光伏区电气设备选型方法及主要指标

企业   科技   2024-11-25 11:13   辽宁  

伏区电气设备选型是光伏电站设计中的重要环节,合理的设备选型不仅能提高系统的整体性能,还能确保电站的安全稳定运行。

光伏区电气设备选型方法

1. 综合考虑光伏电站的特点

光伏电站的特点包括光照强度、温度、湿度等环境因素,这些因素都会影响电气设备的性能。因此,在选型时综合考虑这些因素。

光照强度:不同地区的光照强度差异较大,需要选择适合当地光照条件的组件和逆变器。

温度:高温环境会影响电气设备的性能,特别是在夏季,需要选择耐高温的设备。

湿度:高湿度环境导致电气设备内部元件腐蚀,影响设备寿命。

2. 参考国家标准和规定

在进行光伏电气设备选型时,需要严格遵守相关的国家标准和规定,如:

GB50797-2012《光伏发电站设计规范》

GB/T 19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》

GB50150-2006《电气设备交接试验标准》

3. 根据运行特点进行选型

光伏电站在运行过程中具有很强的时效性和负载变化性,因此在选型时需要根据实际情况进行合理选型。

主要电气设备选型指标

1. 光伏组件

转换效率:选择转换效率高的组件提高系统的整体发电效率。

温度系数:组件的温度系数影响其在不同温度下的性能,选择温度系数低的组件减少温度变化对发电量的影响。

封装工艺:良好的封装工艺可提高组件的耐候性和可靠性。

双面组件:双面组件利用背面反射光增加发电量,适用于地面电站和渔光互补项目。

2. 逆变器

输出功率:选择输出功率与光伏组件匹配的逆变器,确保系统效率。

转换效率:选择转换效率高的逆变器减少能量损失。

MPPT跟踪:逆变器的MPPT跟踪能力影响系统的最大功率点追踪,选择MPPT跟踪精度高的逆变器提高发电效率。

电网友好性:逆变器应具备低电压穿越能力和良好的电能质量。

3. 电缆

导体材料:选择导电性能好的材料,如铜或铝。

绝缘材料:选择耐候性强、耐温高的绝缘材料。

截面选择:根据电流大小和敷设方式选择合适的电缆截面,减少电压降和线损。

4. 变压器

额定电压:选择与逆变器交流侧输出电压等级相匹配的变压器。

容量:变压器的容量应与光伏阵列的输出功率相匹配。

冷却方式:选择自冷式或风冷式的变压器,确保散热效果。

5. 直流汇流箱

最大电流:选择最大电流大于光伏组件最大输出电流的直流汇流箱。

电压等级:选择电压等级与光伏组件和逆变器匹配的直流汇流箱。

防雷保护:选择带有防雷保护功能的直流汇流箱,以提高系统的安全性。

6. 接触器

最大额定电流:选择最大额定电流大于系统最大电流的接触器。

额定电压:选择额定电压与系统电压相匹配的接触器。

防护等级:选择防护等级高的接触器,适应户外环境。

示例
示例1:光伏组件选型

项目背景:山东某20MWp光伏电站,位于日照充足的平原地区。

选型要求

    • 转换效率 ≥ 19%

    • 温度系数 ≤ -0.4%/°C

    • 封装工艺:EVA+玻璃

    • 双面组件:支持背面反射光

  • 选型结果

    • 选择单晶双面组件,型号为M10-540,功率540Wp,转换效率20.5%,温度系数-0.35%/°C。

示例2:逆变器选型

项目背景:河北某10MWp光伏电站,位于温度变化较大的山区。

选型要求

    • 输出功率 ≥ 1000kW

    • 转换效率 ≥ 98%

    • MPPT跟踪精度 ≤ 1%

    • 低电压穿越能力:支持0.2秒内恢复

  • 选型结果

    • 选择组串式逆变器,型号为SUN2000-100KTL-M2,输出功率1000kW,转换效率98.5%,MPPT跟踪精度0.5%,支持低电压穿越。

示例3:电缆选型

项目背景:江苏某5MWp渔光互补光伏电站,位于潮湿的湖泊区域。

选型要求

    • 导体材料:铜

    • 绝缘材料:XLPE

    • 截面选择:根据最大电流和敷设方式选择

  • 选型结果

    • 选择铜芯交联聚乙烯绝缘电缆,型号为YJV-1×10mm²,截面10mm²,适用于最大电流100A的敷设环境。

示例4:变压器选型

项目背景:河南某15MWp光伏电站,位于干旱的沙漠地区。

选型要求

    • 额定电压:35kV/1000V

    • 容量:1600kVA

    • 冷却方式:自冷式

    • 防护等级:IP20

  • 选型结果

    • 选择干式变压器,型号为SCB13-1600/35,额定电压35kV/1000V,容量1600kVA,自冷式,防护等级IP20。

示例5:直流汇流箱选型

项目背景

项目名称:广东某500kWp屋顶光伏电站

项目地点:广东省佛山市

项目特点:屋顶安装,空间有限,需要紧凑型直流汇流箱

选型要求

最大电流:每路输入最大电流10A

电压等级:直流1000V

防雷保护:内置SPD(Surge Protective Device),保护等级≥Class II

防护等级:IP65,适合户外安装

监测功能:具备电流、电压监测功能,支持远程监控

选型结果

型号:DHX-16/1000V

参数

    • 输入路数:16路

    • 每路最大电流:10A

    • 电压等级:1000V

    • 内置SPD:Class II,最大放电电流10kA

    • 防护等级:IP65

    • 监测功能:电流、电压监测,支持Modbus RTU通讯协议

示例6:接触器选型

项目背景

项目名称:陕西某10MWp地面光伏电站

项目地点:陕西省榆林市

项目特点:地面安装,环境温度变化大,需要耐高温的接触器

选型要求

最大额定电流:630A

额定电压:690V

操作次数:≥100万次

防护等级:IP20,适合室内安装

温度范围:-25°C至+70°C

选型结果

型号:LC1-D630

参数

    • 额定电流:630A

    • 额定电压:690V

    • 操作次数:100万次

    • 防护等级:IP20

    • 温度范围:-25°C至+70°C

    • 触头材质:银合金,耐磨损

示例7:接地系统选型

项目背景

项目名称:云南某200kWp山地光伏电站

项目地点:云南省昆明市

项目特点:山地安装,土壤电阻率高,需要高效的接地系统

选型要求

接地电阻:≤4Ω

接地材料:铜包钢接地棒

接地深度:≥1.5m

降阻剂:使用长效降阻剂,降低土壤电阻率

连接方式:采用焊接或螺栓连接

选型结果

接地棒:铜包钢接地棒,直径14mm,长度2m

降阻剂:长效降阻剂,环保型

接地电阻:实测接地电阻3.5Ω

连接方式:采用螺栓连接,确保连接可靠

示例8:并网柜选型

项目背景

项目名称:江苏某1MWp渔光互补光伏电站

项目地点:江苏省扬州市

项目特点:水上安装,环境潮湿,需要耐腐蚀的并网柜

选型要求

额定电流:1600A

额定电压:400V

防护等级:IP54,适合户外安装

断路器:选择框架断路器,额定电流1600A

监测功能:具备电流、电压、功率因数监测功能,支持远程监控

选型结果

型号:GGD-1600/400

参数

    • 额定电流:1600A

    • 额定电压:400V

    • 防护等级:IP54

    • 断路器:框架断路器,型号NM1-1600,额定电流1600A

    • 监测功能:电流、电压、功率因数监测,支持Modbus RTU通讯协议

    • 材质:不锈钢,耐腐蚀

示例9:防雷保护器选型

项目背景

项目名称:湖南某500kWp屋顶光伏电站

项目地点:湖南省长沙市

项目特点:屋顶安装,雷电活动频繁,需要高效的防雷保护

选型要求

最大放电电流:≥100kA

响应时间:≤25ns

保护等级:Class I

安装方式:并联安装在直流汇流箱和逆变器之间

监测功能:具备状态指示灯,支持远程监控

选型结果

型号:SPD-100/1000V

参数

    • 最大放电电流:100kA

    • 响应时间:20ns

    • 保护等级:Class I

    • 额定电压:1000V

    • 安装方式:并联安装

    • 监测功能:状态指示灯,支持Modbus RTU通讯协议

示例10:电缆接头选型

项目背景

项目名称:湖北某1MWp屋顶光伏电站

项目地点:湖北省武汉市

项目特点:屋顶安装,空间有限,需要紧凑型电缆接头

选型要求

额定电流:100A

额定电压:1000V

防护等级:IP65,适合户外安装

连接方式:螺栓连接,确保连接可靠

材质:铜材质,耐腐蚀

选型结果

型号:CT-100/1000V

参数

    • 额定电流:100A

    • 额定电压:1000V

    • 防护等级:IP65

    • 连接方式:螺栓连接

    • 材质:铜材质

    • 安装方式:直通连接

                                    

           

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