併網光伏發電系統電路組成

電工運維藏金閣 發佈 2021-09-17T11:52:52+00:00

併網系統電路組成一、光伏組件(方陣)具有封裝及內部連接的,能單獨提供直流電的輸出,最小不可以分割的太陽能電池組合裝置,又稱為光伏組件。

併網系統電路組成



一、光伏組件(方陣)



具有封裝及內部連接的,能單獨提供直流電的輸出,最小不可以分割的太陽能電池組合裝置,又稱為光伏組件。



由若干個太陽電池組件或太陽電池板在機械和電氣上按一定方式組裝在一起並且有固定的支撐結構而構成的直流發電單元,又稱為光伏方陣,地基、太陽跟蹤器、溫度控制器等類似的部件不包括在方陣中。



以30kWp併網光伏發電電站為例進行說明。系統可以採用大功率單晶矽太陽電池組件,每個組件功率為180Wp,工作電壓為35.4V,共配置168個,實際總功率為30.24kWp。



整個發電系統採用8個組件串聯為一個單元,總共21支路並聯,輸入4個匯流箱,其中3個匯流箱每個接5路輸入,另一個匯流箱接6路輸入。



所謂匯流箱是指,在太陽能光伏發電系統中,將一定數量、規格相同的光伏組件串聯起來,組成一個個光伏串列,然後再將若干個光伏串列並聯匯流後接入裝置。






匯流後電纜經過電纜溝進入主控室交直流配電櫃,通過交直流配電櫃直流單元接入併網逆變器,最後由併網逆變器逆變輸出,經交直流配電櫃交流單元接至380V三相低壓電網。






光伏陣列如果有幾個電池被遮陰,則它們不會產生電流且會成為反向偏壓,電池消耗功率發熱,久而久之,形成故障。但是有些偶然的遮擋是不可避免的,所以需要用旁路二極體來起保護作用。




如果所有的組件是並聯的,就不需要旁路二極體,即如果要求陣列輸出電壓為12V,而每個組件的輸出電壓恰好為12V,則不需要對每個組件加旁路二極體,如果24V陣列(或者更高),那麼必須有2個(或者更多的)組件串聯,這時就需要旁路二極體。



任何一個獨立光伏系統都必須有防止從蓄電池流向陣列的反向電流的方法或保護或失效的單元的方法,如果控制器沒有這項功能的話,就要用到阻塞二極體,阻塞二極體既可在每一併聯支路,又可在陣列與控制器之間的幹路上。


但是當多條支路並聯成一個大系統時,應在每條路上用阻塞二極體以防止由於支路故障或遮蔽引起的電流由強電流支路流向弱電流支路的現象。


在小系統中,在幹路上用一個阻塞二極體就夠了。不要兩種都用,因為二極體會降壓0.4V至0.7V,是一個12V系統的6%,也是一個不小的比例。






在光伏發電系統設計中,光伏組件方陣的放置形式和放置角度對光伏系統接收的太陽輻射有很大影響,從而影響到光伏發電系統的發電能力。與光伏組件方陣放置相關的參數是太陽電池組件傾角和太陽電池組件方位角。







太陽電池組件傾角時太陽電池組件平面與水平面的夾角。光伏組件方陣的方位角是方陣的垂直面與正南面的夾角(向東偏設定為負角度,向西偏設定為正角度)。至於如何選擇最佳傾角,需要對傾角的選擇的連續性、均勻性和極大性,進行綜合考慮。



在地平坐標系中,通過南點、北點的地平經圈稱子午圈。子午圈被天頂、天底等分為兩個180°的半圓。以北點為中點的半個圓弧,稱為子圈,以南點為中點的半個圓弧,稱為午圈。



在地平坐標系中,午圈所起的作用相當於本初午線在地理坐標系中的作用,是地平經度(方位)度量的起始面。



方位即地平經度,是一種兩面角,即午圈所在的平面與通過天體所在的地平經圈平面的夾角,以午圈所在的平面為起始面,按順時針方向度量。方位的度量亦可在地平面上進行,以南點為起算點,由南點開始順時針方向計量,方位的大小變化範圍為0°至360°。



為了方便,一般選擇比較近似的方法來確定傾角。一般而言,我國南方地區,方陣傾角可比當地維度高10°至15°,北方地區傾角比當地維度增加5°至10°。















例如四川西昌的經緯度是:東經101°46′至102°25′、北緯27°32′至28°10′之間。如果選擇維度27°,由於西昌市屬於我國的西南方向的地區,方陣傾角可比當地維度高10°至15°。


其太陽電池方陣傾角Q=27°+10°=37°。當然這也僅僅是一個估算,在光伏發電站實際運行中,可以根據實際情況做進一步的調校,以達到最佳傾角。


再例如四川阿垻藏族羌族自治州的經緯度為:東經100°0′至104°7′,北緯30°5′至34°9′之間。由於阿垻州一樣還是屬於我國西南地區,傾角可以比維度高10°至15°,如果選北緯30°為例,其太陽電池方陣傾角Q=30°+10°=40°。


根據以往實際操作中的經驗,四川地區一般太陽電池方陣採用傾角35°比較適宜。當然具體情況還要根據光伏發電站的實際地形地貌,有無山體遮擋,建設條件是否允許,風力大小,有無雨雪和冰雹等情況進行具體的考量。

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