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光伏發電用0.1MW單元逆變器-箱變一體化裝置設計新方案

2018-05-10 14:49:24 大云網  點擊量: 評論 (0)
光伏發電的原理是將光能轉化為電能,經直流配電,匯流箱再送到逆變器,變為交流后,再升壓輸送到配電網。目前有三種配電設計方式,集中式,組串式、集散式。集中式是以1MW為一個設計單元,從光伏發電板將光能轉化為電能,經直流匯流箱,再到2*500KW集中式逆變器,變為0 315KV交流。

5.具體實施方式及附圖:

具體實施方式:

(1)系統原理圖見上圖。包括以下器件

1、集中式逆變器100KW一套,由于集中式逆變器技術比較成熟??芍苯优c合作廠方采購,因放置在箱變低壓室內,故其散熱性能可統一考慮,降低綜合造價。直流柜(20A直流開關16個)

2、100KVA油變一臺。采用S11型或立體卷鐵芯變壓器。立體卷鐵芯變壓器,則空載損耗更低,可比S11型變壓器低30%。更可增加發電量。

3、高壓真空負荷開關一臺(含熔斷器、避雷器)

4、二次元件有:箱變測控裝置、可測量電流電壓功率等信號,也可監測變壓器的溫度瓦斯等情況。通訊柜一臺。

5、其他裝置:柜內35KV母線、除濕加熱通風裝置、二次端子排、柜內照明、五防鎖、箱變外殼等。

(2)該裝置內部結構如下:進線為直流線纜,先經過逆變器3,轉為交流后,接變壓器1低壓側,經升壓后,接高壓真空負荷開關和熔斷器2、避雷器6,再接出線高壓電纜5;見圖4的剖面圖。

箱變裝置附圖圖4:

圖4以上尺寸僅供參考

圖5

6、實際案例

1、20MW某電站投資效益比較

本方案采用4MW一個高壓回路,共需5路光伏匯集柜,10面高壓開關柜,如果按8MW一個回路,則需3個回路。

共需0.1MW單元逆變器-升壓箱變200臺。共需5路光伏匯集柜,每回路共有單元40臺。

35KV電纜線路6000米(考慮到山地項目路徑復雜,電纜多比集中式多1000米),采用YJV-35kv-3*50。

最長的回路平均1500米電纜,電壓降在0.15%。

逆變器直接接光伏板組串。不經過匯流箱。光伏電纜1*4電纜長度與集中式一樣的。省去了交直流電纜及其電纜溝、省去了匯流箱接地線、匯流箱通訊線。

箱變測控裝置、通訊柜增加到200臺。集中式為20臺。仍采用光纜傳輸,未計入全站光纜。

電纜測算圖見下:

以上一個方陣200m*114m,共20個,每行為96.9kw,共計12行,不考慮超發配置是10行,考慮超發是12行。22塊組件為一串組成上下兩排。行間距6米。橫排一行為97KW,正好配一個0.1MW單元逆變器-升壓箱變,放在陣列中央,起到平衡電壓的作用。

山地 含通信

表1

由以上表1可見,按本方案設計0.1MW單元逆變器-箱變組合配電系統,不需增加投資。特別是山地光伏電站,具有很高的效率(比集中式多7%)和度電成本更低,按每年1500發電小時數計算。20MW即可每年可多發電213萬度,按1元錢電價計算。25年可多收入5300多萬元。經濟效益明顯。

本方案經濟技術指標,是每瓦1.01元(含35KV配電、高壓電纜、逆變-升壓100KW箱變,及安裝費等)。推薦采用2*50組串式逆變器或1*100的集中式逆變器(8路MPPT)。

7、設計原理分析

目前流行做光伏發電設計原理主要類似住宅供配電模式,單兆瓦方陣比喻是單元樓,每個升壓變逆變器室單元樓總配電箱,每個匯流箱是樓層間配電箱。這樣設計對于大面積集中負荷降壓是適用的。但光伏發電類似公路照明配電,是長距離線負荷小容量負荷,所以用住宅設計模式去設計這樣的負荷就不適用了。必然導致低壓側交直流線損很大。

對于長距離線負荷小容量,配電設計主要是要求6-35KV高壓配電,沿線配置降壓變,負荷容量不要很大,低壓設計半徑200米以內,做到線損最低。尤其是住宅供配電設計模式,本身適用于降壓負荷。光伏發電站是升壓發電,能盡快提升到并網電壓,才能達到效率最高。

所以根據光伏發電負荷的特性,采取高壓35KV深入方陣內部,采用小容量100KVA變壓器升壓,完全可以做到線損率最低,提高發電效率的目的。

事故故障分析:

1、串接電纜故障,導致4MW單元受影響。這個和集中式、組串式1MW單元故障類似。

2、100KVA箱變或逆變器交流側故障,導致100KW單元受影響。箱變內部有熔斷器,可快速切斷短路故障。切除故障點。

3、直流側故障,可由直流柜切除故障。

8、結論

0.1MW單元逆變器-升壓箱變技術方案,性價比高,和集中式、集散式投資差不多,比組串式逆變器投資額低。山地地區能提高約7%的效率。年均發電量提高10%。是應該值得推廣的光伏發電配電技術方案。

而且0.1MW單元逆變器-升壓箱變可作為單獨的一體化裝置作為新產品開發推廣。

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責任編輯:蔣桂云

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