《光伏发电系统集成》课件_项目四：大型并网光伏发电系统设计.pptx

2017年“一流应用技术大学”建设项目国际化专业教学资源天津中德应用技术大学2017年“一流应用技术大学”建设项目成果项目四：大型并网光伏发电系统设计

目录任务提出任务解析并网光伏发电系统并网逆变器1234防雷与接地设计5768并网接入设计任务实施应用案例

1任务提出

到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上光伏产业在能源领域具有至关重要的地位，而并网发电是光伏发电的最主要形式，代表了太阳能发电的发展方向。本项目要求为天津某商业中心屋顶设计并网光伏发电系统，实现楼顶光伏电站并网发电，如图4-1所示。图4-1并网光伏电站效果图

2任务解析

并网光伏发电系统以电网储存电能，一般没有蓄电池容量的限制，即使是有备用蓄电池组，也是为防灾等特殊情况而配备的。并网光伏发电系统的设计也就没有独立光伏发电系统那样严格，重点考虑的应该是太阳能光伏阵列在有效的占用面积里，实现全年发电量的最大化。光伏并网发电系统由光伏阵列、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜和监控等部分组成。系统设计时需要结合并网逆变器的规格型号，最大化地考虑装机容量，并依此确定太阳电池组件的串并联方案和所需线缆规格型号，尤其是最大功率电压跟踪范围，确定直流汇流箱、组件串列、电池组件的额定功率、电压、电流及其数量等。

3并网光伏发电系统并网光伏发电系统分类并网光伏发电系统的组成

并网光伏发电系统不需要专门的储能元件，建设和维护成本相对较低。并网系统结构如图1-2所示。并网光伏发电系统由PV发电系统、DC/AC逆变系统和并网接入系统等三部分组成，光伏电池组件、并网逆变器属于关键设备。图1-2并网光伏发电系统

并网光伏发电系统根据电能是否送到电力系统可分为有逆流型并网系统、无逆流型并网系统、切换型并网系统、直、交流型并网系统和地域型并网系统等。1.有逆流并网发电系统当太阳能光伏发电系统发出的电能充裕时，可将剩余的电能送入公共电网；当太阳能光伏发电系统提供的电力不足时，由电网向负载供电。由于向电网供电时与电网供电的方向相反，所以称为有逆流光伏发电系统。图1-3有逆流并网发电系统示意图

2.无逆流并网发电系统无逆流并网发电系统的示意图如图1-4所示。当太阳能光伏发电系统即使发电充裕时，也不向公共电网供电，但当太阳能光伏发电系统供电不足时，则由公共电网供电。图1-4无逆流并网发电系统

3.切换型并网发电系统切换型并网发电系统示意图如图1-5所示。该系统具有自动运行双向切换的功能。一是当光伏发电系统因天气及自身故障等原因导致发电量不足时，切换器能自动切换到电网供电侧，由电网向负载供电；二是当电网因某种原因突然停电时，光伏发电系统可以自动切换使电网与光伏发电系统分离，成为独立光伏发电系统工作状态。一般切换型并网光伏发电系统都带有储能装置。图1-5切换型并网光伏发电系统

4.储能并网发电系统有储能装置的并网光伏发电系统，就是在上述几类并网光伏发电系统中根据需要配置储能装置。带有储能装置的光伏系统主动性较强，当电网出现停电、限电及故障时，可独立运行并正常向负载供电。因此，带有储能装置的并网光伏发电系统可作为紧急通信电源、医疗设备、加油站、避难场所指示及照明等重要场所或应急负载的供电系统。大型并网光伏发电系统如图1-6所示，由若干个并网光伏发电单元组合构成。每个光伏发电单元将太阳电池阵列发出的直流电经光伏并网逆变器转换成380V交流电，经升压系统变成10KV的交流高压电，再送入35KV变电系统后，并入35KV的交流高压电网，35KV交流高压电经降压系统后变成380~400V交流电作为发电站的备用电源。5.大型并网发电系统

6.分布式发电系统分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。7.智能微网系统微电网(micro-grid)，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网接在