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一、系統方案簡介
此方案適用于地面光伏發電系統，系統采用分塊發電，集中并網方式。此類電站一般采用1MW為一子系統，整個電站由若干個1MW子系統組成，每個1MW子系統輸出經匯流后集中并網。每個1MW子系統設計為2個500KW并網發電單元，配置2臺500KW并網逆變器，型號為SS-500-IH，不含隔離變壓器，輸出額定電壓為三相270V，50Hz；經過1臺高效10KV雙分裂升壓變壓器（0.27/0.27/10KV，1000KVA）T接入本地的10KV中壓電網（此雙分裂升壓變壓器需要定制，用戶自配），實現并網發電功能。系統原理框圖如下：
光伏并網發電系統的主要組成包括：
（1） 太陽能電池組件及其支架；
（2） 直流防雷匯流箱；
（3） 光伏并網逆變器；
（4） 系統通訊及監控裝置；
（5） 系統發電計量裝置；
（6） 系統防雷接地裝置；
（7） 土建及配電房等基礎設施；
（8） 整個系統的電纜連接線。
二、設計過程
2.1光伏并網逆變器的選擇
我公司生產全系列的針對光伏并網系統的并網逆變器，可滿足不同功率等級、不同電壓等級的需要。
我公司型號為SS-500-IH的光伏并網逆變器。可以實現多臺并聯，組成并網發電系統。可以根據實際需要，選擇最近的并網點實現并網發電。
2.1.1性能特點簡介
SS-500-IH光伏并網逆變器采用美國TI公司32位專用DSP(28355)控制芯片，功率器件采用工業級的IGBT，直流母線采用金屬化薄膜電容，低雜散電感的疊層母排技術，運用電流控制型PWM有源逆變技術和優質高效隔離變壓器，可靠性高，保護功能齊全，且具有電網側高功率因數正弦波電流、無諧波污染供電等特點。該并網逆變器的主要技術性能特點如下：
（1） 采用美國TI公司32位DSP芯片進行控制；
（2） 采用英飛凌公司第四代功率模塊；
（3） 太陽電池組件最大功率跟蹤技術(MPPT)；
（4） 50Hz工頻隔離變壓器，實現光伏陣列和電網之間的相互隔離；
（5） 具有直流輸入手動分斷開關，交流電網手動分斷開關。
（6） 具有先進的孤島效應檢測方案；
（7） 具有過載、短路、電網異常等故障保護及告警功能；
（8） 寬直流輸入電壓范圍(450V～850V)，整機效率高達96%；
（9） 人性化的LCD液晶界面，通過按鍵操作，液晶顯示屏(LCD)可清晰顯示實時各項運行數 據，實時故障數據，歷史故障數據，總發電量數據，歷史發電量數據。
（10） 逆變器具有完善的監控功能；
（11） 可提供RS485或Ethernet（以太網）遠程通訊接口。其中RS485遵循Modbus通訊協議；Ethernet（以太網）接口支持TCP/IP協議 ，支持動態(DHCP)或靜態獲取IP 地址；
（12） 逆變器具有CE認證資質部門出具的CE安全證書。
2.1.2拓撲結構
此方案適用于地面光伏發電系統，系統采用分塊發電，集中并網方式。此類電站一般采用1MW為一子系統，整個電站由若干個1MW子系統組成，每個1MW子系統輸出經匯流后集中并網。每個1MW子系統設計為2個500KW并網發電單元，配置2臺500KW并網逆變器，型號為SS-500-IH，不含隔離變壓器，輸出額定電壓為三相270V，50Hz；經過1臺高效10KV雙分裂升壓變壓器（0.27/0.27/10KV，1000KVA）T接入本地的10KV中壓電網（此雙分裂升壓變壓器需要定制，用戶自配），實現并網發電功能。系統原理框圖如下：
光伏并網發電系統的主要組成包括：
（1） 太陽能電池組件及其支架；
（2） 直流防雷匯流箱；
（3） 光伏并網逆變器；
（4） 系統通訊及監控裝置；
（5） 系統發電計量裝置；
（6） 系統防雷接地裝置；
（7） 土建及配電房等基礎設施；
（8） 整個系統的電纜連接線。
二、設計過程
2.1光伏并網逆變器的選擇
我公司生產全系列的針對光伏并網系統的并網逆變器，可滿足不同功率等級、不同電壓等級的需要。
我公司型號為SS-500-IH的光伏并網逆變器。可以實現多臺并聯，組成并網發電系統。可以根據實際需要，選擇最近的并網點實現并網發電。
2.1.1性能特點簡介
SS-500-IH光伏并網逆變器采用美國TI公司32位專用DSP(28355)控制芯片，功率器件采用工業級的IGBT，直流母線采用金屬化薄膜電容，低雜散電感的疊層母排技術，運用電流控制型PWM有源逆變技術和優質高效隔離變壓器，可靠性高，保護功能齊全，且具有電網側高功率因數正弦波電流、無諧波污染供電等特點。該并網逆變器的主要技術性能特點如下：
（1） 采用美國TI公司32位DSP芯片進行控制；
（2） 采用英飛凌公司第四代功率模塊；
（3） 太陽電池組件最大功率跟蹤技術(MPPT)；
（4） 50Hz工頻隔離變壓器，實現光伏陣列和電網之間的相互隔離；
（5） 具有直流輸入手動分斷開關，交流電網手動分斷開關。
（6） 具有先進的孤島效應檢測方案；
（7） 具有過載、短路、電網異常等故障保護及告警功能；
（8） 寬直流輸入電壓范圍(450V～850V)，整機效率高達96%；
（9） 人性化的LCD液晶界面，通過按鍵操作，液晶顯示屏(LCD)可清晰顯示實時各項運行數 據，實時故障數據，歷史故障數據，總發電量數據，歷史發電量數據。
（10） 逆變器具有完善的監控功能；
（11） 可提供RS485或Ethernet（以太網）遠程通訊接口。其中RS485遵循Modbus通訊協議；Ethernet（以太網）接口支持TCP/IP協議 ，支持動態(DHCP)或靜態獲取IP 地址；
（12） 逆變器具有CE認證資質部門出具的CE安全證書。
2.1.2拓撲結構
SS-500-IH并網逆變器主電路的拓撲結構如上圖所示。
2.1.3技術指標，
2.2太陽電池陣列的設計
光伏組件的串并聯設計
1. 假設光伏電站選用的太陽電池組件功率為280W，額定工作電壓為35.2V，額定工作電流7.95A，短路電流為8.33A，開路電壓為44.8V，尺寸為1956×992×50；選用我公司500kW逆變器，直流輸入范圍為450V-820V，建議直流電壓串連后額定工作電壓為650V左右，逆變器的性能和效率將達到最大，那么一組串中的串聯數可選為18個，該組件串的輸出功率為5.04kW，輸出電壓為634V，開路電壓806V，每臺逆變器通過匯流箱并聯接入100個這樣的組件串。
2. 在組件的串聯電路中，要求同一個組件串中每塊組件的工作電流要相同，在并聯電路中，要求每個組件串的電壓要相同，否則會影響整個系統的效率。
2.3直流防雷匯流箱設計
系統配置10臺10路直流防雷匯流箱， 1個匯流箱接10路組件串，每個直流配電單元經過直流斷路器和防雷器后輸入到的直流配電柜。
2.4直流配電柜設計
直流配電柜可根據用戶配置，每臺配電柜最多接15路直流匯流箱，直流輸入回路都配有可分斷的直流斷路器和直流電壓表，根據用戶要求，可選配熔斷器，防雷器，防反二極管等。
2.5監控裝置
系統采用高性能工業控制PC機作為系統的監控主機，可以連續每天24小時不間斷對所有的并網逆變器進行運行數據的監測。
光伏并網系統的監測軟件使用本公司開發的大型光伏并網系統專用網絡版監測軟件。該軟件可連續記錄運行數據和故障數據。
顯示單元，用戶可以選用大的液晶電視作為顯示輸出接口，這樣將具有非常好的展示效果。
2.6環境監測儀
該裝置由風速傳感器、風向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成，適用于氣象、軍事、船空、海港、環保、工業、農業、交通等部門測量水平風參量及太陽輻射能量的測量。可測量環境溫度、風速、風向和輻射強度等參量，其通訊接口可接入并網監控裝置的監測系統，實時記錄環境數據。
2.7系統防雷接地裝置
為了保證本工程光伏并網發電系統安全可靠，防止因雷擊、浪涌等外在因素導致系統器件的損壞等情況發生，系統的防雷接地裝置必不可少。系統的防雷接地裝置措施有多種方法，主要有以下幾個方面供參考：
（1）地線是避雷、防雷的關鍵，在進行配電室基礎建設和太陽電池方陣基礎建設的同時，選擇電廠附近土層較厚、潮濕的地點，挖1～2米深地線坑，采用40扁鋼，添加降阻劑并引出地線，引出線采用35mm2銅芯電纜，接地電阻應小于4歐姆。
（2）在配電室附近建一避雷針，高15米，并單獨做一地線，方法同上。
（3）直流側防雷措施：電池支架應保證良好的接地，太陽能電池陣列連接電纜接入光伏陣列防雷匯流箱，匯流箱內含高壓防雷器保護裝置，電池陣列匯流后再接入直流防雷配電柜，經過多級防雷裝置可有效地避免雷擊導致設備的損壞。
（3）交流側防雷措施：每臺逆變器的交流輸出經交流防雷柜（內含防雷保護裝置）接入電網，可有效地避免雷擊和電網浪涌導致設備的損壞，所有的機柜要有良好的接地。
三、系統主要配置清單
2.1.3技術指標，
| 型 號 | SS-500-IH | |
| 隔離方式 | 無隔離 | |
| 最大太陽電池陣列功率 | 550KW | |
| 最大陣列開路電壓 | 1000V | |
| 最大功率點跟蹤（MPPT）范圍 | 450V～820V | |
| 最大陣列輸入電流 | 1200A | |
| MPPT精度 | >99％ | |
| 額定交流輸出功率 | 500KW | |
| 總電流波形畸變率 | <3%（額定功率時） | |
| 功率因數 | >0.99 | |
| 最大效率 | 98.5% | |
| 額定輸出電壓 | 270VAC | |
| 額定輸出頻率 | 50Hz/60Hz | |
| 額定輸出電流 | 1176A | |
| 保護功能 | 極性反接保護、短路保護、孤島效應保護、過熱保護、直流過載保護、接地保護 | |
| 通訊接口（選配） | RS485或以太網 | |
| 使用環境溫度 | －20℃～＋50℃ | |
| 使用環境濕度 | 0～95% | |
| 尺寸（高×寬×深）mm | 2180×2400×800 | |
| 噪音 | ＜65dB | |
| 防護等級 | IP20（室內） | |
| 電網監控 | 按照 UL1741標準 | |
| 電磁兼容性 | EN50081,part1；EN50082,part1 | |
| 電網干擾 | EN61000-3-4 | |
| 認證 | CQC | |
光伏組件的串并聯設計
1. 假設光伏電站選用的太陽電池組件功率為280W，額定工作電壓為35.2V，額定工作電流7.95A，短路電流為8.33A，開路電壓為44.8V，尺寸為1956×992×50；選用我公司500kW逆變器，直流輸入范圍為450V-820V，建議直流電壓串連后額定工作電壓為650V左右，逆變器的性能和效率將達到最大，那么一組串中的串聯數可選為18個，該組件串的輸出功率為5.04kW，輸出電壓為634V，開路電壓806V，每臺逆變器通過匯流箱并聯接入100個這樣的組件串。
2. 在組件的串聯電路中，要求同一個組件串中每塊組件的工作電流要相同，在并聯電路中，要求每個組件串的電壓要相同，否則會影響整個系統的效率。
2.3直流防雷匯流箱設計
系統配置10臺10路直流防雷匯流箱， 1個匯流箱接10路組件串，每個直流配電單元經過直流斷路器和防雷器后輸入到的直流配電柜。
2.4直流配電柜設計
直流配電柜可根據用戶配置，每臺配電柜最多接15路直流匯流箱，直流輸入回路都配有可分斷的直流斷路器和直流電壓表，根據用戶要求，可選配熔斷器，防雷器，防反二極管等。
2.5監控裝置
系統采用高性能工業控制PC機作為系統的監控主機，可以連續每天24小時不間斷對所有的并網逆變器進行運行數據的監測。
光伏并網系統的監測軟件使用本公司開發的大型光伏并網系統專用網絡版監測軟件。該軟件可連續記錄運行數據和故障數據。
顯示單元，用戶可以選用大的液晶電視作為顯示輸出接口，這樣將具有非常好的展示效果。
2.6環境監測儀
該裝置由風速傳感器、風向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成，適用于氣象、軍事、船空、海港、環保、工業、農業、交通等部門測量水平風參量及太陽輻射能量的測量。可測量環境溫度、風速、風向和輻射強度等參量，其通訊接口可接入并網監控裝置的監測系統，實時記錄環境數據。
2.7系統防雷接地裝置
為了保證本工程光伏并網發電系統安全可靠，防止因雷擊、浪涌等外在因素導致系統器件的損壞等情況發生，系統的防雷接地裝置必不可少。系統的防雷接地裝置措施有多種方法，主要有以下幾個方面供參考：
（1）地線是避雷、防雷的關鍵，在進行配電室基礎建設和太陽電池方陣基礎建設的同時，選擇電廠附近土層較厚、潮濕的地點，挖1～2米深地線坑，采用40扁鋼，添加降阻劑并引出地線，引出線采用35mm2銅芯電纜，接地電阻應小于4歐姆。
（2）在配電室附近建一避雷針，高15米，并單獨做一地線，方法同上。
（3）直流側防雷措施：電池支架應保證良好的接地，太陽能電池陣列連接電纜接入光伏陣列防雷匯流箱，匯流箱內含高壓防雷器保護裝置，電池陣列匯流后再接入直流防雷配電柜，經過多級防雷裝置可有效地避免雷擊導致設備的損壞。
（3）交流側防雷措施：每臺逆變器的交流輸出經交流防雷柜（內含防雷保護裝置）接入電網，可有效地避免雷擊和電網浪涌導致設備的損壞，所有的機柜要有良好的接地。
三、系統主要配置清單
| 序號 | 名稱 | 型號規格 | 數量 | 廠家 |
| 1 | 太陽電池組件 | 280W | 1800 | 用戶自備 |
| 2 | 電池支架 | - | 與電池配套 | 中興昆騰 |
| 3 | 直流防雷配電柜 | 2 | 1臺 | 中興昆騰 |
| 4 | 交流防雷配電柜 | － | 1臺 | 中興昆騰 |
| 5 | 光伏并網逆變器 | 1臺 | 中興昆騰 | |
| 6 | 監控軟件 | 1套 | 中興昆騰 | |
| 7 | 工控機 | 1臺 | 中興昆騰 | |
| 8 | 環境監測儀 | － | 1臺 | 中興昆騰 |
| 9 | 液晶顯示器 | － | 1臺 | 用戶自備 |
| 10 | 防雷系統和接地裝置 | － | 1套 | 用戶自備 |
| 11 | 土建及配電系統 | － | 1套 | 用戶自備 |
| 12 | 系統連接電纜線 | － | 1套 | 用戶自備 |
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