光伏发电系统介绍V1.02/42秘密光伏组件基本知识2逆变器分类、应用及发展3光伏系统电气方案设计4光伏发电系统概述13/42秘密光伏发电系统概述光伏发电系统一般由光伏组件、逆变器等组成。根据应用场合，可分为离网发电系统、并网发电系统、并网储能系统和微网系统。控制器直流负载蓄电池太阳能电池阵列逆变器交流负载控制器蓄电池太阳能电池阵列逆变器电网并网逆变器负载太阳能电池阵列电网蓄电池太阳能电池阵列光伏逆变器太阳能电池阵列光伏逆变器储能逆变器交流智能配电柜负荷柴油发电机电网离网发电系统并网发电系统并网储能系统微网系统4/42秘密光伏发电系统概述不依赖电网独立运行应用场合偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站、路灯等工作过程有光照时，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电；无光照时，通过蓄电池控制逆变一体机给负载供电太阳能电池控制器蓄电池逆变器直流负载交流负载离网发电系统5/42秘密光伏发电系统概述离网发电系统基站无电区海岛6/42秘密光伏发电系统概述太阳能电池板输出直流电，通过汇流箱汇流后，进入直流配电柜，再进入逆变器转换为交流电，交流电通过升压变压器进入高压电网。特点规模从几kW到几百MW,可大可小电站形式多样运营模式多样，主要依赖国家政策补贴太阳能电池阵列环境测试仪汇流箱直流柜逆变器升压变电网数据采集器本地监控远程监控并网发电系统7/42秘密光伏发电系统概述地面电站荒漠、戈壁山地电站山地、丘陵户用电站住宅水面电站鱼塘、鸭棚商业电站商场厂房大棚光伏幕墙建筑墙面形式多，范围广，容量从几个kW到几百MW并网发电系统8/42秘密光伏发电系统概述形式多，范围广，容量从几个kW到几百MW电站类型功率等级特点地域问题地面电站几百kW~几百MW集中，朝向一致西北地区，日照充足输送困难山地电站几百kW~几十MW分散，朝向不一致山地丘陵地带建设成本高，遮挡水面电站几百kW~几MW集中，朝向一致，湿度大中原地带，多湖泊，鱼塘湿度大，腐蚀问题工商业电站几十kW~几MW分散，朝向不一致工商业发达地区承重，建筑物阴影等幕墙电站几十kW~几百kW分散，朝向不一致楼宇建筑朝向，阴影等户用电站几kW朝向一致城市别墅区，农村地区标准少，市场混乱并网发电系统9/42秘密光伏发电系统概述存储光伏系统的多余发电量，提供自发用比例。应用场合自用电价比上网电价贵很多峰谷电价差很多光伏电站限电严重地区工作过程Ppv＜Pload用电高峰时，用光伏与存储电能给负载供电；其它时间，光伏与电网一起给负载供电；Ppv＞Pload光伏给负载供电，剩余通过控制器存储光伏组件光伏逆变器电网蓄电池控制器光伏组件光伏逆变器蓄电池控制器升压变本地负荷并网储能系统10/42秘密光伏发电系统概述并网储能系统集装箱式储能系统11/42秘密光伏发电系统概述将分散能源就地转化成电能，就近供给本地负荷具有完善的能量管理系统，可实现并网运行；离网运行；并网转孤岛；孤岛转并网；黑启动功能、平抑电网波动、削峰填谷电网友好关系等与纯离网系统相比的主要优势1、应用范围更宽，工作模式多2、系统配置灵活3、带载能力强微网系统蓄电池储能逆变器光伏组件光伏逆变器光伏组件光伏逆变器电网监控本地负荷柴油发电机12/42秘密光伏发电系统概述微网系统微网系统设备间13/42秘密光伏组件基本知识2逆变器分类、应用及发展3光伏系统电气方案设计4光伏发电系统概述114/42秘密光伏组件基本知识太阳能电池组件（SolarModule）也叫太阳能光伏组件（PVModule），简称电池板或光伏组件。按电池技术路线划分，主要分为晶体硅电池、薄膜电池和聚光电池。单晶硅多晶硅非晶硅薄膜组件半透明非晶硅组件单晶硅薄膜组件柔性薄膜组件15/42秘密光伏组件基本知识标准光伏组件包括：光伏玻璃：钢化玻璃，抵御风沙冰雹冲击，防护作用；EVA胶膜：两层EVA胶膜，将玻璃、电池片和背板粘合到一起；背板材料：有钢化玻璃、有机玻璃、铝合金、TPT复合胶膜等，根据场合使用；接线盒与旁路二极管：输出接线EVA胶膜钢化玻璃电池片EVA胶膜背板接线盒铝合金边框耐候胶16/42秘密光伏组件基本知识相同S不同T下的I-V曲线相同T不同S下的I-V曲线相同S不同T下的P-V曲线相同T不同S下的P-V曲线光伏组件特性及关键技术参数型号开路电压短路电流最大功率点功率最大功率点工作电压最大功率点工作电流转换效率电流温度系数电压温度系数功率温度系数MiasoleCIGS175W25.7V9.15A175W21V8.33A16.3%-0.03%/℃-0.35%/℃-0.40%/℃17/42秘密光伏组件基本知识区划日辐射量（kWh/m2d）占中国面积（%）分布区域丰富区≥4.817.4西藏大部分、青海西部、新疆南部、甘肃和内蒙古的西部较丰富区3.8～4.842.7新疆中北部、内蒙古中部、华北地区、山东东部及北部、黄土高原、青藏高原东部、甘肃中东部、四川可利用区2.9～3.836.3东北地区、内蒙古东北部、西南地区一部分、华东地区、中南地区、秦岭地区、台湾、海南东部贫乏区<2.93.6四川盆地以及重庆、贵州、湖北、湖南等省市的部分地区我国光资源分布图18/42秘密光伏组件基本知识2逆变器分类、应用及发展3光伏系统电气方案设计4光伏发电系统概述119/42秘密光伏逆变器分类、应用及发展光伏逆变器按系统用途并网逆变器、离网逆变器、储能逆变器并网逆变器按功率及用途集中式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器并网逆变器功能：1）逆变，把直流电转化为交流电；2）最大功率点追踪（MPPT）;3）孤岛效应检测与控制；4）电网检测及并网功能；5）零（低）电压穿越功能。整流逆变光伏逆变器分类20/42秘密光伏逆变器分类、应用及发展典型光伏并网逆变器拓扑1、集中式并网逆变器PV+PV-LC滤波器交流断路器交流接触器直流防雷器L1L2L3逆变单元直流侧EMC滤波器交流侧EMC滤波器变压器N交流防雷器直流断路器PV+PV-直流断路器LC滤波器交流断路器交流接触器直流防雷器交流防雷器L1L2L3逆变单元直流侧EMC滤波器交流侧EMC滤波器带隔离变压器的集中式并网逆变器功率等级有25kW/50kW/100kW/250kW不带隔离变压器的集中式并网逆变器功率等级有250kW/500kW/630kW/1MW/1.25MW/2.5MW21/42秘密光伏逆变器分类、应用及发展典型光伏并网逆变器拓扑2、组串式并网逆变器TA1TA2TB1TB2TC1TC2TA3TA4TB3TB4TC3TC4C1C2+Ud/20-Ud/2LsLsLs接触器ABCNEMC滤波器++--隔离开关DC/DCEMC++--隔离开关DC/DCEMCDC/AC双级组串式逆变器电路拓扑图（功率等级有10kW/15kW/20kW/33kW/40kW/50kW/60k等）22/42秘密光伏逆变器分类、应用及发展逆变器在光伏系统中的应用---集中式并网逆变器逆变器DC/ACDC/ACDC/ACDC/AC…DC/DC…DC/ACDC/DCDC/DCDC/ACDC/AC…单级集中式结构单级/双级并联型结构10MW以上光伏电站逆变器方案90%10%集中式逆变器组串式逆变器23/42秘密光伏逆变器分类、应用及发展逆变器在光伏系统中的应用---组串式并网逆变器逆变器DC/AC单级组串式结构双级组串式结构100kW~1MW光伏电站逆变器方案逆变器DC/ACDC/DCDC/DC…33%57%10%集中式逆变器组串式逆变器其他24/42秘密光伏逆变器分类、应用及发展逆变器在光伏系统中的应用---微型逆变器、光伏优化器DC/DCDC/ACDC/DC25/42秘密光伏逆变器分类、应用及发展逆变器分类应用特点逆变器类型集中式逆变器组串式逆变器微型逆变器逆变器容量25Kw~2.5MW600W~60kW1kW以下组件接入形式方阵组串组件MPPT功能方阵的最大功率点组串的最大功率点组件的最大功率点遮挡影响影响最大影响较小影响最低直流电缆大量使用少量使用基本不使用适用光伏系统日照均匀的地面大型光伏发电站或大型BAPV各类型地面光伏发电站或者BAPV/BIPV1kW以下的光伏系统安装适用专业安装和维护，更换困难安装简便、更换方便安装简便、更换方便成本低适中高26/42秘密光伏逆变器分类、应用及发展光伏逆变器发展：单机功率等级越来越大，效率越来越高27/42秘密光伏逆变器分类、应用及发展光伏逆变器发展：输入输出电压等级越来越高，体积越来越小28/42秘密光伏逆变器分类、应用及发展光伏逆变器发展：多电平/单级拓扑越来越受欢迎，模块化并联趋势越来越明显29/42秘密光伏逆变器分类、应用及发展光伏逆变器发展：集成化程度越来越高，一体化机房应用越来越普遍30/42秘密光伏组件基本知识2逆变器分类、应用及发展3光伏系统电气方案设计4光伏发电系统概述131/42秘密光伏系统电气方案设计设计原则：1）根据用户每天的用电量及当地气候条件确认组件功率；组件功率=（每天用电量╳连续阴雨天富裕系数）/（当地平均日照时数╳系统效率）2）根据用户负载类型和功率确认离网逆变器的功率；逆变器功率=（阻性负载+感性负载╳5）╳裕量系数/功率因数3）根据用户晚上用电量或者期望待机时间确定蓄电池容量；蓄电池容量（Ah）=（每天用电量╳阴雨天供电天数）/（放电深度╳充放电效率╳电池组电压）4）根据蓄电池与光伏组件的规格确定控制器。控制器输入电流=光伏组件最大功率/电池组电压小型离网系统典型设计32/42秘密光伏系统电气方案设计集中式光伏并网电站一般是国家级电站，功率等级在几MW~几百MW，并网电压等级在35千伏及以上，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。集中式光伏并网发电系统收益执行国家标杆电价2016~2017年间约0.8元/度集中式光伏并网发电系统33/42秘密光伏系统电气方案设计集中式光伏并网发电系统设计原则1）研究项目建设条件，通过多方案比较，确定合理的技术方案2）站址选择：考虑自然条件，并网接入，环境等3）太阳能电池方阵布置4）电气件选型集中式光伏并网发电系统34/42秘密光伏系统电气方案设计对于大型光伏并网发电系统，为了减少光伏组件与逆变器之间的连接线，方便维护，提高可靠性，一般需要在光伏组件与逆变器之间装设汇流箱（直流汇流装置）。集中式光伏并网发电系统16进1出6进1出内部实物图现场安装位置35/42秘密光伏系统电气方案设计集中式光伏并网发电系统典型设计假设20MW光伏电站选用的光伏组件型号为200W,最大功率点工作电压为27V,选用逆变器功率为500kW,MPPT直流输入电压范围为420~850V,那么光伏阵列可选用24串104并，每15路接入一台16路进1出汇流箱，每七台汇流箱接入一台500kW逆变器。汇流箱光伏并网逆变器汇流箱24串15并7路24串15并36/42秘密光伏系统电气方案设计集中式光伏并网发电系统典型设计37/42秘密光伏系统电气方案设计集中式光伏并网发电系统典型设计青海格尔木百科光伏电站使用薄膜组件1MW，分别接入两台500kW并网逆变器38/42秘密光伏系统电气方案设计分布式光伏并网发电系统的特点：用户侧安装建设；装机规模较小（数kW至数十MW）；并网电压等级在10千伏及以下分布式并网要求：8kW及以下可接入220V，8~400kW可接入380V，400kW~6MW可接入10kV；运营模式多，统购统销、有自发自用、自发自用（余量上网）等。分布式光伏发电收益国家补贴地方补贴基础电价以北京为例上网电0.42元/kWh+0.3元/kWh（五年）+0.4元/kWh自用电0.42元/kWh+0.3元/kWh（五年）分布式光伏并网发电系统39/42秘密光伏系统电气方案设计户用光伏系统组件一般安装在屋顶或者空旷地面上，每平方米光伏系统的功率约100W左右；目前常用系统功率等级基本为1kW~5kW。设计原则：1）站址选择知道有效利用面积，得出系统功率等级。以屋顶为例，有效面积30㎡，系统功率3kW2）光伏组件选型知道光伏组件的Pmpp，Vmpp，Impp，Voc，Isc等选择Slibro120W25块3）光伏并网逆变器选型根据系统功率和并网方式选型，选择晶福源3kW单相并网逆变器4）光伏方阵串并联设计假设环境温度-10℃~40℃方阵输出满足逆变器输入5串5并，两套汇流套件型号开路电压短路电流最大功率点功率最大功率点工作电压最大功率点工作电流转换效率电流温度系数电压温度系数功率温度系数SlibroSL2CIGS120W98.7V1.74A120W78.4V1.53A≥12.8%-0.01%/℃-0.29%/℃-0.37%/℃型号最大直流功率最大直流电压启动电压MPPT电压范围输入路数MPPT跟踪路数最大输入总电流SUNKID-3000HF3400W600V100V100V~500V2115A分布式户用光伏并网发电系统方案典型设计40/42秘密光伏系统电气方案设计户用系统电气方案原理图汇流套件2合1汇流套件3合1汇流套件2合1汇流套件3合13kW逆变器LNPE正极汇流套件3合1负极分布式户用光伏并网发电系统方案典型设计41/42秘密光伏系统电气方案设计一般分小型工商业发电系统（功率等级几十kW~几百kW）和大型工业发电系统（功率等级几百kW~几MW设计原则：1）根据场地、负荷、业主需求等情况，拟定系统容量2）选择合适场所，进行容量分配3）光伏并网逆变器选型场地较分散或者朝向不一致时，选用组串式逆变器更有利4）光伏方阵串并联设计5）电气系统设计分布式工商业光伏并网发电系统方案设计原则42/42秘密光伏系统电气方案设计谢谢Thanks