分布式光伏发电设备选型要求

谢权生

【摘 要】分布式光伏发电具有多项优点：充分利用太阳能资源，无须开采、运输；太阳能属于清洁能源，利用太阳能发电在减少燃煤的同时，减少碳粉尘、二氧化碳、二氧化硫等污染物排放。使用家庭分布式光伏发电时电压稳定，在自足供电享受国家补贴的同时，还能够卖给国家电网。设备选型的组装参数要求，对将来发电项目的收益至关重要。

【Abstract】Distributed photovoltaic power generation has many advantages，such as making full use of solar energy， without mining and transportation.Solar energy is a kind of clean energy， the use of solar power could reduce the amount we use and the emissions of carbon dust， carbon dioxide， sulfur dioxide and other pollutants. The use of home distributed photovoltaic power generation can stabilize the voltage， self-sufficiency in power supply can not only enjoy state subsidies， but also sell to the national grid. Assembly parameter requirements for equipment selection are essential for future generation projects.

【关键词】晶硅太阳能电池组件；光伏并网逆变器；设备选型；转换效率

【Keywords】 crystalline silicon solar cell module； photovoltaic grid connected inverter ；equipment selection ；conversion efficiency

【中图分类号】F407.61 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0188-02

1 技术规范、技术参数

主要设备为晶硅太阳能电池组件、光伏并网逆变器，其他配件包括安装支架、直流交流电缆、断路器、熔丝、防雷器等。晶硅太阳能电池，A级电池片，光伏支架；文献（含边框）≥16.5%；单块电池板的功率在265W及以上；组件功率误差范围：0～3%，正偏差；工作环境温度范围：-40℃～+85℃。

在标准测试条件（即大气质量AM1.5、1000W/m2的辐照度、25℃的工作温度）下，太阳电池组件的实际输出功率均等于或者大于标称功率；晶体硅组件的填充因子FF≥0.75；峰值功率温度系数、短路电流温度系数、开路电压温度系数符合IEC 61215-10.4的标准要求；电池组件应具备较好的低辐照性能。辐射度在200-1000W/m2的IV测试曲线符合行业最新标准。[1]

电池组件的电绝缘强度：按照IEC61215中10.3条进行绝缘试验，要求在此过程中无绝缘击穿或表面破裂现象。测试绝缘电阻乘以组件面积≥40MΩ.m2；组件在外加直流电压1150V时，保持1分钟，无击穿、闪络现象；电池组件需具备受风、雪或覆冰等静载荷的能力，组件前表面的静负荷最大承压大于2400Pa，机械载荷试验满足IEC61215相关规定，大于5400Pa；电池组件可承受“冰雹直径/撞击速度=25mm/23m/s”冰雹的撞击；光伏电池受光面有较好的自洁能力；表面抗腐蚀、抗磨损能力满足IEC61215要求，组件具备抗沿海盐雾腐蚀的能力。

2 光伏并网逆变器等成套设备技术要求

2.1 范围界定

并网逆变器作为不可分割的整体由投标人成套提供，不允许进行任何形式的拆分、分包或外协。并网逆变器的容量、安规、降额系数等必须严格匹配。

逆变器是光伏发电系统中的核心设备，必须采用高品质性能良好的成熟产品，逆变器产品质保期不少于5年。组串式逆变器将光伏方阵产生的直流电（DC）逆变为单相正弦交流电（AC），输出符合中国电网要求的电能。组串式逆变器应该满足以下要求：①逆变器的功率因数和电能质量应满足当地电网要求；②逆变器额定功率应满足用于本工程海拔高度的要求，其内绝缘等电气性能满足要求；③逆变器的安装应简便，无特殊性要求；④逆变器应采用太阳电池组件最大功率跟踪技术（MPPT）。

2.2 逆变器接地

投标人必须保证逆变器整机的安全与可靠性，在并网逆变器内部，防雷系统的接地线和残余电流监测保护系统的接地线不能共用，接地导体截面积必须满足適用于并网逆变器的最严格的电工、电力和安全标准要求。

2.3 并网逆变器的残余电流监测与保护

残余电流监测保护系统必须满足CGC/GF004：2011《并网光伏发电专用逆变器技术条件》中5.7.5节的具体要求，出厂设置按照该标准的要求进行。

投标人对残余电流监测保护系统的准确性和可靠性负责，如果残余电流监测保护系统损坏，逆变器必须进行本地报警。残余电流监测保护系统不允许出现测量不准、误动、拒动等情况。

2.4 光伏并网逆变器

光伏并网逆变器形式，光伏并网逆变器形式采用壁挂式安装，满足IP65防护等级。光伏并网逆变器的主要性能指标。逆变器最大效率、欧洲效率和中国效率。投标方提供的伏项目组串式光伏并网逆变器最大效率≥98.0%，要求提供第三方权威机构出具的效率检测报告。

2.4.1 过载能力

并网逆變器应具有一定的过载能力并具备可靠的最大输出电流限制功能。在实际项目海拔条件下，投标并网逆变器的最大长期出力能力不应低于额定电流的110%。

2.4.2 输出电压范围

投标方需提供并网逆变器三相交流输出的电压范围。无论采用何种控制方式，并网逆变器在运行时不应造成电网电压波形过度畸变，并网逆变器注入电网的谐波电压和谐波电流不能超标，以确保公用电网和连接到电网的其他设备正常运行。

由并网逆变器引起的低压侧电压总谐波畸变率不超过3%，奇次谐波电压畸变率不应超过2.1%，偶次谐波电压畸变率不应超过1.2%。

2.4.3 光伏并网逆变器监控系统的基本要求

并网逆变器的控制系统应采用高性能的DSP控制芯片，反馈环节应采用低温漂、高精度、宽温度范围的高品质传感器（传感器的带宽和实际检测精度必须满足控制要求），模数和数模（如有）转换环节应采用高精度的高速AD/DA（如有）。并网逆变器内的所有PCB电路板都必须做优质、可靠、全面的三防处理。控制系统应能稳定、快速实现最大功率点跟踪和输出波形质量控制，以确保并网逆变器获得最大的功率输入并输出预期的正序正弦波电流。

3 电气与防雷设计

3.1 太阳能电池组件串并联设计

在并网逆变器MPPT电压范围内，上限电压处比下限电压处效率高，因此在保证设备安全运行的前提下优先选用高电压组串设计；太阳能电池组件串设计必须提供极端条件下电压、电流和功率等可靠性验证计算依据。并网接入：光伏项目应接入AC380V，并网逆变器和集成配电箱须独立安装（由中标企业建设），可靠固定。导线和接线端子应满足最高电压和恶劣情况下的安全载流量；直流导线应选用光伏专用电缆，交流导线应选用交联聚乙烯阻燃电缆。

3.2 产品寿命及选型要求

产品设计寿命25年及以上；光伏电池组件质保10年；逆变器质保5年。产品拥有相关行业和产品认证；达到国能新能【2015】194号文规定的“领跑者”计划标准产品优先考虑；在国内20MW以上的单个系统中使用过的品牌优先考虑。

4 结语

太阳电池组件就是光伏组件，是指工厂生产的可以直接出厂的最小单元。太阳电池组件应具有非常好的耐侯性，能在室外严酷的条件下长期稳定可靠运行，同时具有高转换效率并且廉价。太阳电池组件的选型直接关系到光伏方阵的设计，太阳电池组件的价格在整个并网光伏电站中的比例占到60%以上，因此选择优质高效的太阳电池组件是并网光伏电站可靠运行且提高发电量的关键之一。

【参考文献】

【1】刘柏良，黄学良，李军，等.含分布式电源及电动汽车充电站的配电网多目标规划研究[J].电网技术，2015（02）：168+187.