安科瑞 華梅超 

江蘇安科瑞電器制造有限公司

建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)是將建筑與光伏發(fā)電結(jié)合的一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式，是應(yīng)用太陽能發(fā)電的一種新概念。簡單地講就是將太陽能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的圍護結(jié)構(gòu)外表來提供電力。太陽光照射在太陽電池上產(chǎn)生光生伏打效應(yīng)，產(chǎn)生直流電。太陽電池連接起來并封裝在不同的材料上構(gòu)成組件，組件通過電氣的串并聯(lián)方式連接成光伏方陣，光伏方陣輸出的直流電經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姴⑷腚娋W(wǎng)，實行“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)、就近消納、電網(wǎng)調(diào)節(jié)”的運營模式，能夠有效解決電力在升壓及長途運輸中的損耗問題。
光伏組件可以通過多種方式集成到建筑中。大體上可以分為兩類：一類是光伏方陣與建筑的結(jié)合。另一類是光伏方陣與建筑的集成，如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂?shù)取Ｔ谶@兩種方式中，光伏方陣與建筑的結(jié)合是一種常用的形式，特別是與建筑屋面的結(jié)合。我們認為光伏建筑一體化，需要將光伏組件融合到建筑中，成為建筑的整體結(jié)構(gòu)的一部分。建筑一體化的光伏組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的建筑材料，降低光伏發(fā)電的成本。它并不占用額外的空間，在人口稠密的城市也能使用。設(shè)計良好的一體化系統(tǒng)也能夠提高市場的接受程度，為業(yè)主塑造良好的社會形象，是太陽能利用的最佳形式。
1.2引用標準

2 光伏發(fā)電系統(tǒng)方案
2.1單相并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
2.1.1適用場合
適用于小型建筑光伏系統(tǒng)，例如家庭屋頂光伏系統(tǒng)、小型商用光伏系統(tǒng)，裝機容量一般小于10kW，也可結(jié)合中功率逆變器配合使用，并網(wǎng)電壓為220V。
2.1.2系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由光伏組件、交流配電箱、單相并網(wǎng)光伏逆變器、計量儀表、通信監(jiān)控、連接電纜等組成。
2.1.3系統(tǒng)特點
●針對每個組件實現(xiàn)MPPT功能，實際發(fā)電效果佳。
●環(huán)境適應(yīng)性強，對組件一致性要求低。
●直流側(cè)布線簡單，無需匯流設(shè)備。
●系統(tǒng)冗余運行能力強，擴展方便。
2.1.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1.5一次方案圖

2.2三相組串并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
2.2.1適用場合
在三相組串并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電量一般在10~200KW，適用于中型建筑光伏系統(tǒng)，各光伏組串允許安裝朝向不同、規(guī)格不同。
2.2.2系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由光伏組件、組串式光伏并網(wǎng)逆變器、交流配電柜、連接線纜等組成。
2.2.3系統(tǒng)特點
●每路光伏組串的逆變器都可實現(xiàn)各自的MPPT功能，整體效率不受組串間差異影響，實際發(fā)電效果較好。
●系統(tǒng)具有一定的冗余運行能力。
●可分散就近并網(wǎng)，減少直流電纜使用。
●維護方便，便于管理。
2.2.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2.5一次方案圖

2.3 三相集中并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
2.3.1適用場合
三相集中并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一般發(fā)電量在200~1000KW，適用電壓為380V或升壓至10KV及以上，這種發(fā)電系統(tǒng)適用于大型廠房類屋頂發(fā)電項目，要求建筑屋頂形狀規(guī)則，無遮擋物。
2.3.2系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由光伏組件、直流匯流箱、直流配電柜（可選）、集中式光伏并網(wǎng)逆變器、交流配電柜、并網(wǎng)柜、升壓裝置、連接線纜等組成。
2.3.3系統(tǒng)特點
● 系統(tǒng)無冗余能力；
● 直流側(cè)需較多直流電纜；
● 集中并網(wǎng)，便于管理；
● 對于集中式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，可提供直流光伏匯流箱，直流防雷柜。
2.3.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3.5一次方案圖

3 產(chǎn)品介紹
3.1 并網(wǎng)逆變器
3.1.1 AMI-250單相并網(wǎng)光伏微型逆變器
概述
該系列產(chǎn)品采用DSP控制芯片，有一路的直流輸入，經(jīng)過雙路交錯并聯(lián)反激升壓后進入逆變電路，再經(jīng)過濾波器并網(wǎng)。在雙路交錯并聯(lián)反激中實現(xiàn)MPPT控制、升壓和隔離的功能。逆變電路可以把直流變成交流，濾波器可以減小紋波。本產(chǎn)品采用電力線載波通訊技術(shù)，可以實現(xiàn)各個模塊的檢測和數(shù)據(jù)采集。
技術(shù)指標

 外形及安裝尺寸(mm)

3.1.2 AMI-C微逆集中管理單元
概述
AMI-C微逆集中管理單元是針對屋頂太陽能、小型光伏電站系統(tǒng)中使用微型逆變器時進行集中能量控制與管理的設(shè)備。使用電力線載波通信收集每臺微型逆變器的數(shù)據(jù)，存儲于設(shè)備內(nèi)部，提供網(wǎng)絡(luò)接口、RS485接口，用戶可使用組態(tài)系統(tǒng)連接，或通過瀏覽器直接查看設(shè)備監(jiān)控的每臺微型逆變器的運行狀況。
型號說明

技術(shù)參數(shù)

外形及尺寸(單位：mm)
 

集中管理單元安裝尺寸示意圖

去耦模塊安裝尺寸示意圖

接線端子
主體模塊

去耦模塊

3.1.3 ASI系列組串式逆變器
概述
ASI系列光伏逆變器主要適用于商業(yè)、工業(yè)屋頂及中小型光伏電站建設(shè)。逆變器采用先進的拓撲結(jié)構(gòu)和領(lǐng)先的逆變控制技術(shù)，可達到高達97.8%的轉(zhuǎn)換效率，易實現(xiàn)光伏系統(tǒng)整體效率的最大化。具有可靠的電網(wǎng)支持能力，高防水防塵等級以及非常寬的組件電壓接入范圍，因此不僅可以應(yīng)用于商業(yè)屋頂及商業(yè)電站系統(tǒng)，也可應(yīng)用于兆瓦級的大型電站的設(shè)計。
技術(shù)指標

外形及安裝尺寸(mm)

3.2 APV-M系列光伏匯流箱
概述
在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，數(shù)量龐大的光伏電池組件進行串并組合達到需要的電壓電流值，以使發(fā)電效率達到最佳。APV-M系列智能光伏匯流箱主要作用就是對光伏電池陣列的輸入進行一級匯流，用于減少光電池陣列接入到逆變器的連線，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高可靠性和可維護性。在提供匯流防雷功能的同時，還監(jiān)測了光電池板運行狀態(tài)，匯流后電流、電壓、功率，防雷器狀態(tài)、直流斷路器狀態(tài)采集，繼電器接點輸出等功能，并帶有風速、溫度、輻照儀等傳感器接口功能供客戶選擇，裝置標配有RS485接口，可以把測量和采集到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控系統(tǒng)。
技術(shù)參數(shù)

外形尺寸與結(jié)構(gòu)

   

 3.3APG系列光伏直流防雷柜
概述
光伏直流防雷柜是對直流電能進行匯總、監(jiān)控、保護的功能柜（一般指匯總直流負荷的柜），直流防雷柜可以將多路直流輸入?yún)R總成一路直流電流輸出，每路均帶保護裝置（斷路器、熔斷器等）、防反二極管、防雷器等，可以對每路電壓、電流、防雷狀態(tài)進行監(jiān)控，通過RS485接口遠程通訊把測量和采集到的數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)上傳。
型號說明
                   

技術(shù)指標
                                                                       

外形尺寸(單位：mm)

4 Acrel-2000 V8.0光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)
4.1 概述
太陽能光伏電站現(xiàn)場設(shè)備主要由光伏電池陣列、匯流箱、低壓直流柜、逆變柜、交流低壓柜、升壓變壓器等組成，最后產(chǎn)生的高壓交流并入電網(wǎng)。針對光伏發(fā)電每個環(huán)節(jié)電力參數(shù)檢測的需要，安科瑞公司推出了AGF系列光伏匯流采集裝置、PZ系列直流檢測儀表及ACR系列電力質(zhì)量分析儀，分別應(yīng)用于匯流箱、直流柜及交流柜中，并通過Acrel-2000 V8.0光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)后臺集中監(jiān)控。
4.2 參照標準
GB50062-2008 《電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》  
DL/T 5137-2001 《電測量儀表裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》 
DL/T 720-2013 《電力系統(tǒng)繼電保護柜、屏通用技術(shù)條件》   
JB/T9568-2000   《電力系統(tǒng)保護、繼電器及自動裝置通用技術(shù)條件》   
GBl4285-2006    《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》 
GB7261-2008  《繼電器及繼電保護裝置基本試驗方法》  
DL5003-2005    《電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程》  
DL/T476-12   《電力系統(tǒng)實施數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議》 
DL478-2010    《靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術(shù)條件》 
GB/T13730-2002 《地區(qū)電網(wǎng)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》   
GB/T15145-2008 《微機線路保護裝置通用技術(shù)條件》   
GB/T 13729-2002 《遠動終端通用技術(shù)條件》 
GB/T 14429-2005  《遠動設(shè)備及系統(tǒng)總則》
DL/T 634-2009 《遠動設(shè)備和系統(tǒng) 傳輸規(guī)約 基本遠動任務(wù)配套標準》
CGC/GF002-2010 《光伏匯流箱技術(shù)規(guī)范》            
4.3組網(wǎng)示意圖

4.4系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

4.5系統(tǒng)功能

● 系統(tǒng)運行監(jiān)視和控制
監(jiān)控系統(tǒng)可分區(qū)域?qū)崟r監(jiān)測各光伏陣列的充電電壓及電流、蓄電池電壓及溫度等信息，并對故障點進行異常顯示與報警提示；

    

 

● 逆變器用電趨勢曲線分析
監(jiān)控系統(tǒng)可繪制顯示逆變器電壓—時間曲線、功率—時間曲線等，直流側(cè)輸入電流實時曲線、交流側(cè)逆變輸出電流曲線，并采集與顯示日發(fā)電量等電參量；

    

 

● 歷史數(shù)據(jù)管理
監(jiān)控系統(tǒng)可針對光伏發(fā)電現(xiàn)場的各種事件進行記錄，如：通訊采集異常、開關(guān)變位、操作記錄等，時間記錄支持按類型查詢，并可對越限報警進行更改設(shè)置；

   

● 日發(fā)電趨勢分析
監(jiān)控系統(tǒng)對光伏發(fā)電的發(fā)電量可形成月棒圖及年度棒圖顯示，并折算成二氧化碳、二氧化硫減排量值；并可查看太陽輻射強度趨勢曲線、風速變化趨勢曲線顯示；

 

5 典型案例
■安科瑞-江陰南閘街道東盟路5號廠房   100.45kWp光伏發(fā)電項目
本項目采用多晶硅電池組件，共采用245w的多晶硅組件410塊，容量總計100.45kW。
系統(tǒng)采用智能型微逆（AMI-250微型并網(wǎng)逆變器）與組串式逆變器（ASI-2000TL）相結(jié)合的方案。其中250W的智能型微逆205個，功率為51.25KW，組串式逆變器采用2臺20kW與1臺12kW，功率52kW，以上逆變器功率總計103.25kW，通過逆變器變成交流后經(jīng)室外防雷匯流箱匯流，經(jīng)交流配電柜，接至廠區(qū)用戶變電配電房的低壓側(cè)母線。發(fā)電系統(tǒng)圖如下圖所示：

本項目裝機總?cè)萘繛?00.45kWp，理論年發(fā)電量10.7萬kWh，可大幅度節(jié)約電費和減少二氧化碳的排放。
設(shè)備清單如下：

6 光伏并網(wǎng)電站收益
6.1商用光伏并網(wǎng)電站收益
應(yīng)用：適用安裝于企業(yè)、工業(yè)、酒店醫(yī)院、地面、海島等商業(yè)單位。
安裝優(yōu)點：有效的與屋頂結(jié)合，設(shè)計美觀，安裝方便，節(jié)約運營成本，減少碳、氮、硫等有害氣體的排放，保護環(huán)境。
安裝容量：30kW-6000kW
投資回報

6.2戶用光伏并網(wǎng)電站收益
應(yīng)用：適用安裝于獨棟別墅、連排別墅、個人用戶屋頂、陽光房、陽臺、車棚等場合。
安裝優(yōu)點：有效與屋頂結(jié)合、設(shè)計美觀、有助于屋頂?shù)恼陉柗烙?，延長屋頂壽命，安裝方便。
安裝容量：1KW-30KW
投資回報

作者簡介：華梅超，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)。​