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1、光伏发电系统基本介绍及设计方案,江苏金思源电力科技有限公司,一、光伏并网发电系统示意图,1、典型光伏发电系统示意图,2、光伏发电系统（带储能系统）示意图,二、并网光伏电站基本构架,离网太阳能光伏电站 未与公电网相联接独立供电的太阳 能光伏电站。 主要应用于远离公共电网的地区 和一些特殊场所，如为边远偏僻农村、海岛、农牧渔民提供照明等基本的生活用电，为通信中继站、边防哨所等特殊处所提供电源。,1、概述,太阳能光伏电站按照运行方式可分为:,并网太阳能光伏电站 与公共电网相联接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站。 它是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段、成为电力工业组成部分的重要发展方向，是当今
2、世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势 。,2、光伏并网发电系统的组成部分,太阳能电池组件 汇流箱 并网逆变器 并网接入系统（含升压变压器、 高低压、开关柜，计量柜等） 控制系统（含自动化监控系统，调度系统、站用直流系统、站用 交流系统等）,三、并网光伏发电站主要设备参数及设计方案,1、光伏电池板组件参数,1）太阳能电池分类（目前国内常用商业类）,单晶硅电池 多晶硅电池 非晶体硅薄膜电池,2）各种光伏组件基本参数表对照表,3）各种电池的性能比较,2、汇流箱的选型,汇流箱的作用： 在太阳能光伏发电系统中，为减少光伏电池组件与逆变器之间的连线，同时减少直流电缆的线损，需要在光伏组件安装侧将一定数量的
3、光伏组件进行串、并联，再送入逆变器直流侧。同时在汇流箱内安装直流防雷模块，起到光伏电站的防雷作用。,3、光伏逆变器基本功能及技术特性,1）基本功能 太阳能逆变器是一种功率电子电路，能把太阳能电池板的直流电压转换 为交流电压并入公用电网或来驱动当地的交流负载，是整个太阳能发电 系统的关键组件。,逆变器电气回路图,完成DC/AC 转换的电流连接到电网 找出最佳的操作点以优化太阳能光伏系统的效率,2）光伏逆变器技术特性,3）保护功能,4、储能变流器（PCS）基本功能及技术特性,1）概述,储能变流器(简称PCS),双向充放电的并网变流装置 ，它肩负着充电和电能回馈作用，是储能系统的关键设备之一。当PC
4、S从电网吸收能量时，运行在可控整流状态对蓄电池充电，反之，若变流器向电网馈送能量时，PCS工作于有源逆变状态将蓄电池电能向电网输送。PCS可将夜间的“谷电”或平日富余的电能存储起来以平衡电网峰谷，它不仅可应对电网中断和大面积停电等突发事件，同时，可用于太阳能及风力发电系统中，使其并网发电更稳定。,PCS能够适应储能系统不同的充放电控制模式,充放电模式可以通过远方或就地进行参数设置，实现恒流和恒功率充放电。PCS的额定功率能满足电池组的额定长时间工作，最大功率能满足电池组的迅速放电能力。,2）储能变流PCS在储能系统中的典型应用,如图所示，当断开外部电网时，根据调度指令PCS和光伏逆变器可组成独
5、立微网的供电系统，该系统能实现对本地负载的供电。同时，当光伏发电系统发出的电能大于本地负载消耗的电能时，可通过PCS将多出的电能向电池组充电，如果电池组SOC达到100%，则光伏逆变器调节输出功率以稳定三相交流母线的电压；当光伏发电系统发出的电能不能满足本地负载消耗，则PCS转入放电状态向三相母线供应电能以稳定交流母线电压。,PCS和光伏逆变器的独立微网运行示意图,5、PCS和光伏逆变器的独立微网运行,6、PCS并网电流和蓄电池电流控制,并网逆变器是整个PCS的核心部件，并网逆变器的性能决定着整个系统的性能。PCS的并网逆变器采用三相全桥逆变器拓扑结构，经并网电抗器与电网相连。 PCS实时对蓄
6、电池电流控制，将蓄电池实际电流与设定电流进行比较，通过PI调节给出并网电流参考值。 并网电流波形控制要求快速，需要在1个开关周期（80微秒）内实现对目标电流的跟踪。系统控制如图5所示。,低电压穿越能力曲线,7、低电压穿越,智能楼宇光伏发电储能系统并网发电，必须考虑电网发生故障时其运行状态对电网稳定性的影响，低电压穿越能力是一个重要的衡量指标。 低电压穿越是指在光伏发电储能系统并网点电压跌落时，系统内的并网设备能够保持有条件的并网，必要时甚至可向电网提供一定的无功功率支持电网恢复。 PCS低电压穿越能力曲线如图4所示，在并网点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的能力，并网点
7、电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，PCS能够保证不脱网连续运行。,（未完，接下表）,8、PCS技术指标,（接上表）,四、监控系统网络结构图,五、光伏发电储能系统监控画面,监控系统实现对光伏发电系统内所有设备的状态监测和实时控制，并将实 时数据远传至电力调度。,六、计算机监控系统,1、概述,数据采集和处理及控制操作功能 人机会话功能 异常状态报警和提示功能、事件顺序记录（SOE）功能及事故追忆功能 自动电压无功控制功能 数据通信及数据库管理功能 与智能设备接口功能 系统自检和恢复功能 运行管理及其它应用功能 系统安全与维护功能,2、SCADA功能描述,SCADA功能主要由主机兼
8、操作员站和数据服务器完成。 SCADA的基本功能如下：,另外，作为智能控制调度系统的SCADA，还具备以下功能： 程序化操作：主机兼操作员站发出的控制指令，经安全校核正确后自动完 成相关运行方式变化要求的设备控制；具备自动生成不同运行方式下的典型操作流程的功能。,1）储能监控功能,3、各子系统监控功能,在智能监控系统内集成储能PCS和电池本体监控软件，可以对电池本体的监测和对PCS 的监控功能 监控整个系统的运行状态，根据要求手动或自动向系统发出指令，控制整个系统充放电状态，设定电能曲线 通过对三相电压、电流、接触器、断路器等信号进行采样，实时输出波形控制，达到调频、调相、控制功率的功能。通过
9、软件对一组储能模块提供软件保护功能，主要包括过压、欠压、过流、过温、通讯异常、频率等保护功能 实现对电池的管理，保障其安全稳定运行，提高供电可靠性 可以对BMS和PCS的控制系统下达指令，从而实现所有的本地操作和维护功能,在智能监控系统内集成光伏逆变器监控软件，完成对光伏发电系统的监控。 主要功能如下：,3）环境监测系统（风力、风向、太阳光辐射、温度等）,2）光伏监控功能,光伏阵列工作点跟踪控制 逆变器跟踪负荷控制 对于孤岛效应的检测及控制 对各自动跟踪系统、汇流箱和逆变器进行监控和管理 实时监测电站的运行数据，包括太阳电池组件的电参数、累计电能、太阳辐射强度、直流输 入参数、交流输出参数、逆变器运行参数等,1、上海汇泰大楼智能楼宇光伏发电微网项目,七、典型案例,光伏组件采用单晶硅电池组件,2、上海市漕溪能源转换基地车棚透光型光伏发电系统,采用非晶体硅薄膜电池,3、崇明北沿风电场微网项目光伏发电系统,采用多晶硅双玻透光光伏组件，墙体外立面垂直安装,谢谢!,