光伏发电并网系统设计——建筑屋顶（BAPV）

光伏发电并网系统设计 ——建筑屋顶（BAPV） 李英姿 北京建筑大学 云南 昆明 2016/05/19光伏建筑一体化 德国SUNPOWER中心 •2光伏建筑一体化 耶鲁大学克鲁恩大厅 •3光伏建筑一体化 台湾太阳能体育场 •4光伏建筑一体化 迪拜鸟岛太阳能光伏建筑 世界最大的太阳能居住型社区——荷兰阿姆斯福特太阳能村 阿联酋的阿莱因公园里的沙漠学习中心屋顶 苏格兰光伏金字塔 •5光伏建筑一体化 德国可持续绿色家园 巴西世界杯球场太阳能屋顶 西安音乐学院交流中心 上海新天地商业广场 •6光伏建筑一体化 中国武进凤凰谷文化中心外部实景图 •7光伏建筑一体化 •8光伏建筑一体化设计流程 •9光伏建筑一体化设计流程 光伏建筑一体化 组件与建筑结合 结构设计 光伏方阵设计 光伏系统接入设计 其他电气设计 暖通设计 给排水设计 施工图设计 安装规模 系统选择 组件选择 建筑设计 组件安装位置和方法 技术集成 方案设计 建筑功能 建筑外观 周边环境 电网条件 负荷性质 系统运行方式 其他因素 空间环境 群体组合 间距 建筑布局 规划条件 太阳能资源 气候特征 地理位置 基础条件 朝向 •10目录 一、太阳能资源评估 二、光伏发电系统 三、光伏组件 四、方阵设计 五、直流设备 六、直流保护 七、计量与监测 八、安全防护 九、并网接入 •11一、太阳能资源评估 序号 标准化 名称 执行日期 1 QX/T89-2008 太阳能资源评估方法 2008-08-01 2 GB/T 30153-2013 光伏发电站太阳能资源实时监测技术要求 2014-08-01 3 GB/T 31163-2014 太阳能资源术语 2015-01-01 4 GB/T 31155-2014 太阳能资源等级 总辐射 2015-01-01 5 GB/T 31156-2014 太阳能资源测量 总辐射 2015-01-01 等级 符号 年总辐射量（MJ/m 2 ） 年总辐射量（kWh/m 2 ） 平均日辐射量（kWh/m 2 ） 极丰富带 Ⅰ ≥6300 ≥1750 ≥4.8 很丰富带 Ⅱ 5040-6300 1400-1750 3.8-4.8 丰富带 Ⅲ 3780-5040 1050-1400 2.9-3.8 一般 Ⅳ 3780 1050 2.9 1kWh/m 2 =3.6MJ/m 2 •12一、太阳能资源评估 ) ( 0 bS a Q Q M + = 2. 气候学推算数据 1. 卫星遥感观测数据 瑞士Meteonorm：1990-2010 美国NASA：1983～2005 •13一、太阳能资源评估 2012-2015年北京月太阳能总辐射量实测数据（MJ/m 2 ） 月 数据库数据 实测数据 Meteonorm NASA 气象统计 2012年 2013年 2014年 2015年 年平均 1 241 311 263.5 311.9 251.7 300.6 288 2 307 372 324.4 301 184.8 310.3 265 3 438 526 469.6 393.4 409.7 355.8 386 4 523 621 551.1 500.1 363.6 442.7 435 5 613 689 650.9 420.6 411.9 494.1 442 6 559 618 614.9 466.92 240.6 410.7 377.7 374 7 522 573 551.6 317.44 336.9 389.2 416.5 365 8 493 521 518.3 375.1 433.8 432.5 503.6 436 9 423 460 461.5 430.23 363.6 382.3 408.6 396 10 343 410 372 510.353 402 332.9 496.9 436 11 240 305 260.2 468.48 350.7 300.3 178.4 324 12 205 276 226.1 392.305 292 362.4 303.1 337 年总和 4907 5682 5264.1 4346.6 4232.1 4588.3 4486 北京西城车公 庄地区的太阳能光伏 辐射量实测数据的平 均值为4486MJ/m 2 ， 低于Meteonorm数据 4907MJ/m 2 的 9.36%，低于NASA 数据5682MJ/m 2 的 26.66%，低于中国 气象局国家气象信息 中心提供数据的 5264.1MJ/m 2 的 17.34%。 •14一、太阳能资源评估 3. 观测数据 参考气象站（太阳辐射长期观测数据） 基本条件 站址附近具有10年以上太阳辐射长期观测记录 气候特征、地理特征与站址所在地一致 与现场实测记录有较好的相关性 数据采集内容 最近连续10年以上的逐年各月的总辐射量、直接辐 射量、散射辐射量、日照时数的观测记录，且与站 址现场观测同期至少一个完整年的逐小时的观测记 录。 最近连续10年的逐年各月最大辐照度的平均值。 •15一、太阳能资源评估 太阳辐射现场观测站 现场观测内容 总辐射量、直射辐射量、散射辐射量、 最大辐照度、气温、温度、风速、风向等的 实测时间序列数据 对于按最佳固定倾角布置伏方阵，宜增 设最佳固定倾角面上的日照辐射观测项目。 有效观测时间 太阳辐射现场观测数据用于太阳能资源 分析时，现场观测数据应连续，且不应少于 一年。 •16一、太阳能资源评估 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年 昆明 410 453 575 612 569 470 446 468 420 373 376 378 5550 西双版纳 404 436 518 568 578 499 452 488 500 451 383 357 5634 迪庆藏族 自治州 426 394 486 528 567 534 529 475 440 433 446 439 5697 云南典型地区太阳能辐射量（MJ/m 2 ） 300 350 400 450 500 550 600 650 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 辐射量（MJ/m2） 月份 昆明 西双版纳 迪庆 •17一、太阳能资源评估 •18 昆明 西双版纳 迪庆藏族自治州一、太阳能资源评估 平敷：安装容量最 大，发电效率不高，产 生积灰、积雪；运维量 大。 最佳倾角：安装容 量小，发电效率最高， 排间间距大，屋顶使用 率低，不宜产生积灰、 积雪；运维量小。 任意倾角：介于平 敷和最佳倾角之间。 •19一、太阳能资源评估 •20一、太阳能资源评估 •21二、光伏发电系统 光伏电站 分布式光伏 集中式电站 光伏扶贫 建筑光伏 一体化 地面分布 式光伏 全部上网 自发自用，余量上网 全部自用 全部上网 自发自用，余量上网 全部自用 光伏发电系统 独立系统 并网系统 无储能 切换型 含储能装置 接入并网点 用户侧 完全自发自用+逆功率控制 自发自用+剩余电力型 全上网型 自发自用+上网型 装机容量 电网侧 小型光伏发电系统 中型光伏发电系统 大型光伏发电系统 安装容量大于30MWp 安装容量大于1MWp 和小于等于30MWp 安装容量小于等于1MWp 并网电压等级 小型光伏电站 0.4kV低压电网 中型光伏电站 10～35kV电网 大型光伏电站 66kV及以上电网 功率方向 可逆流并网系统 不可逆流并网系统 •22二、光伏发电系统 •23二、光伏发电系统 •24二、光伏发电系统 •25二、光伏发电系统 外部因素 环境条件 地理条件 资源条件 气象条件 光照、风速等自然条件 地理位置 清洁能源和可再 生能源获取条件 经济和社会发展情况 电网建设必要性和可 行性分析、投资规模 架空线/电缆 联络情况和转供方式 中压馈线级 低压用户级 网架结构 电压等 级和容 量 保护、通信、自动化、 接地、信息交互等方案 所接入的 配电网 内部因素 电源和储能 负荷 逆变器等设备 电网网架结构 运行方式 控制策略 稳定性 类型、容量、运行 特性、安装位置 各类负荷特性、敏感负 荷可靠性和供电质量要 求、无功负荷要求 交直流、单三 相、串并联等 并网、孤岛运行 频率控制、电压控 制、同步性控制 暂态、稳态、小 信号稳定性考 虑，电动机启动 考虑 26负效应评估 电压质量指标 电 压 偏 差 电 压 波 动 三 相 电 压 不 平 衡 电 压 闪 变 电 压 暂 升 电 压 暂 降 谐波畸变指标 电 压 谐 波 总 畸 变 率 电流 谐波 总畸 变率 电压 间谐 波含 有率 电流 间谐 波含 有率 偶次电 流谐波 含有率 奇次电 流谐波 含有率 功率变化指标 有功 功率 变化 率 无功 功率 变化 率 有 功 功 率 无 功 功 率 发 电 效 率 功 率 因 数 有功 发电 量 无功 发电 量 本地 负荷 补偿 度 本地 负荷 匹配 度 网 损 下 降 率 等效 化石 燃料 减耗 量 直流电流分量 频率偏差 发电指标 供电指标 节能减 排指标 光伏并网发电对配电网影响的评估 二、光伏发电系统 正效应评估 •27三、光伏组件 组件型号 单晶-乐叶LR6-72- 350 多晶-晶科JKM315P- V 非晶-汉能 MS175GG-04 薄膜-汉能Global Solar PowerFLEX™ 最大功率(Pmax) 350Wp 315Wp 175 300W 最佳工作电压 (Vmp ) 37.42 V 37.2V 21.0 54.3V 最佳工作电流 (I mp ) 9.353 A 8.48A 8.33 5.5A 开路电压 (V o c) 45.8 V 46.2V 25.8 69.7V 短路电流 (I sc) 9.821 A 9.01A 9.15 6.4A 组件效率(%) 18.06% 16.23% 16.3% 12.6% 最大系统电压 1000VDC 1500VDC (TUV) 1000VDC 1000VDC 最大功率(Pmax)的温度系数 -0.410%/℃ -0.41%/℃ -0.40/℃ -0.43% / ℃ 开路电压(Voc)的温度系数 -0.34%/℃ -0.31%/℃ -0.35/℃ -0.33% / ℃ 短路电流(Isc)的温度系数 0.059%/℃ 0.06%/℃ -0.003/℃ -0.03% / ℃ 组件尺寸 1956× 991×45 mm 1956×992×40mm 1611×665×7.5 /28 （含接线盒） mm 5745×494×3mm 组件重量 26.5kg 26.5kg 18kg 9.3 kg±5% •28三、光伏组件 功率输出特性 光照强度特性 （W/m 2 ） 温度特性 •29峰值功率、组件效率 开路电压、短路电流 开路电压和短路电流温度系数 最大反向电流、工作温度 尺寸、单位面积功率 三、光伏组件 A级：公众可接近的、危险电压、危险功率条件下应用。 可用于公众可能接触的、大于直流50V或240W以上的系统。 B级：限制接近的、危险电压、危险功率条件下应用。 可用于以围栏、特定区划或其他措施限制公众接近的系 统。 C级：限定电压、限定功率条件下应用。 只能用于公众有可能接触的、低于直流50V和240W的系统。 耐火等级：C 级（最低耐火等级） B 级 A 级（最高耐火等级） •30四、方阵设计 1. 串并联 2. 温度特性 最大开路电压 开路电压校正系数 开路电压温度系数 ocSTC u oc U K U = max ) 25 ( 100 1 min − + = T U K oc u α oc U α V U ocSTC 3 . 38 = C / % 35 . 0 - ) C / (% ° = ° oc U α C 15 - min ° = T 14 . 1 ) 25 15 ( 100 35 . 0 - 1 ) 25 ( 100 1 min = − − + = − + = T U K oc u α V 66 . 43 3 . 38 14 . 1 max = × = = ocSTC u oc U K U •31四、方阵设计 3. 与逆变器匹配 电压匹配 电流匹配 功率匹配 )] 25 ( 1 [ min max . C T K nU U oc ocSTC DC ° − + ≥ max . . min min . . )] 25 ( 1 [ MPPT DC oc npSTC MPPT DC U C T K nU U ≤ ° − + ≤ 95% 115% 逆变器最大直流功率 光伏阵列的额定功率 max . DC np I mI np PV np nU P mI = )] 25 ( 1 [ max . max − + = T K U U N oc oc DC •32四、方阵设计 （1） 太阳轨迹 方位角 •33四、方阵设计 （2） 倾斜角 在冬至日上午9:00至下午3:00之间，后排的太阳光伏方阵不应被遮挡。 0.707 tan 0.4338 0.707 0.4338tan dH ϕ ϕ + = − )] sin 399 . 0 cos 648 . 0 ( tan[arcsin 707 . 0 ϕ ϕ − = H d 0.707 tan 0.4338 cos sin 0.707 0.4338tan DL L ϕ ββ ϕ + = + − •34四、方阵设计 （3）阴影 •35四、方阵设计 •36四、方阵设计 •37 （4）热斑四、方阵设计 •38四、方阵设计 （5）方阵连接 •39四、方阵设计 •40五、直流设备 （1） 接线盒 盒体：盒底、盒盖、二极管； 线缆分为：1.5mm 2 、2.5mm 2 、4mm 2 及 6mm 2 ； 连接器分为两种：MC3与MC4； 二极管型号：10A、16A； •41五、直流设备 （2） 汇流箱 输入路数：2路、4路、6路、8路、10路、12路、14路、16路不等。 1）使用环境温度：-25℃～+55℃（无阳光直射）；相对湿度≤ 95%，无凝露； 2）污染等级≤3的规定； 3）海拔高度≤ 2000m； 4）无剧烈震动冲击，垂直倾斜度≤ 5º； 5）空气中应不含有腐蚀性及爆炸性微粒和气体； 6）-40℃～+70℃的环境温度下存储运输。 •42五、直流设备 •43五、直流设备 （3） 直流配电柜 1）规格：给出功率范围，如100kW-1000kW； 2）直流输入电压：直流电压范围，如＜1000VDC； 3）直流输出电压：直流电压范围，如＜1000VDC； 4）直流输入电流：回路数、每个回路的电流，如≤160A/路，6回路； 5）直流输出电流：回路数、每个回路的电流，如≤160A/路，2回路； 6）额定绝缘电压：如1000VDC； 7）最大海拔高度：根据使用要求确定，如2000m； 8）周围空气温度：根据具体环境要求设定，如上限+45℃，下限-25℃； 9）相对湿度：一般不大于95%。 •44五、直流设备 •45五、直流设备 （4） 光伏电缆 2PfG 1169/08.2007是德国标准，“TUV”认证生产光伏电缆，主要用于接线盒配线。 1）型号：2PfG 1169（PV1-F)。 2）导体：镀锡铜导体，5类或6类。 3）绝缘护套：用低烟无卤辐照交联聚烯烃电缆料。 4）主要规格：1芯2.5mm 2 、4.0mm 2 、6.0mm 2 、10mm 2 、16mm 2 。 5）额定电压：AC U0/U 0.6/1kV，DC 1.8kV。 6）用途：用于光电设备系统的连接。 7）使用特性： 环境温度﹣40℃-﹢90℃；导体的长期允许工作温度120℃；短路温度：200℃（5s）； 使用寿命：25年；弯曲半径不小于电缆外径的5倍。 •46五、直流设备 （1）太阳能光伏组件与组件之间的连接电缆、蓄电池与蓄电池之间的连接电缆、 交流负载的连接电缆，电缆额定电流为各电缆中最大连续工作电流的1.25倍； （2）太阳能光伏方阵与方阵之间的连接电缆，电缆额定电流为计算所得电缆中最 大连续电流的1.56倍。 （3）逆变器的连接，电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.25倍。 （4）蓄电池（组）与逆变器之间的连接电缆，电缆额定电流为各电缆中最大连续 工作电流的1.56倍。 （5）交流负载的连接，电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.25倍。 电缆工作温度不宜超过20℃，线路的电压降不宜超过2％。电缆的截面积 U LI A ∆ = max 2 ρ •47五、直流设备 （5） 光伏连接器 •48五、直流设备 •49五、直流设备 （6） 逆变器 分类 1）按并网类型可分为：单相逆变器、三相逆变器。 2）按防护等级可分为：户内型、户外型。 3）单相逆变器单元：1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、8kW。 三相逆变器单元：10、20、30、50、100、250、500、800、1000kW。 4）按并网方式分为：可逆流型、不可逆流型。 5）按电磁发射的限值分为：A级逆变器、B级逆变器。 6）按电气隔离方式分为：隔离型、非隔离型。 7）按照可接入电网电压等级分为：低压型、中高压型。 •50五、直流设备 •51五、直流设备 结构 集中逆变器（50kW）由直流柜、 逆变器柜、控制柜和交流柜组成，布置 在专用的逆变器房或室内。 •52五、直流设备 组串逆变器（30kW）采用箱体结构，安装在室内和室外的墙壁、支架上。 避免了集中型逆变器电站的木桶效应，可以在同一个项目中使用不同朝向的组件 、不同类型的组件。 •53五、直流设备 微型逆变器（1-3kW）每一块电池板分别接入一台微型逆变器。 •54五、直流设备 性能指标 逆变效率：无变压器不低于96%，含变压器不低于94%。 谐波：额定功率时注入电流谐波总畸变率限值为5%。 功率因数：输出功率50%不小于0.98，20%～50%不小于0.95 。 工作电压：220V偏差为额定电压的+10%、-15%，380V为±10% 。 工作频率：额定频率的+0.5Hz，-0.2Hz。 直流电流分量：额定功率并网运行时，不超过其输出电流额定值 的0.5%或5mA，取二者中较大值。 保护功能 防孤岛效应保护 暂态电压保护 低电压耐受能力 交流侧短路保护 防反放电保护 极性反接保护 直流过载保护 直流过压保护 •55五、直流设备 单级汇流 多级汇流 •56五、直流设备 带有防逆流装置的多级汇流 含监测系统和防逆流装置的多级汇流用户侧并网 •57五、直流设备 含监测系统和防逆流装置的多级汇流 配电室并网 •58六、直流保护 （1） 光伏组件故障 电压：至少为2倍被保护组件或光伏组串的开路电压。 耐压容量：最大反向工作电压的2倍； 电流：至少为1.4倍光伏组件或光伏组串的短路电流。 电流容量：最大反向工作电流的2倍； 反向电流：即暗电流，小于0.2µA； 安装：接线盒内，1-3个二极管。 •59六、直流保护 光伏专用防反二极管：压降0.76-0.80V 光伏汇流箱专用和直流柜专用。 汇流箱：两路独立、两路汇一路、单路。 晶硅组件：约8A，带散热基板的二极管，安装于专用散热器上。 薄膜型组件：电流较小（约1A），采用轴线型二极管。 防反二极管电流：实际电流的1.69倍以上，最大反向工作电流的2倍。 如汇流电流120A左右选择250A，汇流电流在160A左右选择300A。 汇流箱防反二极管最大电压：2倍的被保护电路开路电压。 如开路电压700-800V DC 的光伏组串防反可选择1600V DC 或1800V DC 。 •60 （1） 光伏组件故障六、直流保护 （2） 直流过电流保护 1）光伏组件和/或连接线：当过电流是正常器件额定电流的135%时 ，过流保护装置在2h之内仍能持续、可靠工作。 2）光伏组串的过电流保护 当 设置光伏组串的过电流保护。 ——并联到光伏方阵的光伏组串总数目； ——光伏组件或光伏组串的短路电流，A； ——光伏组件或光伏组串的最大输出电流，A 直流断路器：断开方式应保证隔离输入电源与负载。 PR MOD_MAX_OC MOD _ ) 1 ( I I S sc A − A S MOD _ sc I PR MOD_MAX_OC I •61六、直流保护 保护标称额定电流 一个光伏组串 且 当 ， 允许多个光伏组串共用 ——一个过流保护器保护 下的一组光伏组串的总数目 n I MOD _ MOD _ 4 . 2 5 . 1 sc n sc I I I G S 熔断器： 熔体必须满足 IEC60269-6 《低压熔断器 第6部分:太阳 能光伏系统保 护用熔体的补 充要求》的要 求（gPV型）。 •62 （2） 直流过电流保护P V P V P V P V P V P V P V P V P V P V P V P V 光伏组串 汇流箱 光伏组串 电缆 光伏子方阵 P V P V P V P V P V P V P V P V P V P V P V P V 光伏组串 汇流箱 光伏组串 电缆 到其他 子方阵 光伏方阵 汇流箱 光伏子方阵 隔离器件 光伏子方阵过 电流保护器件 (a) 光伏子方阵 电缆 光伏方阵 隔离开关 光伏方阵过电流保护器 件（如适用） + - 光伏方阵 电缆 (b) 图例 非必要器件 包围线 系统或子系统的界限 功率转换装置 光伏方阵 六、直流保护 3）光伏子方阵过电流保护 ——子方阵短路电流，A。 4）光伏方阵过电流保护 仅在以下情况需要光伏方阵过电流保护： 系统与蓄电池连接，或在故障情况下，其他源 的电流流向光伏方阵。 ——方阵短路电流，A。 ARRAY - S ARRAY - S 4 . 2 25 . 1 sc n sc I I I ARRAY - S sc I ARRAY ARRAY - S 4 . 2 25 . 1 sc n sc I I I ARRAY - S sc I •63六、直流保护 （3） 反向电流保护 光伏子串并联时，故障光伏子串的反向电流 为其它光伏子串的电流之和。 ——最大反向电流，A； ——并联的光伏子串数量； ——光伏模块/光伏子串的短路电流，A。 对不装组串过流保护装置的汇流箱 sc sp r I n I ) 1 ( − = sc r I I 25 . 1 r I sp n sc I •64六、直流保护 （4）直流故障电弧 光伏方阵对地绝缘电阻 双重绝缘电缆 直流故障电弧电路保护器 •65七、计量与监测 “全额上网” “自发自用，余电上网” “自发自用” •661. 电能计量 （1）关口计量电能表，用于用户与电网间的上、下网电量计量； （2）并网电能表，可用于发电量统计和电价补偿。 上网电量和下网电量关口计量点原则上设置在产权分界点。 分布式光伏发电并网点应设置并网电能表，用于光伏发电量统计和电价补偿。统 购统销运营模式，由专用关口计量电能表同时完成电价补偿计量和关口电费计量功能。 七、计量与监测 67 2. 电能计量装置 10kV及以下，关口计量装置不低于Ⅱ类电 能计量装置。 380/220V，关口计量装置不低于III类电 能计量装置。 380/220V电能计量装置，应具备电流、电 压、电量等信息采集和三相电流不平衡监测功 能，采集数据上传至相关部门。3. 电能表 （1）10kV电压关口计量点应安装同型号、同规格、准确度相同的主、副电能 表各一套。 电能量计量表可合一设置，上下网关口计量电能表同时也可用做并网电能表。 安装位置与要求按在产权分界点设置关口计量电能表（最终按用户与业主计量协议 为准），设置主、备计费表各一块。 电能表采用静止式多功能电能表，至少应具备双向有功和四象限无功计量功能 、事件记录功能，配有标准通信接口，具备本地通信和通过电能信息采集终端远程 通信的功能。 10kV关口计量电能表精度要求不低于0.5S级，并且要求有关电流互感器、电 压互感器的精度需分别达到0.2S、0.2级。 （2）380V/220V电压等级接入的分布式光伏发电系统电能表单套配置。 七、计量与监测 684. 电能量信息采集终端 （1）10kV电压等级接入时，电能量关口点宜设置专用电能量信息采集终端， 采集信息可支持接入多个的电能信息采集系统。 （2）380V电压等级接入时，可采用无线集采方式。 5. 互感器 10kV电压等级接入时，计量用互感器的二次计量绕组应专用，不得接入与电 能计量无关的设备。 10kV电能计量装置应采用计量专用电压互感器（准确度0.2）、电流互感器（ 准确度0.2S）。 380/220V电能计量装置应采用计量专用电压互感器（准确度0.5）、专用电流 互感器（准确度采用0.5S）。 6. 电能计量柜（箱） 电能计量装置应配置专用的整体式电能计量柜（箱），电流、电压互感器宜在 一个柜内，在电流、电压互感器分柜的情况下，电能表应安装在电流互感器柜内。 七、计量与监测 69七、计量与监测 电能表1计量：分布式光伏发电发电量 电能表2计量：用户下网电量和上网电量 单个接入点的发电容量：100kVA及以上，采用10（20）kV或0.4kV电压等级接入； 单个接入点的发电容量：100kVA以下时，采用0.4kV三相接入或0.22kV单相接入。 采用0.22kV单相接入时，建议单点接入容量不大于8kVA，兼顾三相不平衡测算结 果 •70七、计量与监测 •71八、安全防护 （1）无外部防雷装置建筑物雷电电磁脉冲防护 当逆变器输出端 的与并网点之间距离 超过10m时，应在位置 ❷、 ❸设置2套Ⅱ型 SPD。当光伏组件与逆 变器输入端之间距离 超过10m时，应在位置 ❶设置2套Ⅱ型SPD。 •72八、安全防护 当逆变器输出端与 并网点之间距离超过 10m时，应在位置❷、 ❸设置2套SPD，位置❸ 选Ⅰ型SPD，位置❷选 Ⅱ型SPD。当光伏组件 与逆变器输入端之间距 离超过10m时，应在位 置❶设置2套Ⅱ型SPD。 满足绝缘间距时的SPD位置 （2）有外部防雷装置建筑物雷电电磁脉冲防护 •73八、安全防护 不满足绝缘间距时的SPD位置 当逆变器输出端 与并网点之间距离超 过10m时，应在位置 ❷、 ❸设置2套Ⅰ型 SPD.。当光伏组件与 逆变器输入端之间距 离超过10m时，应在 位置❶设置2套Ⅱ型 SPD。如果光伏组件 到等电位端子之间的 导体采用交流或直流 导体，位置❶应采用 型ⅠSPD。 •74八、安全防护 带有过电压保护逆 变器需要在SPD与逆变器 之间做直接接地连接。 （3）建筑物室外有防雷保护和测控单元 •75八、安全防护 建筑物室外有防雷保护， 满足绝缘间距时，除图中标明 导体的截面积外，其余导体采 用6mm 2 截面。 （4）工业厂房建筑物雷电电磁脉冲防护 •76八、安全防护 建筑物室外有防雷保 护，不满足绝缘间距时非 防雷导体的截面积。 •77九、并网接入 专线接入：是指分布式电源接入 点处设置分布式电源专用的开关设备 （间隔） ，如分布式电源直接接入变 电站、开闭站、配电室母线，或环网 柜等方式。 T接：是指分布式电源接入点处 未设置专用的开关设备（间隔），如 分布式电源直接接入架空或电缆线路 方式。 并网点：A1 、B1 、C1 接入点：A2 、B2、C2 公共连接点：C2 、D 接入系统工程：A1-A2 、B1-B2、C1-C2九、并网接入 电压等级：220V，380V。单点最大接入容量不应超过8kW。 （1）380V自发自用（含自发自用，余量并网）模式。 接入点可以选择在用户配电箱/线路，用户配电室或箱变低压母线。九、并网接入九、并网接入 （2）采用多回线路将光伏 接入用户配电箱、配电室或箱变 低压母线。以光伏发电单点接入 用户配电箱或线路方案和单点接 入用户配电室或箱变方案为基础 模块，进行组合设计。 自发自用/余量并网接入用 户电网的光伏系统，采用三相接 入；装机容量8kW及以下，可采 用单相接入。九、并网接入九、并网接入 （3）采用多回线路将光 伏接入公共电网配电箱或线路 、配电室或箱变低压母线。 以光伏发电单点接入公共 电网配电箱或线路方案和单点 接入公共电网配电室或箱变低 压母线方案为基础模块，进行 组合设计。九、并网接入1.电气计算 （1）潮流分析 设计水平年有代表性的正常最大、最小负荷运行方式，检修运行方式，以及事 故运行方式进行分析、进行潮流计算。 （2）短路电流计算 计算设计水平年系统最大运行方式下，电网公共连接点和光伏系统并网点在光 伏系统接入前后的短路电流。当无法确定光伏逆变器具体短路特征参数情况下，光 伏发电提供的短路电流按照1.5倍额定电流计算。 （3）无功平衡计算 合理的无功补偿措施；光伏发电系统无功补偿容量的计算；10kV电压等级并网 的光伏发电系统功率因数应实现超前0.95~滞后0.95范围内连续可调；光伏系统配置 的无功补偿装置类型、容量及安装位置安装动态无功补偿装置。 2.系统对光伏系统的技术要求 电能质量、电压异常时的响应特性、频率异常时的响应特性 九、并网接入 •853.设备 380V主接线：单元式或单母线接线。 10kV主接线：线路—变压器组或单母线接线。 变压器容量： 1）升压变压器容量：315、400、500、630、800、1000、1250kVA或多台组合。 2）电压等级：10/0.4kV。 3）升压站主变：GB/T 17468《电力变压器选用导则》、GB/T 6451《油浸式电力变压器技术参 数和要求》、GB/T 10228《干式电力变压器技术参数和要求》。 送出线路导线截面： 1）380V电缆：120mm 2 、150mm 2 、185mm 2 、240mm 2 等截面。 2）10kV架空线：70mm 2 、120mm 2 、185mm 2 、240mm 2 等截面。 3）10kV电缆：70mm 2 、185mm 2 、240mm 2 、300mm 2 等截面。 开关设备： 1）380V并网：断路器可选用微型、塑壳式或万能断路器，根据短路电流水平选择设备开断能力 ，应具备电源端与负荷端反接能力。 2）10kV并网：短路电流水平选择设备开断能力，并需留有一定裕度，一般宜采用20kA或25kA 九、并网接入 •864.无功配置 380V并网保证并网点处功率因数在超前0.98至滞后0.98范围内。 10kV并网的发电系统功率因数应实现超前0.95至滞后0.95范围内连续 可调。 补偿装置电容、SVC、SVG。 SVG波动负载快速动态无功补偿，电压波 动与闪变、负荷不平衡、功率因数及谐波补偿。 九、并网接入 •87 空载运行 容性运行 感性运行 参数 静止同步补偿器 （SVG） 静止无功补偿器 （SVC） 动态响应速度 1ms 20~40ms 电压闪变抑制能力 5:1 3:1 谐波含量 小 本身就是谐波源 装置功耗 比SVC至少低2% 电抗器功耗大 占地面积 是SVC的1/2以下 大 装置噪音 低 电抗器电磁噪声 很大5.系统继电保护及安全自动装置 （1）线路保护 380/220V电压：接入公共电网时并网点和公共连接点的断路器应具备短路瞬时 、长延时保护功能和分励脱扣、失压跳闸及检有压闭锁合闸等功能。 10kV电压：瞬时跳开断路器，满足全线故障时快速可靠切除故障的要求。 1）送出线路： 变电站或开关站侧单侧配置过流保护或距离保护；特殊配置纵联电流差动保护。 T接线路：光伏发系统侧配置过流保护。 系统侧相关保护校验：光伏发电接入配电网时，对光伏发电送出线路相邻线路现 有保护进行校验。配电网中单侧电源线路（10kV电压等级）变为双侧电源线路时， 应按双侧电源线路进行校核。 九、并网接入 •882）10kV线路侧 10kV线路在系统侧配置1套线路方向过流保护或距离保护，光伏系统侧可不配 线路保护，靠系统侧切除线路故障。 对2台及以上升压变压器的升压变电站或汇集站，10kV线路可配置1套纵联电流 差动保护，采用方向过流保护作为其后备保护。 3）系统侧变电站 线路保护：校验系统侧变电站的相关的线路保护是否满足光伏系统接入要求。 母线保护：校验系统侧变电站的母线保护是否满足接入方案的要求。 其他要求：核实系统侧变电站备自投方案、相关线路的重合闸方案。 光伏系统线路接入后，备自投动作时间须躲过光伏系统防孤岛检测动作时间。 要求线路重合闸动作时间需躲过安全自动装置动作时间。 九、并网接入 •89（3）母线保护 光伏发电系统设有母线时，可不设专用母线保护，如后备保护时限不能满足要 求，也可设置独立的母线保护装置。 1）10kV母线保护：光伏系统侧为线变组接线，经升压变后直接输出，不配置 母线保护。 设置10kV母线的光伏系统，系统侧配置线路过流或距离保护时，光伏系统侧可 不配置母线保护，仅由变电站侧线路保护切除故障；当线路两侧配置线路纵联电流 差动保护时，光伏系统侧宜配置一套母线保护；在光伏系统时限允许时，也可仅靠 各进线的后备保护切除故障。 2）系统侧变电站：需要校验系统侧变电站的母线保护是否满足接入方案的要 求，否则需要配置母线保护。 3）380V/220V不配置母线保护。 4）光伏系统线路接入变电站后，备自投动作时间须躲过光伏系统防孤岛检测 动作时间。10kV公共电网线路投入自动重合闸时，应校核重合闸时间。 九、并网接入 •90（4）孤岛检测与安全自动装置 1）孤岛检测 10kV线路：光伏系统侧设安全自动装置，实现频率电压异常紧急控制功能，跳 开光伏系统侧断路器。若光伏系统侧10kV线路保护具备失压跳闸及检有压闭锁合闸 功能，可以实现按（失压跳闸定值宜整定为20%、0.5s）实现解列，也可不配置独 立的安全自动装置。 380V线路：380V电压等级不配置防孤岛检测及安全自动装置，采用具备防孤 岛能力的逆变器。并网点不配置防孤岛检测及安全自动装置。 10kV侧校验：应校验10kV侧的相关保护与安全自动装置是否满足光伏系统接 入要求。 2）自动装置 并网点设置自动装置，实现频率电压异常紧急控制功能，跳开并网点断路器； 若10kV线路保护具备失压跳闸及检有压闭锁合闸功能，可以实现按实现解列， 也可不配置独立的安全自动装置。 九、并网接入 •91感谢关注! 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