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光伏并网柜的核心技术要求

             太阳能是一种重要的,可再生的清洁能源,取之不尽用之不竭、无污染、人类能够自由利用的能源。在国家的大力扶持下,中国光伏产业蓬勃发展,并且取得了一些成绩。不仅带动的经济的发展,同时对环境和可再生能源上都有很大的影响。在早些年,中国以集中式地面光伏电站为主,这些电站主要建在隔壁、沙漠或者荒山上。光伏的容量也是比较大。而近些年来,国内的分布式光伏发展的如火如荼。起先在山东、浙江、江苏等地,后来慢慢在全国各个省市。

分布式光伏发电的特点:
            1、光伏容量比较小。一般对于家庭式的分布式光伏,装机容量也就是在几十KWp,对于一些稍微大一点的厂房等地,光伏容量也就是在几MWp。通常情况下,根据容量的大小和实际的现场情况选择合适的并网电压等级。对于家庭式的分布式光伏多以AC220或者AC380V为主,对于几MWp这种比较大一点的光伏多以10KV并网。
            2、结构简单,便于维护管理。对于分布式光伏电站来讲,除了必须要有的光伏组件以外,电气设备也是必不可少的的。其中一次设备有变压器、开关柜等,二次设备有防孤岛保护装置、电能质量在线监测装置、电度表等。这些较那些集中式光伏电站来讲,设备少了许多。设备的减少,出问题的几率就大大降低,便于现场人员多维护管理。
 
            其中光伏并网柜在分布式光伏电站中是必不可少的,根据现场的实际情况,一般情况下光伏并网柜安装在光伏专变的下方、挂在墙面上或者立在室内。那么光伏并网柜需要满足什么要求,需要实现哪些功能,这是许多安装光伏的项目负责人比较揪心的一件事。据目前了解来看,有许多分布式光伏电站已经安装好了,在供电部门检验时总是验收不过,总是有这样或那样的问题。针对于这类问题,我们一起探讨一下。
根据国家电网公司文件关于印发《光伏电站接入电网技术规定》标准通知,其中在安全与保护上,要求光伏电站应在光伏电站并网点内侧设置易于操作,可闭锁,且具有明显断开点的并网总断路器;具有一定的过电流能力,在120%Ie下,光伏电站可靠工作时间不小于1min;对于小型光伏电站也就是分布式光伏电站来讲,需要具备快速检测防孤岛并且快速切断并网开关的能力;当光伏电站设置不可逆并网方式时,应配置逆功率保护相关设备;恢复并网要求,当电网发生扰动,在电网电压和频率未达到正常范围之前光伏电站是不允许并网,当检测到电网电压和频率恢复到正常值后,经过20S到5min这一段时间的延时后合闸并网,重合闸时间由电站的容量、接入方式和当地调度或供电部门决定。基于以上对分布式式光伏电站的要求,再结合目前市场的实际情况,大体可以得出光伏并网柜的技术要求。但是地区的不同,对于设备的要求也有些不一样。一般情况要求如下:
1、并网开关。根据15D202-4  建筑一体化光伏系统 电气设计与施工要求,断路器的选型及安装应符合下列要求:
            1)、根据短路电流水平选择开断能力,并留有一定裕度。
            2)、应具备过流保护功能,具备反应故障及运行状态的 辅助触点及同时切断中性点的功能。
            3)、具备电源与负荷端反接的能力。
            4)、根据并网电流的大小选择微型、塑壳或者框架式断路器。由此可见,并网开关一般选择具有失压脱口功能、带有电操回路、单辅触点等,必须强调一点,开关需选择4P开关,这些是基本要求。开关的容量大小一般是根据光伏的容量大小来选取的,一般多为额定电流的1.2到1.5倍。在800A以下多用塑壳式开关,对于800A以上多用于框架式断路器(并不是绝对,要根据实际情况来选定)。因此市面上有些项目用的并网开关功能看似很强大,不过对于光伏电站来讲并不是很适用。
            2、防孤岛保护装置。防孤岛保护装置是一种微机保护装置。安装在并网点处,对于分布式光伏电站来讲,多安装于并网柜中。防孤岛保护装置应具有的最基本功能有高频保护、低频保护、高压保护、低压保护和逆功率保护等。防孤岛保护装置的功能要求是根据电网的要求,如下所示:
光伏并网柜的技术规范
3、电能采集终端和电能表。
            这部分多为当地供电部门来提供,用户发电量的统计,以便于补偿。在此不做过多说明。
            综上所述,分布式光伏并网柜的组成应该有并网开关、防孤岛保护装置、浪涌保护器、温湿度加热器等。满足的功能是当电网出现故障时,并网开关准确快速的断开,当电网恢复正常时,并网开关可以重合闸。但是这是最基本的要求,也是国网公司的文件要求。但是对于各地的供电部门来讲,要求有所改变。举例说明:
            1、杭州并网要求比较多,除了必要的防孤岛保护装置必须具有的功能之外,还要求具有其他保护功能,主要是两段式电流保护功能,如图1所示。
            2、有些地方要求并网柜中添加UPS设备,给防孤岛保护装置供电。其实在实际应用中,UPS可以省去。一般来讲,防孤岛保护装置采模拟量电压为电网电压。装置的供电电源也是取自电网电压AC220V,当电网突然失压,由额定电压降至0V时,此时防孤岛保护装置也处于失电状态,装置没有办法动作。但是并网开关具有失压脱口功能,此时并网开关会自行断开,将光伏电站与电网分开。当电网电压处于低于或高于额定值时,或者频率有些不正常时,此时防孤岛保护装置是可以正常运行的,这时装置也会根据实际采样结果做出判断,准确及时的跳开并网开关。由此可见UPS可用可不用。但是很多供电部门为了保证防孤岛保护装置的正常运行,减少由于装置电源不稳而导致装置电源板烧毁,添加了UPS,从这一点来讲,也是比较好的。
            3、河南南阳那边要求防孤岛装置具备基本功能之外,还需具备零序电流保护功能,说是该功能是供电局指定要求的功能。由此可见,地区不同,对于并网柜的要求也是有所不同,这要求没有绝对的对与错,只是对于当地供电部门在参考国电电网要求并结合当地的实际情况而做出的一个适合自己地区的一个规范。
光伏防孤岛保护装置技术规范

 

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