用户判定事件发生的顺序、原因和影 响程度 自定义人机界面，满足客户特殊需求和操作 将趋势和报警相结 合，快速识别和隔离故障，减少停机时间 支持多种通讯规约，方便不 同系统和设备间的互联和集成 通过可扩展架构的特点，使客户投资最 大化 独特的配置工具可以节省 30% 的工程实施时间和安装成本，提高响应时间 良好的系统开放性与可扩展性，便捷的系统维护和运行管理 电力能源监控系统架构图 实时采集数据 发电量实 时分析 画面生成及显示 实时和历史报表 灵活的 报警处理 事件顺序记录 和事故追忆 远控功能及 远程诊断功能 系统自诊 断与自恢复功能 防火墙 第三方系统 Web 客户 端 智能终 端 气象站 安保系统中心 电力监控中心 监控大屏幕 GMS/GPRS 云计算 监控层 TCP/IP 以太网 工作站 网络打印机 网络交换机 网络层 并网变电站 Sepam PM 光纤环网 逆变升压站 逆变 升压站 逆变升压站 设备层 RTU RTU RTU 逆变器 逆变器 逆变器 PM Sepam PM Sepam PM Sepam 直流汇流箱 直流汇流箱 直流汇流箱 2 建筑光伏 解决方 案 21 5 全面的建筑光伏解决方案 施耐德电气具有丰富的建筑行业解决方案经验，我们不仅可以提供全面、可与整体建筑结合的建筑光伏解决方案，还 可根据客户需求提供完整的建筑解决方 案，涵盖楼宇配电、智能控制、能源管理、安防等多个方 面。 1 建筑光伏一体化解决方案 专业的咨询服务 整体系统设 计 - 产能最大化 - 与建筑完美结合 - 配电室安全并网 稳定、高效的设备 - 直流汇流箱 - 逆变器 - 变压器 - 低压配电产品 现场安装、 调试指导 2 中央控制系统 能耗监控 楼 宇自控系统 综合安防系统 3 3 暖通空调系统 电机变频控制 监测与智能控制 1 3 7 7 5 4 安保系统 门禁控制 视频 监控 消防安全 5 室内环境控制系统 多场景智能控制 暖 通空调 HVAC 控制 智能照明控制 百叶 帘智能控制 紧急照 明 门禁控制 电源和网 络 VDI配置 6 配电室 中压进线站 低压 配电柜 配电监控 无功功率补偿 谐 波管理 电涌保护 电气火灾监控 7 各楼层的专业设施 配电 柜 能源监测系统按用途和 租户进行能耗管理 预制型 配电设备 智能综合布线系 统 VDI 门禁控制 不间断电 源（ UPS） 电气火灾监控 视频监控 8 节能增效服务 7 能源效率审计 能耗监控 预防式维 护 顾问式咨询服务 节能改造 5 8 3 2 节能增效 6 4 灵活定制 安全舒适 22 23 ྪۉࠌࠌ ໿ᄞ ྪ ׾ۉ ӱ ໿ྪ໿ྪ໿ ђ ђ ђ ђ گუࠌୟ ໿ᄞ ྪ ׾ۉ ӱ ໿ྪ໿ྪ໿ ڇ၎/ྪ၎ྪՎഗ ࠌࠌ׾ࠌ ࠌྪࠌ๖ೡ ঍ྪದۉ঍ Prisma iPM ໿ᄞ ྪ ׾ۉ ӱ ໿ྪ໿ྪ໿ ђ ђ ђ ђ ᅜ ࠌྪ׾ ᅜ ࠌྪ׾ ໿ᄞ ྪ ׾ۉ ӱ ໿ྪ໿ྪ໿ ڇࠌ/ྪࠌྪՎഗ ׾ࠌ ᅜ ࠌྪ׾ࠌ ೡԸ ມজࠌ PM ION7650 ᅜ ၎ྪ׾ 建筑光伏一体化解决方案 施耐德电气建筑光伏一体化解决方案，可以根据用户需要进行灵活定制，覆盖大型建筑、住宅楼、厂房屋顶等应用 场合，包括并网发电、离网发电解决方案，确保卓越性能和高效产能。 楼宇光伏一体化并网发电解决方案 大型建筑 住宅楼 厂房屋顶 建筑光伏并网发电系统 以 GT 系列单相、三相并网逆变器为核心 p 三相逆变器单体功率覆盖范围 30-630KW p 单相逆变器单体功率覆盖范围 2.8-5.0KW p 可实现住宅楼、大型建筑、大规模厂房屋顶解 决方案的全范围覆盖 p 高效的光伏能源收益，模块化的设计、便捷的 安装和高度的可靠性，在并网太阳能系统中 得到广泛应用 建筑光伏离网发电系统 以 XW 系列混合型逆变器 / 充电器为核心 p 实现了真正的正弦波输出 p 在交流逆变器中集合了蓄电池充放电管理、交 流自动切换开关和系统控制等功 能 p 高逆变效率和空前的浪涌承载能力，确保系统 稳定高效，使投资者得到最大的 投资回报 24 25 26 3 智能微网 解决方 案 27 交流侧控制盘 交流逆变器 配电盘 Utility Grid (UG) 直流负载 直流负载 120/240 Vac/60 Hz 交流发电机 120/240 Vac or 240 Vac only 120 Vac/60 Hz Loads 240 Vac/60 Hz Loads 发电机启动模块 Xanbus 系统控制面板 (AGS) 10BaseT/WIFI (SCPII) (Optional) (Optional) 网关 (Optional) 光伏发电 风电 水电 多电源管理系统 电池组 智能微网解决方案 智能微网解决方案通过微网控制系统实现分布式能源的并网及管理，多种能源接入均可以由微网控制系统控制，从而 达到缓解公共电网供电压力、充分利用新能源和清洁能源的目的。 智能微网系统架构图 核心设备 XW 系列多电源管理系统 XW 系统由若干设备，部件和可选配电盘组成 ，当这些配件安装在一起时，可以创造一个 可 再生能源发电系统。该发电系统可以根据用户需要进行定制，以适应任何应用场合，包 括离 网，并网或后备电源。 XW控制 /逆变一体机 ● 纯正弦波输出 ● 本地显示面板 ● 多级蓄电池控制方式 ● XanBusTM －实现网络通信 XW 太阳能充电控制器 ● 动态最大功率点跟踪技术 ● XanBusTM 通信网络 ● 友好的用户操作界面 ● 集成接地保护 ● 可多机并联运行 本地显示面板 XW 系统控制面板 ● 系统配置和监控集成 ● XanBusTM 通讯网络 ● 无需 HUB，通过网络电缆供电 实现多种电源的智能接入 ● 新能源发电通过 MPPT 充电控制器接入 ● 多电源管理机轻松实现交 / 直流间的相互转换、以及各种电源之间的快速切换 ● 后备式供电电源的接入，保障负载电力供给 XW 发电机自动启动器 为负载提供稳定、可靠的电力保障 ● 本系统可设置优先使用新能源发电 ● 当新能源发电不足并且蓄电池组缺电的情况下，系统自动切换由市电为负载提供电力保证、新能源为蓄电池组充电 ● 当新能源发电不足、蓄电池组缺电 ，并且市电被切断时，系统可接入备用发电机组为负载供电 XW 配电面板盘 ● 含 AC&DC 断路器及配线 ● 采用创新的 Arctic Ultraflex BlueTM 布线技 术 ● 布线被标记并可以随时连接到逆变器 ● 兼容市场上普遍使用的发电机 ● 可配置启动设置 ● 静态时间设定 ● LED 状态显示 为多样化应用设计 离网 并网或发电机备用 电源 同备用电池的交互 式并网 多种能源接入 公共电网 交流发电机 光伏发电 风电 水电 蓄电池 ● 预留的空间便于在系统 中增加其它的 断路器和电缆 28 29 30 施耐德电气 MW 级 光伏发电成功案例 华能集团石林 100 MW光伏并网示范电 站 云电投石林 66 MW 光伏并网示范电 站 力诺德令哈 30MW 光伏电站 广核 锡铁山一期 10MW 光伏电站 广核锡铁 山二期 30MW 光伏电站 广核敦煌 10MW 光伏电站 大唐青铜峡 10MW 光 伏电站 陕西光伏 10MW 光伏电站 力 诺日喀则 10MW 光伏电站 广核西藏 10MW 光伏电站 华能澜沧江 10 MW 光伏电 站 中广核敦煌 10 MW 光伏 电站 中广核青海 10 MW光 伏电站 西班牙塞维利亚 17 MW光伏电站 意大 利雷普伊 43 MW光伏电站 法国零售集 团卡西诺 17 MW光伏屋顶 法国阿基坦 74 MW光伏电站 法国维侬 4.2 MW光 伏电站 法国电力公司 64 MW 光伏电站 美国内华达尼尔斯空军 14.2 MW光伏电站 德国莱比锡 6 MW光伏电站 阿美利亚 7.76 MW光伏电站 西班牙萨拉戈 萨通用汽车 10 MW光伏电站 西班牙马德 里 20 MW 光伏电站 西班牙 ISOLUX 的 125 MW光伏电站 西班牙那瓦 拉 2 MW光伏电 站 西班牙赫尔林 2.5 MW光伏电站 西班牙 波特拉 1.9 MW光伏电站 西班牙塞维利亚 2 MW光伏电站 通用汽车屋顶 10 MW光 伏电站 …… 我们成功建设的太阳能项目累积超过 1500 MW 31