家庭分布式光伏并网一体箱的设计及应用

何 平, 叶剑烽, 张蕾琼, 柴连兴

(国家电网 嘉兴供电公司, 浙江 嘉兴 314199)



家庭分布式光伏并网一体箱的设计及应用

何 平, 叶剑烽, 张蕾琼, 柴连兴

(国家电网 嘉兴供电公司, 浙江 嘉兴 314199)

介绍了家庭分布式光伏并网一体箱的结构原理和主要功能特点,分析了在实际应用的标准化设计。家庭分布式光伏并网一体箱的箱内元件采用模块化组装,结构布置合理,大大降低生产成本,并缩短光伏工程的并网时间,提高了分布式光伏系统的发电效率。

家庭分布式光伏并网一体箱; 标准化设计; 功能特点; 并网时间

0 引 言

我国自2009年开始启动“金太阳”工程和光电建筑示范项目,给予分布式光伏发电系统补贴。随后,国家电网公司正式发布《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》以及国家陆续发布一系列分布式光伏优惠政策,大力扶持光伏企业。因此,近几年,分布式光伏发电呈爆发式增长。

目前,家庭分布式光伏并网相关的新设备相对滞后。调查结果显示,家庭分布式光伏并网项目施工时间普遍较长,工作涉及业务受理、现场查勘及编制接入系统方案、施工图设计、审图、设备制造、工程施工并验收并网等。一个家庭分布式光伏并网项目平均整个工期在30 d左右。同时家庭分布式并网一体箱设计差异性大,且价格差别较大,功能难以达到标准要求,为家庭分布式光伏并网工作带来了诸多不便。为简化分布式光伏并网工作流程和缩短施工时间,降低分布式光伏并网的设备价格,促进光伏产业健康发展,本文对家庭分布式光伏并网一体箱进行了研究。

1 并网一体箱的结构原理

光伏发电电气原理如图1所示。由太阳能光伏板把光能变成电能后,经汇流箱集成所需的直流电压、电流后,由逆变器转换成三相400 V(或单相220 V)交流电压后,通过并网箱就可以与国家电网并网,并给用户负载供电。

家庭分布式光伏系统位于用户附近,所发电能就地利用,一般以400 V(或220 V)电压等级接入用户内部电网,并且单个并网点总发电容量不超过6 kW。近年来,国家连续出台政策推进家庭分布式发电,但用于并网的箱体设计急需进行标准化,以降低成本,使家庭分布式光伏并网接入工程的时间缩短50%。由嘉兴供电公司牵头组成的课题小组对并网箱进行了一体化的标准化设计。

家庭分布式光伏并网一体箱电气原理如图2所示。

图2 家庭分布式光伏并网一体箱电气原理

家庭分布式光伏并网一体箱结构如3所示。

图3 家庭分布式光伏并网一体箱结构(mm)

家庭分布式光伏并网一体箱实物如图4所示。

图4 家庭分布式光伏并网一体箱实物

2 主要功能特点

家庭分布式并网一体箱为双开门结构,箱体内电气连接系统包括三相塑壳断路器、三相隔离闸刀开关、数据采集终端、电能表、避雷器等电气元器件。箱体外壳选用304不锈钢,加外形喷塑,优点是外形美观、强度高、耐高温、耐腐蚀、价格适中。箱体采用竖排布置,挂壁式安装,其特点是美观、安装方便、占地面积小。

并网开关选择光伏并网专用断路器与隔离刀开关组合形式,满足Q/GDW 1972—2013 《分布式光伏并网专用低压断路器技术规范》[1]中对并网开关的要求:并网点的安装应易于操作,具有明显开断指示、开断故障电流能力的低压并网专用断路器应具备失压跳闸及检有压合闸功能,失压跳闸定值整定为20%UN,延时10 s,检有压定值宜整定为大于85%UN。

刀开关选用两极模数化隔离刀开关,具备小型断路器的功能,体积小,安装便捷,易操作。

3 实际应用

家庭分布式光伏并网一体箱标准化设计已在2015年10月研制成功,并在嘉兴居民光伏并网工程中运用。家庭分布式光伏并网一体箱并网项目施工时间如表1所示。标准化居民并网箱通过了当地供电公司审核,大大缩减了设计、施工、设备生产时间,将整个施工周期缩短至10 d,比原先缩短了近2/3。

表1 家庭分布式光伏并网项目施工时间 d

家庭分布式光伏并网一体箱已经通过了浙江省电力公司的审核验收,并编制了《居民光伏并网装置标准化设计》[2],为居民光伏并网工程的设计提供便利。并网箱形成标准化设备后,大大降低了并网一体箱成本,缩短了居民光伏工程的并网时间,提高了居民分布式光伏发电效率。

家庭分布式光伏并网一体箱进行标准化典型设计后,降低了生产成本,明显地提高了经济效益。家庭分布式光伏并网一体箱经济效益如表2所示。

4 结 语

介绍了家庭分布式光伏并网一体箱标准化典型设计及应用,响应了国家及地方政府对家庭光伏发电政策的落实,改善了目前设备滞后的现状,为设计、施工、设备生产节省人力、物力,可促进光伏产业健康快速发展。

[1] 分布式光伏并网专用低压断路器技术规范:Q/GDW 1972—2013[S].

[2] 浙江省电力公司.居民光伏并网装置标准化设计[G].2015.

[3] 柯勇,陶以彬,李阳,等.分布式光伏/储能一体化并网技术研究及开发[J].机电工程,2015,32(4):544-548.

Design and Application of Family Distributed Photovoltaic Grid Box

HE Ping, YE Jianfeng, ZHANG Leiqiong, CHAI Lianxing

(Jiaxing Power Supply Company, State Grid, Jiaxing 314199, China)

This paper introduced the structure principle,main functions and characteristics of family distributed photovoltaic grid box,and analyzed the standardized design in the actual application.The family distributed photovoltaic grid box adopts the modular assembly,and the structure arrangement is reasonable,which significantly reduces the production costs and shortens the interconnection time of the photovoltaic project.It improves the efficiency of distributed photovoltaic system.

family distributed photovoltaic grid box; standardized design; function and characteristics; interconnection time

叶剑烽(1980—),男,高级工程师,从事配网设计、系统接入方面的工作。

张蕾琼(1987—),女,工程师,从事配网设计、系统接入方面的工作。

何 平(1981—),男,高级工程师,从事配网设计。

TU 855

B

1674-8417(2016)12-0061-03

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.12.014

2016-10-30