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1、 光伏电站技术方案 1. 系统概况 1.1项目背景及意义 系统由室外太阳电池组件阵列系统、室外太阳能电池组件汇流系统、室内控制储能系统、逆变配电装置与布线系统、室内光伏发电综合测试系统组成。用于研究不同材料电池组件的光伏阵列，采取跟踪模式和固定模式时发电的情况，以及5种相同功率不同方式的太阳能电发电的对比。本系统建成后可以作为学校光伏科研方向的重点实验室，为学校学科建设、科技创新、人才培养发挥重要作用。 1.2光伏发电系统的要求 系统是一个教学实习兼科研项目，根据要求设计一个5kWp的小型光伏电站系统，包含3kWp的并网光伏系统，2kWp的离网光伏系统，共计平均每天发电约9.5kW
2、h,可供一个1kW的负载工作9小时左右。 2. 项目概况 2.1光伏系统方案的确定 根据现场资源和环境条件，系统设计采用独立型离网光伏系统和离散型并网光伏系统方案。 太阳能光伏并网发电系统主要组成如下： （1） 太阳能电池组件及其专用固定支架； （2） 光伏阵列汇流箱； （3） 光伏并网逆变器； （4） 系统的通讯监控装置； （5） 系统的防雷及接地装置； （6） 土建、配电房等基础设施； （7） 系统的连接电缆及防护材料； 太阳能光伏离网发电系统主要组成如下： （1） 太阳能电池组件及其双轴跟踪逐日支架； （2） 光伏阵列汇流箱； （3）
3、光伏控制器； （4） 光伏离网逆变器； （5） 系统的通讯监控装置； （6） 系统的防雷及接地装置； （7） 土建、配电房等基础设施； （8） 系统的连接电缆及防护材料； 3. 设计方案 3.1方案介绍 将系统分成并网和离网两个部份。并网和离网系统中用到的太阳能电池组件有3种，一是175Wp单晶硅太阳能电池板，其工作电压为35.9V,开路电压为43.6V，经过计算，6块此类电池板串联，构成1个1KW的光伏阵列。二是175Wp多晶硅太阳能电池板，其工作电压为33.7V,开路电压为42.5V, 经过计算，6块此类电池板串联，构成1个1KW的光伏阵列。三是100Wp薄膜太
4、阳能电池板，其工作电压为102V,开路电压为135V, 经过计算，10块此类电池板串并联，构成1个1KW的光伏阵列。 并网部份由6块单晶硅太阳能电池（1#光伏阵列），6块多晶硅太阳能电池（2#光伏阵列），10块薄膜材料太阳能电池（3#光伏阵列）分别配以专用太阳能固定支架。为了减少光伏阵列到逆变器之间的连接线及方便日后维护，在室外配置光伏阵列汇流箱，该汇流箱可直接安装在电池支架上。汇流箱的输出经直流线缆接至配电房内直流配电系统，经直流配电后接至3台1.5kW并网逆变器，输出 0.4KV,50Hz 三相交流电源，实现并网发电功能。 离网部份由6块单晶硅太阳能电池（4#光伏阵列），6块多晶硅太阳
5、能电池（5#光伏阵列）配以专用太阳能双轴逐日跟踪支架。该逐日跟踪支架可以大大提高太阳能电池板发电的综合效率，即可以自动跟踪太阳光，也可以根据需要手动调节电池板的角度。离网部份也配有专用的汇流箱，太阳能电池板输出线在汇流箱中进行串并联后进入光伏控制器，也称太阳能充放电控制器，其作用是对太阳能电池组件所发的电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在控制器后端接上蓄电池和离网逆变器，蓄电池的主要作用是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。离网型逆变器是离网发电系统的核心部件，负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。逆变器的性能决定着光伏发电系统的
6、整体性能。 并网部分原理框图 离网部分原理框图 3.2主要设备介绍 1.太阳能电池组件 系统采用河南盛世光谷能源科技有限公司生产的SPV 175-72M单晶硅电池，PPV 175-72M多晶硅电池，以及河北汉盛光电科技有限公司生产的HS-100型薄膜材料电池组件，所以产品通过了CE认证。以下是各个材料电池板的详细参数。 1 单晶硅太阳能电池 2.多晶硅太阳能电池 3.薄膜太阳能电池 产品型号 峰值功率 峰值电压 峰值电流 开路电压 短路电流 转换效率 SPV 175-72M 175 Wp 35.9V 4.
7、87A 43.6V 5.26A 16% PPV 175-72M 175 Wp 33.7V 4.56 42.5V 4.98A 15.3% HS-100 100 Wp 135V 0.98A 102V 1.22A 6% 2.光伏控制器 本系统拟采用合肥阳光电源公司生产的SD48-30太阳能充电控制器。该太阳能控制器适用于中小型太阳能发电系统，其中多种参数客户可以根据实际需要进行设置，实现多样化，并具有完善的保护功能，避免了系统各部件的损坏。 主要技术特点： · 12位 A/D 高精度采样保证采样的准确性 · 系统电压自动识别 · 使用功率 MOSFE
8、T 作为电子开关，没有任何机械开关 · 人性化设计的浏览界面，方便各项操作 · 完整的现场控制参数的设定及修改，以及内容丰富的负载控制方式 · 采用温度补偿，自动调整充放电参数，提高蓄电池使用寿命 · 控制器具有超温、过充、过放、过载、短路自动保护功能 额定输入电压 DC 48V 额定输入电流 30A 最大光伏功率 1.44KW 输入控制路数 1 蓄电池过放保护点（可设置） 43.2 蓄电池过放恢复点（可设置） 49 蓄电池过充保护点（可设置） 58 负载过压保护点（可设置） 65 负载过压恢复点（可设置） 60 温度补偿系数
9、 0-5 3.离网逆变器 本系统拟采用合肥阳光电源公司生产的SN48-2KS离网逆变器，SN48-2KS系列离网逆变器采用数字化智能控制，全高频变换拓扑，性能稳定，抗干扰能力强。额定输入电压为12V/24V/36V/48V，输出电压为110V/60HZ、220V/50HZ，额定功率等级2KVA。产品被广泛应用于通信、交通、家庭、海岛、边防、乡村、牧区等太阳能供电系统。 额定输入电压 DC 48V 额定输入电流 48A 允许输入电压范围 42-64V 额定容量 2KW 额定输入功率 1.6KW 输出额定电压及频率 AC22
10、0V,50HZ 输出额定电流 9A 输出电压精度 -3%--+3% 波形失真率 ≤5% 功率因数 0.8 过载能力 120%,10秒 主要技术特点为： 1、纯正弦波输出，谐波小，波形失真率小； 2、软启动功能和高效率； 3、负载适应性与稳定性强； 4、内置输入防反接保险丝，安全可靠； 5、输出过流及短路保护，避免产品烧坏； 6、电池输入低电压保护，防止电池过放损坏； 7、输入侧直流与输出侧交流电气隔离，防触电，安全性更高； 8、完善的保护和报警功能； 9、全高频变换，体积小、重量轻。 4.并网逆变器 本系统拟采用合肥阳光电源公司
11、生产的SG1K5TL并网逆变器。SG1K5TL采用低频无隔离变压器设计，室内型。可在+55℃的高温环境下，连续可靠地满载运行，不需要降额。适用于小型电站和家庭。可多台逆变器并联运行，简化电站设计。输入电压的范围大，保证了接入的光伏阵列有了更多的组合方式。是一款性价比非常高的并网逆变器。 基本参数： 5.蓄电池 本系统拟采用天津蓝天电源公司生产的6-CNJ-200储能胶体蓄电池，天津蓝天电源公司是由中国电子科技集团公司第十八研究所投资设立，是集研究、开发、设计、生产、商贸、投资于一体的综合性高科技公司，公司拥有多项领先技术和国际竞争力的产品，产品性能优良、质量可靠，目前为止研制
12、和生产了30多个系列，500多个品种规格的电池及相关产品。 6. 环境监测仪 本系统配置1套环境监测仪(如下图所示)，选自合肥阳光电源公司生产的SolarInfoTM EM系列环境监测仪，可测量光伏电站当地的气象条件，包括：风速、风向、辐照、温度等环境参数；硬件包含：风速传感器，风向传感器，日照辐射表，测温探头，控制盒及支架；采集环境数据可通过RS485通讯读取。 7. 太阳能双轴跟踪系统（逐日支架） 本系统配置2套太阳能双轴跟踪系统(如下图所示)，选用许昌中意电气科技有限公司生产的ZY-SL-B型双轴太阳跟踪系统，ZY-SL-B型双轴太阳跟踪系统采用阳光跟踪传感器
13、控制器及传动执行机构，最大特点是跟踪控制系统的低功耗。 主要技术指标：跟踪方式：双轴全自动跟踪；跟踪精度（°）时光控：≤0.5°；*跟踪方位角（°）不小于：-120-120；*跟踪高度角（°）不小于：0-75；追踪控制方式：手动与光控追踪；控制方式选择：通过控制方式可进行双轴跟踪与单轴跟踪两种模式进行选择；夜间归位功能：提供夜间自动归位功能；大风（7级以上）自动放平。具竖立除雪功能。 8. 便携式现场光伏电站测试与分析平台 本系统拟采用中国电子科技集团公司第四十一研究所生产的AV6591便携式太阳能电池测试仪。AV6591便携式太阳能电池测试仪主要用于室外太阳能电池阵列/组件伏安特
14、性测试，能够方便、快速的测试太阳能电池阵列/组件在自然光照下的工作特性，可为太阳能电站设计、验收、维护提供测试保障，是电站建设单位、质检部门、生产厂家、科研单位等必备检测工具。本产品附带环境温度、电池板温度、辐照度检测等测试探头，能够全面记录测试的环境状态。测试仪主机采用便携式设计，具备防尘、防溅水功能，并采用高亮、阳光下可视彩色液晶，适应野外工作需求。主机内置用户熟悉的WINDOWS操作界面，测试结果直观明确，为用户提供一流的操作体验。 主要测试指标： 基本参数： 9．视频监控系统 视频监控系统由2台红外线摄像机和1台硬盘刻录机组成。 产品名称 型号 单位 数
15、量 厂家 700线红外夜视摄像机 S-6061SE 台 2 视兵 4路硬盘录像机 DVR-9314LV 台 1 视兵 10. 监控及通讯装置 此系统配置1 套监控装置，主要包括：监控用工业PC、监控软件。 光伏并网发电系统采用高性能工业控制PC 机作为系统的监控主机，配置光伏并网系统专用网络版监测软件，采用 RS485 或 Ethernet(以太网)远程通讯方式，可以连续每天24小时对所有的并网逆变器运行状态和数据进行监测。 并网系统的监控软件（SunInfo Insight）功能如下： 1.实时显示电站的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量、累计CO2
16、 总减排量以及每天发电功率曲线图； 2.可查看每台逆变器的运行参数，主要包括： a. 直流电压 b. 直流电流 c. 交流电压 d. 交流电流 e. 逆变器机内温度 f. 时钟 g. 频率 h. 当前发电功率 i. 日发电量 j. 累计发电量 k. 累计CO2 减排量 l. 每天发电功率曲线图 3.监控所有逆变器的运行状态，采用声光报警方式提示设备出现故障，可查看故障原因及故障时间，监控的故障信息至少因包括以下内容： a. 电网电压过高 b. 电网电压过低 c. 电网频率过高 d. 电网频率过低 e. 直流电压过高
17、f. 逆变器过载 g. 逆变器过热 h. 逆变器短路 i. 逆变器孤岛 j. DSP 故障 k. 通讯失败 4.监控软件具有集成环境监测功能，能实现环境监测功能，主要包括日照强度、风速、风向、和温度等参量。 5.可每隔5 分钟存储一次电站所有运行数据，包括环境数据。故障数据需要实时存储。 6.能够分别以日、月、年为单位记录和存储数据、运行事件、警告、故障信息等。 7.可以连续存储20 年以上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录。 8.可通过监控软件对逆变器进行控制，可以以电子表格的形式存储运行数据，并可以图表的形式显示电站的运行情况。 3.3主
18、要设备清单 序号 名称 型号规格 单位 数量 厂家 1 单晶硅太阳能电池板 SPV 175-72M 块 12 盛世光谷 2 多晶硅太阳能电池板 PPV 175-72M 块 12 盛世光谷 3 薄膜太阳能电池板 HS-100 块 10 汉盛光电 4 太阳能逐日支架 RY-SL-B 套 2 润源电子 5 并网逆变器 SG1K5TL 台 3 合肥阳光 6 离网逆变器 SN48-2KS 台 2 合肥阳光 7 光伏控制器 SD48-30 台 2 合肥阳光 8 蓄电池 6-CNJ-200 块 10
19、天津蓝天 9 环境检测仪 SolarInfoTM EM 套 1 合肥阳光 10 便携式现场光伏电站测试与分析平台 AV6591 台 1 四十一研究所 蓄电池柜体 柜体尺寸：2260*800*600 柜体结构：JP-6A 柜体颜色：许继灰 电池柜采用JP-6A柜体，柜体为全封闭结构，正面带有玻璃的防护门，背面和侧面也设有防护门，还包括有安装所必需的槽钢底座，支架，顶板和侧板，符合IP30要求，能够适应现场环境要求。所有屏体是用厚度为2.5mm的钢板制作。 研华工控机参数 机箱 IPC-630 L （含电源） 主板 AIMB-763 VG CPU 酷睿双核E5500 内存条 DDR2 4G内存 硬盘 500GB HDD 光驱 DVD光驱 显示器 21寸 20
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