光伏電站發電系統介紹第1頁/共37頁2023/3/28二、光伏運維行業介紹1、光伏運維行業屬于一個新的行業，目前該行業是處于一個起步階段，不管對于該行業還是對于個人來說都有很大的發展和提升的空間。2、尤其對于個人來說，新行業最重要的便是需要不斷的創新和提升，這對個人自由展示才能和才華來說，是一個很好的機會。3、該行業工作人員即需要具備光伏發電系統的專業知識，也需要具備高壓設備運行專業知識，還需要相關設備的檢修工作能力，對該行業從業人員的能力要求較高。特點：是機遇同樣是挑戰，需要每個人自己去把握！第2頁/共37頁2023/3/28三、光伏電站的發電原理光伏發電是指利用太陽能電池這種半導體電子器件的P-N結光生伏打效應原理有效地吸收太陽光輻射能，通過轉換裝置使之轉變成電能的直接發電方式，是當今太陽光發電的主流，具有可再生、無污染等優勢。第3頁/共37頁三、光伏電站的發電原理太陽電池在陽光照射時產生光電壓現象稱為光伏效應。太陽能光伏發電是利用太陽電池的光伏效應（photovoltaieffect）原理把太陽輻射能直接轉變為電能的發電方式。第4頁/共37頁2023/3/28四、光伏電站的分類

光伏發電技術根據是否并網分類1、離網光伏發電系統2、

并網光伏發電系統第5頁/共37頁四、光伏電站的分類光伏發電系統按安裝容量可分為下列三種系統:小型光伏發電系統安裝容量小于或等于lMWp中型光伏發電系統安裝容量大于lMWp和小于或等于30MWp大型光伏發電系統安裝容量大于30MWp第6頁/共37頁四、光伏電站的分類根據并網光伏電站的接入電壓等級，并網光伏電站可以分為：小型光伏電站-中型光伏電站大型光伏電站——通過380V電壓及以下等級接入電網的電站；——即發即用、多余的電能送入電網——通過10kV~35kV電壓等級接入電網的電站；——通過升壓裝置將電能饋入電網——通過66kV及以上電壓等級接入電網的電站?！ㄟ^升壓裝置將電能饋入電網，遠距離傳輸ABC第7頁/共37頁四、光伏電站的分類離網電站獨立光伏系統的規模和應用形式各異，系統規?？缍群艽?，小到0.3～2W的太陽能庭院燈，大到MW級的太陽能光伏電站。其應用形式也多種多樣，在家用、交通、通信、空間應用等諸多領域都能得到廣泛的應用。盡管光伏系統規模大小不一，但其組成結構和工作原理基本相同。太陽能電池板獨立光伏系統的構成控制器蓄電池逆變器1243第8頁/共37頁戶用領域交通領域通訊/通信領域小型電源:用于邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電，負載如照明、電視、收錄機等；光伏水泵：解決無電地區的深水井飲用、灌溉。航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、路燈、高空障礙燈、公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統；農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。四、光伏電站的分類離網電站第9頁/共37頁四、光伏電站的分類離網電站太陽能照明同樣可以應用于商業，如公交站臺、廣告燈箱等。第10頁/共37頁四、光伏電站的分類離網電站

太陽能路燈系統主要由太陽能電池組件、燈桿、燈具、蓄電池、充放電控制器、（逆變器）等設備組成。第11頁/共37頁四、光伏電站的分類離網電站中、大型離網電站，解決偏遠地區村落、開發區等大型用電負荷地區的離網光伏電站。第12頁/共37頁四、光伏電站的分類并網電站集中式地面電站集中安裝在地面區域的光伏電站，一般采用高壓、特高壓并網分布式屋頂電站組件安裝在屋頂的光伏電站，多數為380V電壓并網，自發自用光伏大棚光伏電站與農業大棚相結合，一般采用高壓、特高壓并網第13頁/共37頁四、光伏電站的分類并網電站第14頁/共37頁四、光伏電站的分類并網電站大中型集中式地面光伏電站的基本特點是：光伏電站安裝整體容量大，占地面積廣闊；很多電站是建設在偏僻的人煙稀少的地方，光伏電站土建工程量較大；為了光伏電站正常運行與維護，光伏電站需要專業人員駐守維護，相應的附屬設施較多。第15頁/共37頁四、光伏電站的分類并網電站分布式屋頂并網光伏電站基本組成通常包括如下幾個部分：與建筑屋面結合的基礎、光伏方陣光伏方陣支架安裝形式、光伏組件方陣布局、光伏直流/交流電氣結構、并網接入部分等。大部分分布式光伏電站與集中式光伏電站相比安裝容量偏小、接入電壓等級較低，接近負荷，對電網影響小等特點，可以應用在大中型工業廠房、公共建筑以及居民屋頂等建筑上。第16頁/共37頁四、光伏電站的分類并網電站大中型集中式地面光伏電站通常由太陽能光伏組件方陣、光伏逆變/光伏電氣系統和光伏電站并網接入系統等三大部分組成。大中型集中式地面光伏電站的基本器件與設備包括：光伏方陣、光伏方陣地基/基礎/支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網逆變器、交流配電柜、高壓柜（進線柜、出線柜）、計量柜、電能監測儀、升壓變壓器、消防配套設施等設備，另外還有電站監控裝置和環境監測裝置等。第17頁/共37頁四、光伏電站的分類并網電站分布式發電（DistributedGeneration，簡稱DG），通常是指發電功率在幾千瓦至數百兆瓦（也有的建議限制在30～50兆瓦以下）的小型模塊化、分散式、布置在用電用戶附近的高效、可靠的發電單元。BIPVBAPV第18頁/共37頁四、光伏電站的分類并網電站光伏農業科技大棚是一種與農業生產相結合，棚頂太陽能發電、棚內發展農業生產的新型光伏系統工程，是現代農業發展的一種新模式。它通過建設棚頂光伏電力工程實現清潔能源發電，最終并入國家電網，同時在棚下將光伏科技與現代物理農業發展有機結合，發展現代物理高效農業，探索農作物生產安全高效新模式，有效地利用有限的資源、空間，提高單位土地經濟效益。第19頁/共37頁2023/3/28五、光伏電站的組成電池組件匯流箱電網變壓器配電裝置逆變器二次設備第20頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能1、電池組件

太陽能電池的基本單元是“電池片”，一定數量的電池片通過封裝工藝串聯在一起形成電池組件。第21頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能1、電池組件目前光伏電站常用的電池組件有以下三種：單晶硅電池組件：光電轉換效率為18%左右，實驗室最高可達到25％，是目前所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，堅固耐用，使用壽實驗室命最高可達25年，但制作成本高。多晶硅電池組件：制作工藝與單晶硅電池相近，光電轉換效率約14％左右，實驗室可達到20.4%，制作成本比單晶硅電池低，制作成本比單晶硅電池低，但壽命比單晶硅電池短。非晶硅電池組件：是新型薄膜式電池組件，制作工藝與單晶硅和多晶硅電池的完全不同，制作成本低。弱光性能優于晶硅電池。但光電轉換效率偏低，且衰減較快。第22頁/共37頁六、光伏電站的主要設備及其功能光伏防雷匯流箱安裝于太陽能電池方陣陣列內，它的主要作用是將太陽能電池組件串的直流電纜，接入后進行匯流，再與并網逆變器或直流防雷配電柜連接，以方便維修和操作。2、光伏防雷匯流箱匯流箱的電氣原理框圖如下圖所示上圖所示之光伏陣列防雷匯流箱為6路輸入，針對具體設計情況需求，輸入電池串列可相應增加或減少。第23頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能3、并網逆變器光伏并網逆變器（下稱逆變器）是光伏發電系統中的核心設備。逆變器將光伏方陣產生的直流電（DC）逆變為三相正弦交流電（AC），輸出符合電網要求的電能。逆變器是進行能量轉換的關鍵設備，其效率指標、電氣性能參數等，將直接影響電站系統發電量。第24頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能逆變器滿足以下要求：a)并網逆變器的功率因數和電能質量應滿足電網要求。b)逆變器額定功率應滿足用于海拔高度的要求，其內絕緣等電氣性能滿足要求。

c)逆變器使用太陽電池組件最大功率跟蹤技術(MPPT)。d)逆變器具有極性反接保護、短路保護、孤島效應保護、過溫保護、交流過流及直流過流保護、直流母線過電壓保護、電網斷電、電網過欠壓、電網過欠頻、光伏陣列及逆變器本身的接地檢測及保護功能等。第25頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能4.1

就地升壓變（油式/干式）將逆變完之后的交流電壓進行就地升壓，多臺就地升壓變升高電壓后T接送至高壓配電室。4、就地升壓變設備房4.2低壓（萬能式）智能式斷路器分配逆變器交流測負荷，為就地升壓變低壓測開關設備。4.3高壓負荷開關為就地升壓變高壓測開關。第26頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能5、高低壓配電裝置高、低壓配電裝置主要用于控制站內電能的通、斷，分配及交換，一般有380V、10KV、35KV等電壓等級。低壓柜指站用電及其相關設備。第27頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能6、變壓器變壓器是一種靜止的電器，它利用電磁感應原理把交流電壓轉換成相同頻率的另一種交流電壓。其結構的主要部分是兩個（或兩個以上）互相絕緣的繞組，套在一個共同的鐵芯上，兩個繞組之間通過磁場而耦合，但在電的方面沒有直接聯系，能量的轉換以磁場為媒介。在兩個繞組中，把接到電源一側的繞組稱為一次繞組，簡稱原邊，而把接到負載一側的繞組稱為二次繞組，簡稱副邊。當原邊接到交流電源時，在外施電壓作用下，一次繞組中通過交流電流，并在鐵芯中產生第28頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能變壓器按相數區分可以分為三相變壓器和單相變壓器；按繞組數目來區分，可以分為兩繞組和三繞組變壓器；按冷卻介質分，可以分為油浸式變壓器、干式變壓器（空氣冷卻式）以及水冷式變壓器。交變磁通，其頻率和外施電壓的頻率一致，這個交變磁通同時交鏈著一次、二次繞組，根據電磁感應定律，交變磁通在原、副繞組中感應出相同頻率的電勢，副邊有了電勢便向負載輸出電能，實現了能量的轉換。利用一次、二次繞組匝數的不同以及不同的繞組聯接法，可使原、副邊有不同的電壓、電流和相數。第29頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能7、室外間隔式設備7.1、室外SF6斷路器（分合位置、氣體壓力、彈簧儲能）7.2、室外PT、CT（為保護、檢測裝置、儀表提供電壓和電流）7.4、室外避雷器設備（母線過電壓進行保護）7.3、室外隔離開關（配合斷路器使用，提供明顯的斷開電）第30頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能8、主控室設備（繼電保護、通訊）8.1母線縱差保護。8.2光纖差動保護。8.3失步解列。8.4過流保護。8.5通訊設備、調度通信、光功率預測、蓄電池、直流控制屏、UPS電源。第31頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能9、監控室設備9.1監控主機+操作后臺9.2五防主機9.3光功率預測系統9.4調度通訊系統9.5視頻監控后臺（全站視頻監控）9.6調度管理系統（電站調度管理，與調度進行工作對接用）第32頁/共37頁2023/3/28六、光伏電站的主要設備及其功能10、氣象站采集風速、風向、輻照度、溫濕度等氣象數據，為光功率預測系統提供有效氣象數據。第33頁/共37頁2023/3/28七、影響光伏電站發電量的幾個因素1：太陽輻射量2：太陽電池組件的傾斜角度3：太陽電池組件的效率4：組合損失（串聯失配、并聯失配）5：溫度特性6：灰塵損失7：最大輸出功率跟蹤（MPPT）8：線路損失（直流側、交流測）9：控制器、逆變器效率10：變壓器等交流測設備損失第34頁/共37頁2023/3/28光伏電站的效率η=η1*η2*η3太陽電池陣