1、学校建筑屋顶分布式光伏发电工程电力系统设计方案1.1 接入系统方案本系统共用5台500kW逆变器。根据国家电网公司2009 年7月光伏电站接入电网技术规定（试行），小型光伏电 站接入电压等级为0.4kV；中型光伏电站接入电压等级为10 -35kV；大型光伏电站接入电压等级为66kV及以上电网。 根据国家电网公司光伏电站接入电网技术规定，本工程 新建光伏发电系统总装机容量为2. 5MW ,采取就地消纳，故 采用0. 4kV并网点，不同电压等级接入电网。满足本工程接 入系统需求。建议本期光伏发电系统低压侧并网，具体以本 工程的接入系统审查意见为准，最终接入系统方案以电网主 管部门的接入系统报告审批2、意见为准。1.2 光伏方阵电气设计1. 2.1系统直流侧最高工作电压在光伏并网发电系统中，系统直流侧的最高工作电压主 要取决于逆变器直流侧最高电压，以及在直流回路中直流断 路器额定工作电压。但设备的工作电压与设备所处的工作环 境和海拔高度有关，南昌市处于北亚热带和暖温带过渡地带 地区，空气相比照拟潮湿，根据GB31L1高压输变电设备 的绝缘配合、GB/T16935低压系统内设备的绝缘配合及 直流开关、并网逆变器的资料，电站现场设备的绝缘水平应 与正常使用条件基本相当。组件串联方式设计在计算组件串联数量时，必须根据组件的工作电压和逆 变器直流输入电压范围，同时需要考虑组件的开路电压温度 系数。并3、网逆变器SG500K3为例，最大阵列开路电压880V, MPPT 范围450V-820V。多晶240Wp组件开路电压为37.5V,峰值 工作电压30V。设串联组件数为S,最多为Smax,Smax=UDCmax/V0C=880V/37V=23. 8 （块），选取 23 块， 结合厂家推荐的最正确MPPT范围560V-620V ,那么 S=600/30二20（块）。每支路的太阳电池组件功率为20 X 240Wp=4800Wpo SSmax,每支路串联20块组件满足系统耐 用及最大功率跟踪的要求。SG250K3, SG500K3同样可以选择 20组件串联排列方阵。 组件串联的最大功率点电压=20X34、0V=600VV880V。 故设计符合要求。1.2.3 电气系统防孤岛效应设计孤岛效应是指光伏系统并网逆变器在并入的电网失压时 或电网断电时，逆变器仍然保持对失压电网中的某一局部线 路继续供电的状态，这样电力孤岛效应区域会发生电压和频 率不稳定现象，有可能对外部设备造成损坏或发生触电平安 事故。根据光伏系统并网技术要求GB/T19939 - 2005对于 防孤岛效应的规定：当光伏系统并入的电网失压时 必须在 规定的时间内（2s内）将该光伏系统与电网断开，防止出 现孤岛效应。为此，在该发电工程孤岛效应设计时，接入交流接触器 对孤岛效应进行防护，即当电网电压断电时并入电网的接触 器线圈失电，连接在5、并网回路的接触器常开触点断开，使并 网回路断开逆变器停止工作，起到整体对于孤岛效应的防护 作用。1.2.4 电气系统构成选型设计太阳能光伏发电系统由光伏组件、直流汇流箱、并网逆 变器、计量装置、上网配电系统及监控系统组成。太阳能通 过光伏组件转化为直流电力，通过直流汇流箱汇集至并网型 逆变器，将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波 电流。直流逆变为380V交流后并入厂内电网。1. 3系统设备选型设计3.1光伏组件选型设计对于该并网发电系统电池组件选型遵循以下原那么：在兼顾易于搬运条件下，选择大尺寸，高效的电池组件;选择易于接线的电池组件；组件各局部应能抗强紫外线（符合GB/T18950 6、- 2003橡 胶和塑料管静态紫外线心能测定）；线缆等应抗扭折和摩擦;目前，世界光伏市场上，主要产品为多晶硅及单晶硅太 阳电池组件。英利公司具备生产多晶硅及单晶硅电池组件的 技术能力，之所以选择多晶硅技术的太阳电池组件。因为较 之单晶技术，具有下述优势：低本钱、工业规模化生产多晶硅技术为采用铸锭、切片技术进行工业化生产，随 着切片技术的进步，硅片已经到达180uM厚度，故相较于单 晶及其他太阳能电池产品，多晶硅电池更适于大规模生产， 通过大规模的工业化生产，实现本钱降低，从而有利于太阳 能光伏发电的推广应用。高效率本工程选用多晶硅组件的转换效率14%达每平方米 138瓦，代表了目前世界上商业化7、多晶硅组件产品的最高水 平。虽然目前商业化生产的单晶硅电池的转换效率要比多晶 硅高约1%,但考虑相同效率的多晶硅电池与单晶硅电池封装 成组件时，由于单晶硅组件的有效发电面积少于多晶硅组件 （受单晶棒直径限制，为了充分利用原材料，切割的单晶硅 片的四个边角为小圆形一否那么将会更加提高单晶硅片的成 本，从而减少了组件的有效采光面积），所以，在相同效率的上述两种电池封装成组件之后，多晶产品的组件效率要高 于单晶产品，因此，即使单晶电池效率比多晶电池要高，但 在封装成组件之后，组件效率差距要小于1%。低衰减、长寿命。多晶电池组件拥有与单晶电池组件相 同的寿命-长达25年，且衰减很小，20年衰减不高于28、0%, 10 年衰减不高于10%。在遵循以上组件选型原那么的前提下，本工程太阳能电池 组件选用235瓦高效多晶硅产品。该组件具有高转换效率、 高质量，25年的使用寿命，组件安装方便、快捷，被广泛 应用在BIPV等并网发电系统等领域。1. 3. 2逆变器选型设计参照标准：光伏发电站接入电力系统技术规定GB/Z 19964 -GB/T 19939-2005Q/GDW 617-2011GB/T 19939-2005Q/GDW 617-20112005光伏系统并网技术要求光伏电站接入电网技术规定光伏（PV）系统电网接口特性光伏（PV）系统电网接口特性GB/T 20046-2006400V以下并网光伏专9、用逆变器技术条件和试验方法CGC/GF001:2009根据以上规范要求，本工程选择规格为SG500K3三相并 网逆变器。之所以选择此产品，有如下考虑：技术先进，研发力量雄厚选取一家专注于太阳能、风能等可再生能源电源产品研 发、生产和销售的高新技术企业。主要产品有光伏逆变器和 控制器、风机变流器、回馈式节能负载、电力系统电源等， 并提供系统解决方案的设计及技术服务，是我国最大的光伏 电源产品的研发生产企业，也是我国光伏和风力发电行业为 数极少的掌握多项核心技术并拥有完全自主知识产权的企 业之一。并网逆变器具有如下功能特点。 电能质量保障。 电压偏差保护。 谐波和小型畸变。 电压不平衡度保护。 过10、/欠电压保护。 过/欠频率保护。 防孤岛效应。根据光伏系统并网技术要求GB/T19939-2005对于防 孤岛效应的规定：当光伏系统并入的电网失压时，必须在规 定的时间内（2S内）将该光伏系统与电网断开，防止出现 孤岛效应。电线、电缆选型设计电气连接应有牢固的机械强度使热循环引起的松动减 小到最小并提供足够的电源线扣。在光伏组件和逆变器器间 采用防水、机械良好和表皮防紫外线的光伏系统专用电缆连 接。导线连续通过的最大电流额定值不小于总阵列短路电流 的125%,并且不小于导线过电流保护器件的额定值。逆变器直流侧采用耐候性好的光伏发电系统专用铜芯 软电缆（导线），电缆（导线）能够在-50+100的11、环境 温度下正常工作，导线耐压不小于1000V,太阳电池组件的 串并联所使用的电缆线应满足抗紫外线、抗老化、抗高温、 防腐蚀和阻燃等性能要求，电缆（导线）经过紫外线长期照 射后不会发生硬化、绝缘降低，满足不少于20年室外使用 的要求。逆变器的交流侧使用阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯 乙烯护套电力电缆。采用标准：IEC 60512 Part 3IEC 60364-7-712IEC 60512 Part 3直流电源导线应根据允许压降选择适当的截面，其计算公式 如下：AU=IL/TSS:导线的截面积（mm2）I ：导线通过的最大电流AL:导线长度mT：导电系数铝的为T为4铜T=57AU ：允许电压降交流12、电源导线应根据最大负荷和电力电缆的平安载流 量（即导线最大容许持续负荷）选择截面。选择导线截面，应符合以下要求： 线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求； 按敷设方式确定的导体载流量，不应小于计算电流； 导体应满足动稳定与热稳定的要求；沿不同冷却条件的路径敷设绝缘导线和电缆时，当冷 却条件最坏段的长度超过5m,应按该段条件选择绝缘导线和 电缆的截面，或只对该段采用大截面的绝缘导线和电缆。导体的允许载流量，应根据敷设处的环境温度进行校 正，温度校正系数可按下式计算：K= V （tl-t2）/V （tO-tO）式中K温度校正系数；tl：导体最高允许工作温度（）：tO：敷设处的环境温度（）；t2：导体载流量标准中所采用的环境温度（）。导线敷设处的环境温度，应采用以下温度值： 直接敷设在土壤中的电缆，采用敷设处历年最热月的月平均 温度；敷设在空气中的裸导体，屋外采用敷设地区最热月的平均最高温度；屋内采用敷设地点最热月的平均最高温度 （均取10年或以上的总平均值。）