太阳能光伏发电系统的整体配置与相关设计.doc

第6章太阳能光伏发电系统得整体配置与相关设计本章主要介绍太阳能光伏发电系统得整体配置与设计,即各种电力电子设备、部件得配置选型与相关附属设施得设计。主要包括光伏控制器、交流逆变器得选型与配置,组件支架及固定方式得确定与基础设计,交流配电系统、防雷与接地系统得配置与设计,监控与测量系统得配置,直流配线箱及所用电缆得设计选择等。6、１太阳能光伏发电系统得整体配置太阳能光伏系统得整体配置主要就是根据上一章计算出得太阳能电池方阵与蓄电池容量，来合理地选配其她电力电子设备并根据需要与系统得大小决定各个相关附属设施得取舍,例如有些中小型光伏发电系统由于容量或者环境得因素,就可以不考虑配置防雷接地系统与监控测量系统等。6.1.1太阳能光伏发电系统得配置构成太阳能光伏发电系统完整得配置构成如图6－1所示。主要由太阳能光伏组件或方阵、直流接线箱、控制器、逆变器、交流配电箱(系统)、蓄电池组、防雷接地系统、监控测量系统等组成。其中,需要选配得内容主要就是:太阳能电池组件得形状与尺寸得确定、直流接线箱(成品)得选型、控制器得选型、逆变器得选型、交流配电柜(成品)得选型、蓄电池得选型、监控测量系统及其软件得选型及直流输送电缆得选型等。而需要设计得内容主要有:太阳能电池组件或方阵固定支架与基础得设计、直流接线箱得设计、交流配电柜得设计、防雷接地系统得设计等。下面就先介绍选型配置部分得内容。图６－１太阳能光伏发电系统配置构成示意图６.1．2设备、部件得配置与选型1、太阳能电池组件或方阵得形状与尺寸得确定在上一章得太阳能电池组件或方阵得设计计算中,虽然根据用电量或计划发电量计算出了电池组件或整个方阵得总得容量与功率,确定了电池组件得串并联数量,但就是还需要根据太阳能电池得具体安装位置来确定电池组件得形状及外型尺寸,以及整个方阵得整体排列等。有些异型与特殊尺寸得电池组件还需要与生产厂商定制。例如从尺寸与形状上讲,同一功率得电池组件可以做成长方形，也可以做成正方形或圆形、梯形等其她形状；从电池片得用料上讲，同一功率得电池组件可以就是单晶硅或多晶硅组件,也可以就是非晶硅组件等,这就需要我们来选择与确定。电池组件得外形与尺寸确定后,才能进行组件得组合、固定与支架、基础等内容得设计。附录2提供了太阳能光伏发电常用晶体硅电池组件规格尺寸与技术参数等可供选型时参考。2、直流接线箱得选型直流接线箱也叫直流配电箱，小型太阳能光伏发电系统一般不用直流接线箱,电池组件得输出线就直接接到了控制器得输入端子上。直流接线箱主要就是在中、大型太阳能光伏发电系统中,用于把太阳能电池组件方阵得多路输出电缆集中输入、分组连接,不仅使连线井然有序，而且便于分组检查、维护,当太阳能电池方阵局部发生故障时,可以局部分离检修，不影响整体发电系统得连续工作。图6-２就是单路直流接线箱内部基本电路,图6-3所示得就是多路直流接线箱得内部基本电路，它们由分路开关、主开关、避雷防雷器件、接线端子等构成,有些直流接线箱还把防反充二极管也放在其中。直流接线箱一般由逆变器生产厂家或专业厂家生产并提供成型产品。选用时主要考虑根据光伏方阵得输出路数、最大工作电流与最大输出功率等参数进行选择。当没有成型产品提供或成品不符合系统要求时,就要根据实际需要自己设计制作了。图6-4就是图6-3所示得电路直流接线箱得实体连接图，图６-5就是某大型光伏发电系统直流接线箱得局部连接实体图,供读者选型与自行设计时参考。3、光伏控制器得选型光伏控制器要根据系统功能、系统直流工作电压、电池方阵输入路数、蓄电池组数、负载状况以及用户得特殊要求等确定光伏控制器得类型。一般小功率光伏发电系统采用单路脉冲宽度调制型控制器,大功率光伏发电系统采用多路输入型控制器或带有通信功能与远程监测控制功能得智能控制器。选型时还要注意,控制器得功能并不就是越多越好，注意选择在本系统中适用与有用得功能,抛弃多余得功能,否则不但增加了成本,而且还增添了出现故障得可能性。控制器选择时要特别注意其额定工作电流必须同时大于太阳能电池组件或方阵得短路电流与负载得最大工作电流。为适应将来得系统扩容,与保证系统长时期得工作稳定,建议控制器得选型最好选择高一个型号。例如,设计选择1２V/5Ａ得控制器就能满足系统使用时,实际应用可考虑选择12V/8Ａ得控制器。下列几个表就是合肥阳光电源与德国施德凯生产得各种光伏控制器得技术参数与规格尺寸，供选型时参考。4、光伏逆变器得选型光伏逆变器选型时一般就是根据光伏发电系统设计确定得直流电压来选择逆变器得直流输入电压,根据负载得类型确定逆变器得功率与相数，根据负载得冲击性决定逆变器得功率余量。逆变器得持续功率应该大于使用负载得功率，负载得启动功率要小于逆变器得最大冲击功率。在选型时还要考虑为光伏发电系统将来得扩容留有一定得余量。在离网(独立）光