光伏发电用0.1MW单元逆变器-箱变一体化装置设计新方案

1.方案名称

光伏发电用“0.1MW单元逆变器-箱变一体化装置”升压配电设计新方案。

2．背景技术及现有技术的缺陷和不足

一、背景技术：光伏发电的原理是将光能转化为电能，经直流配电，汇流箱再送到逆变器，变为交流后，再升压输送到配电网。目前有三种配电设计方式，集中式，组串式、集散式。

集中式是以1MW为一个设计单元，从光伏发电板将光能转化为电能，经直流汇流箱，再到2*500KW集中式逆变器，变为0.315KV交流，送到升压变。

集散式是以1MW为一个设计单元，同集中式相同，只是在汇流箱里增加了MPPT模块，起到平衡稳压效果，汇流箱直流变为800V，送到逆变器，再变为520V交流，经升压到电网。

组串式是以28-50KW为一个设计单元，先逆变为交流480V，再经交流汇流箱输送到1MW箱变升压。

二、现有技术的缺陷和不足：

1.优点：目前的集中式升压配电，正常容量在1000KW，逆变器2*500KW，发电系统效率在78%-80%左右。集散式和组串式比集中式升压配电，就近配置MPPT，能解决光伏板远近不同电压拉低现象，比集中式提高大约3%左右。组串式逆变器方案在山地光伏项目中提高发电效率5-8%，安装方便，故障影响面小。

2.缺点：集中和集散式是1、占地面积大2、发电效率提高有限3、体积大山地运输安装难4、土建费用高。5、交直流传输系统损耗大。6、故障影响面大

组串式特点是目前虽然已经有了一定市场应用，但仍需要时间检验运行可靠性。价格贵。

3．具体的技术方案描述：

本方案所要解决的技术问题是提供一种比较明显的提高发电效率的解决方案。它的原理如下图1：

1、采用集中式逆变器3或组串式逆变器，100KW一套，8组MPPT，直流电压在660V~720V左右，16个组串(每组组串6.24KW，22~24块光伏板为一个组串)，每两组共用一个MPPT，16组直流开关柜，可降低因遮挡或蒙灰、和远近光伏板汇流箱造成的电压拉低现象。660V~720V直流电压逆变为交流三相电。组串式逆变器可以省掉直流柜。

2、交流电经100KVA变压器1，直接升压至35KV，变压器、高压隔离开关熔断器、逆变器、避雷器等装在一套箱变内。

3、200台分5个回路，40台一个回路形成树状结构配电系统，4MW为一条高压线路，送到光伏电厂35KV配电室，进行并网。减少了集中式逆变器-箱变之间的线缆和汇流箱到逆变器之间的直流线缆。减少了中间汇流箱环节。

图1

4．本方案的优点

：

1、对于组串式逆变器来说节省了交流低压电缆，对于集中式逆变器减少了低压直流交流电缆用量。

2、节省了逆变器房土建。

3、节省了大型箱变土建。

4、山地电站节省了电缆沟敷设、汇流箱接地装置、挖掘土建、和运输成本。

5、可大大缩短了安装施工周期。

6、可大大减小了箱变事故导致的故障范围，检修难度、停电时间降低到最低。

7、一体化装置可实现多台备用，随时更换，缩短故障更换时间可降低运输成本、厂家到货时间。

8、鉴于6.7条，一体化装置可以使太阳能板利用率(降低箱变和逆变器故障的检修概率和停电时间，减少故障导致的光伏停电面积)提高到98%。发电效率更高。

9、整体发电效率提高到87%。比普通集中式逆变器-箱变系统高7%。以20MW安装容量1500年运行小时考虑，25年可多发电5400多万度。见下图3

9、与普通组串式逆变器1MW箱变相比，比组串式可提高发电效率3-4%。

10、特别适合于山地光伏电站，解决了山地电站发电效率低，电缆沟敷设、大型设备无法进入等、组串式设备费太高，运营费高的难题。

图2

图3

以上公式计算可参考中国质量认证中心技术规范《并网光伏电站性能监测与质量评估技术规范》(申请备案稿)和国标规范《GB50797-2012光伏发电站设计规范》