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      有些人在安裝光伏系統(tǒng)時(shí)，會抱著一種“即使電網(wǎng)停電，如果有太陽，自己家也能用上電”的心態(tài)，現(xiàn)實(shí)情況是，電網(wǎng)停電時(shí)，自己家的光伏發(fā)電系統(tǒng)只會曬太陽，也會停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同樣用不上電。

      造成這一現(xiàn)象的原因就是并網(wǎng)逆變器，必須配置防孤島裝置，當(dāng)電網(wǎng)電壓為零時(shí)，逆變器就會停止工作。防孤島裝置是光伏所有并網(wǎng)逆變器的必備裝置，當(dāng)電網(wǎng)停電，檢修人員準(zhǔn)備對電路進(jìn)行檢修，如光伏系統(tǒng)還在源源不斷地上傳電力，光伏并網(wǎng)逆變器必須有孤島效應(yīng)的檢測及控制功能。

      孤島效應(yīng)的檢測方法有被動式檢測和主動式檢測，被動式檢測方法檢測并網(wǎng)逆變器輸出端電壓和電流的幅值，逆變器不向電網(wǎng)加干擾信號，通過檢測電流相位偏移和頻率等參數(shù)是否過規(guī)定值，來判斷電網(wǎng)是否停電;這種方式不為造成電網(wǎng)污染，也不會有能量損耗;而主動式檢測是指并網(wǎng)逆變器主動、定時(shí)地對電網(wǎng)施加一些干擾信號，如頻率移動和相位移動，由于電網(wǎng)可以看成是一個(gè)無窮大的電壓源，有電網(wǎng)時(shí)這些干擾信號就會被電網(wǎng)吸收，電網(wǎng)如果發(fā)生停電，這些干擾信號就會形成正反饋，會形成頻率或電壓標(biāo)，由此可以判斷是否發(fā)生了孤島效應(yīng)。

      目前并網(wǎng)逆變器防孤島功能技術(shù)完全成熟，因此在戶用并網(wǎng)項(xiàng)目，是不需要再特別添置防孤島裝置，由于有些地方不僅僅是光伏并網(wǎng)逆變器接入電網(wǎng)，還有可能是風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、儲能系統(tǒng)等分布式電源，國家電網(wǎng)公司規(guī)定，當(dāng)并入電網(wǎng)接入容量過本臺區(qū)配變額定容量25%時(shí)，配變低壓側(cè)刀熔總開關(guān)應(yīng)改造為低壓總開關(guān)，并在配變低壓母線處裝設(shè)反孤島裝置;低壓總開關(guān)應(yīng)與反孤島裝置間具備操作閉鎖功能，母線間有聯(lián)絡(luò)時(shí)，聯(lián)絡(luò)開關(guān)也應(yīng)與反孤島裝置間具備操作閉鎖功能。

光伏扶貧，是我國發(fā)展產(chǎn)業(yè)扶貧、資產(chǎn)收益扶貧的嶄新嘗試、借鑒樣本。2014年以來，一場與陽光相約的脫貧致富工程在全國啟動開展。在國家能源局等多個(gè)部門的政策支撐與資金保障下，在能源電力企業(yè)的實(shí)踐探索與模式創(chuàng)新下，越來越多的貧困百姓在“光伏”+扶貧產(chǎn)業(yè)的帶動下，鼓起了錢袋子、邁開了新步子。

      水廠在線絕緣與電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)方案 電能質(zhì)量分析儀 PQ3000

      水務(wù)企業(yè)監(jiān)測方案

      一個(gè)大型的給水工程往往有1個(gè)或2個(gè)以上的取水泵站，幾個(gè)中間加壓泵站和綜合的凈配水廠組成。大、中型城市的供水系統(tǒng)，往往是多水源、多泵站、多管道、多用戶組成。一個(gè)大型的水泵站， 又是多臺機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行。裝機(jī)容量是按較不利的條件下，較大時(shí)流量和所需揚(yáng)程來決定的。只有采用水泵機(jī)組變頻的無級調(diào)速技術(shù)，才能連續(xù)地改變各水泵機(jī)組的轉(zhuǎn)速，來變更水泵的工況，使其綜合的等效特性曲線適應(yīng)特定管網(wǎng)用水量的變化，維護(hù)管網(wǎng)的壓力恒定，較大限度地提高各水泵機(jī)組效率， 達(dá)到理想的節(jié)能效果。水泵機(jī)組作為自來水供水系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行狀況對城市供水系統(tǒng)起著非常重要的作用。

      根據(jù)長期實(shí)踐與統(tǒng)計(jì)，影響水泵機(jī)組的可靠性的因素包括由于變頻器等非線性負(fù)載的使用所導(dǎo)致的電能質(zhì)量問題以及由于現(xiàn)場儀表、設(shè)備本體或電線電纜等發(fā)生故障從而導(dǎo)致電源系統(tǒng)出現(xiàn)接地漏電流問題。傳統(tǒng)的電機(jī)系統(tǒng)沒有實(shí)時(shí)在線的電氣監(jiān)測系統(tǒng)，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障回路及判別故障的嚴(yán)重性。增加在線絕緣及電能質(zhì)量監(jiān)測產(chǎn)品，將幫助水廠獲取實(shí)時(shí)報(bào)警信息，準(zhǔn)確判斷發(fā)生故障的回路，縮短排除故障時(shí)間，節(jié)省人力物力，保證水廠生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定。

      電能質(zhì)量監(jiān)測

      自來水廠由大功率變頻器帶動進(jìn)水泵電機(jī)工作，由于變頻器中要進(jìn)行大功率二極管整流、大功率晶閘管逆變，結(jié)果在輸入輸出回路產(chǎn)生電流高次諧波，干擾供電系統(tǒng)、負(fù)載及其它鄰近電氣設(shè)備，影響計(jì)量儀表工作不正常。電能質(zhì)量測量分析是發(fā)現(xiàn)引起電能質(zhì)量擾動的重要一環(huán)，可以用來對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控分析。電能質(zhì)量測量分析的內(nèi)容包括不平衡度、諧波、電壓瞬態(tài)變化等受影響設(shè)備運(yùn)行的電能質(zhì)量參數(shù)。

      RCM剩余漏電流及接地漏電流監(jiān)測

      通過監(jiān)測供電回路的漏電流RCM數(shù)據(jù)，以及接地故障電流數(shù)據(jù)可以在電機(jī)老化，電纜線損以及接地絕緣失效等故障發(fā)生前及時(shí)報(bào)警，避免事故及生產(chǎn)損失。

      保定特創(chuàng)電力科技有限公司生產(chǎn)的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置型號有TC-300B、TC-100B、TC-50B。

     1.電能質(zhì)量監(jiān)測裝置TC-300B主要功能

■可廣泛地應(yīng)用于光伏等新能源系統(tǒng)發(fā)電輸配電、電力電子、電機(jī)拖動等領(lǐng)域，測量分析公用電網(wǎng)供到用戶端或新能源光伏發(fā)電的交流電能質(zhì)量，其測量分析：電壓偏差、三相電壓允許不平衡度、電網(wǎng)諧波。
■應(yīng)用小波變換測量分析非平穩(wěn)時(shí)變信號的諧波。
■測量分析各種用電設(shè)備在不同運(yùn)行狀態(tài)下對公用電網(wǎng)電能質(zhì)量。
■負(fù)荷波動監(jiān)視：定時(shí)記錄和存儲電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、相位等電力參數(shù)的變化趨勢。
■電力設(shè)備調(diào)整及運(yùn)行過程動態(tài)監(jiān)視，幫助用戶分析電力設(shè)備調(diào)整及投運(yùn)過程中出現(xiàn)的問題。
■測試分析電力系統(tǒng)中斷路器動作、變壓器過熱、電機(jī)燒毀、自動裝置誤動作等故障原因。
■測試分析電力系統(tǒng)中無功補(bǔ)償及濾波裝置動態(tài)參數(shù)并對其功能和技術(shù)指標(biāo)作出定量評價(jià)。

      2. 電能質(zhì)量監(jiān)測裝置TC-100B

  TC-100B電能質(zhì)量監(jiān)測裝置是我公司新一代產(chǎn)品，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測和分析電網(wǎng)中母線及線路的電壓和電流的基波及2～30次諧波，可對諧波越限給出報(bào)警，并通過RS485或RS232通信接口將數(shù)據(jù)上傳至后臺監(jiān)控系統(tǒng)，滿足用戶對電能質(zhì)量的監(jiān)測要求。 
本裝置廣泛適用于380V至220kV各電壓等級的發(fā)電廠、變電站、石油、煤礦、鋼鐵、冶金、化工等大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)。
2.功能及特點(diǎn)
采用先進(jìn)的工業(yè)級中央處理器，運(yùn)算速度快、工作狀態(tài)穩(wěn)定、抗干擾性能強(qiáng)。Ø
裝置采用頻率自動鎖定技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生變化后，裝置仍能得出正確的分析結(jié)果。Ø
基于快速傅里葉變換原理，運(yùn)算結(jié)果快速準(zhǔn)確，可對電力線路的基波及2至30次諧波電壓、電流、總諧波畸變率進(jìn)行日常監(jiān)測。Ø
人機(jī)界面友好，漢字顯示，操作簡單、直觀。Ø
裝置可記錄60條越限記錄。Ø
3.技術(shù)參數(shù)
3.1 環(huán)境要求
戶內(nèi)使用，通風(fēng)應(yīng)良好 。
環(huán)境溫度：-10℃ ～ +50℃Ø
相對濕度：小于90%，表面無凝露 。Ø
大氣壓力：80 ～ 110Kpa 。Ø
海拔高度：Ø< 2000m 。
周圍介質(zhì)無導(dǎo)電塵埃與導(dǎo)致金屬或使絕緣損壞的腐蝕性氣體、霉菌等。Ø
3.2 技術(shù)參數(shù)
工作電源：AC/DC220V（如有特殊要求請?jiān)谟嗀洉r(shí)說明），功耗≤20W。Ø
信號的測量范圍：電壓：5~450V；PT回路功耗 0.5VA/相。Ø
電流：0.06A ~6A；CT回路功耗 0.5VA/相。Ø
通信接口：RS232/485（232是廠家調(diào)試口、485是通訊口）Ø
波特率600～19200bps。
通信規(guī)約：內(nèi)部規(guī)約接口（232）。
 103規(guī)約/modbus（485）。

      3.電能質(zhì)量監(jiān)測裝置TC-50B

隨著電力電子裝置的廣泛使用，非線性負(fù)荷不斷增加，電網(wǎng)中的諧波含量也不斷上升，諧波污染對電力系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成潛在威脅，給周圍電氣環(huán)境帶來極大影響。如：消耗電力系統(tǒng)的無功儲備；增加輸電線損耗；增加了電機(jī)的附加諧波損耗，使其發(fā)熱，縮短使用壽命；使電能測量產(chǎn)生較大誤差；造成重要的和敏感的自動控制和保護(hù)裝置工作紊亂，誤動和拒動的現(xiàn)象增加，導(dǎo)致可靠性下降等。

TC-50B電能質(zhì)量監(jiān)測裝置是我公司新一代產(chǎn)品，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測和分析電網(wǎng)中母線及線路的電壓和電流的基波及2～25次諧波，可對諧波越限給出報(bào)警，并通過RS485或RS232通信接口將數(shù)據(jù)上傳至后臺監(jiān)控系統(tǒng)，滿足用戶對電能質(zhì)量的監(jiān)測要求。

TC-50B電能質(zhì)量監(jiān)測裝置廣泛適用于380V至220kV各電壓等級的發(fā)電廠、變電站、石油、煤礦、鋼鐵、冶金、化工等大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)。

?采用先進(jìn)的工業(yè)級中央處理器，運(yùn)算速度快、工作狀態(tài)穩(wěn)定、抗干擾性能強(qiáng)。

?裝置采用頻率自動鎖定技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生變化后，裝置仍能得出正確的分析結(jié)果。

?基于快速傅里葉變換原理，運(yùn)算結(jié)果快速準(zhǔn)確，可對電力線路的基波及2至25次諧波電壓、電流、總諧波畸變率、有功、無功、功率因數(shù)、頻率，不平衡度、電壓、電流偏差、頻率偏差等進(jìn)行日常監(jiān)測。

人機(jī)界面友好，漢字顯示，操作簡單、直觀

?裝置可記錄20條越限記錄。

      保定特創(chuàng)電力科技有限公司生產(chǎn)的故障解列裝置型號有TC-3088、TC-3088（增強(qiáng)型）、TC-3088H，光伏故障解列裝置適用于清潔電源或小電源并網(wǎng)供電系統(tǒng)，與其公眾電網(wǎng)配電系統(tǒng)（由一臺配電變壓器10KV\380V）一起并網(wǎng)供電。由于并網(wǎng)的大電源系統(tǒng)的系統(tǒng)側(cè)故障,如果小電源系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行,會產(chǎn)生孤島效應(yīng).同時(shí)影響系統(tǒng)重合閘功能.這將對于現(xiàn)場的光伏發(fā)電設(shè)備及人身安全和系統(tǒng)電網(wǎng)危害都很大,一般現(xiàn)場需要安裝故障解列裝置,在發(fā)生系統(tǒng)側(cè)故障時(shí),故障解列裝置先動作,與大電源系統(tǒng)斷開.保證大電源系統(tǒng)的安全運(yùn)行.由此本裝置可以完全滿足此功能。
        光伏故障解列裝置的任務(wù)是對配電變壓器的低壓側(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；對清潔電源進(jìn)行必要的控制。采用為其設(shè)計(jì)的微機(jī)裝置和控制電路，這樣保證光伏低壓故障解列裝置動作快速性和控制的準(zhǔn)確性。

        配電箱是光伏系統(tǒng)里一個(gè)重要組成部分，在總造價(jià)中占比不高，但是關(guān)系到光伏系統(tǒng)的安全運(yùn)行和運(yùn)維，是不可忽視的一部分。本文主要介紹光伏戶用配電箱的開關(guān)和電纜等如何選型，以及典型電氣設(shè)計(jì)方案，供大家參考。

        一、戶用光伏配電箱基本構(gòu)成

        戶用配電箱一般由刀開關(guān)、自復(fù)式過欠壓保護(hù)器、斷路器、浪涌保護(hù)器后備斷路器、和浪涌保護(hù)器組成。

1、斷路器

         斷路器（空開，微型斷路器）在線路中主要起到過載、短路保護(hù)作用，同時(shí)起到正常情況下不頻繁開斷線路的作用。主要技術(shù)參數(shù)是額定電流和額定電壓，額定電流取逆變器交流側(cè)較大輸出電流的1.2~1.5倍，常見規(guī)格有16A、25A、32A、40A、50A和63A等。額定電壓有單相230V和三相400V等。

2、自復(fù)式過欠壓保護(hù)器

         自復(fù)式過欠壓保護(hù)器是常用的一種保護(hù)開關(guān)，主要應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)中，當(dāng)線路中過電壓和欠電壓超過規(guī)定值時(shí)能自動斷開，并能自動檢測線路電壓，當(dāng)線路中電壓恢復(fù)正常時(shí)能自動閉合。和逆變器自動過欠電壓形成雙保護(hù)，常見型號規(guī)格有20A、25A、32A、40A、50A、63A等（自復(fù)式過欠壓保護(hù)器額定電流≥主斷路器額定電流）。

3、浪涌保護(hù)器

         又稱防雷器，當(dāng)電氣回路或者通信線路中因?yàn)橥饨绲母蓴_突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時(shí)，浪涌保護(hù)器能在較短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通分流，從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的損害。選型規(guī)則，較大運(yùn)行電壓Uc＞1.15U0，U0是低壓系統(tǒng)相線對中性線的標(biāo)稱電壓，即相電壓220V。單相一般選擇275V，三相一般選擇440V，標(biāo)稱放電電流選In=20kA（Imax=40kA）。

4、浪涌保護(hù)器后備熔斷器

         當(dāng)通過浪涌保護(hù)器的涌流大于其Imax，浪涌保護(hù)器將被擊穿失效，從而造成回路的短路故障，為切斷短路故障，需要加裝斷路器或熔斷器。每次發(fā)生雷擊都會引起浪涌保護(hù)器的老化，如漏電流長時(shí)間存在，浪涌保護(hù)器會過熱加速老化，此時(shí)需要斷路器或熔斷器的熱保護(hù)系統(tǒng)在浪涌保護(hù)器達(dá)到較大可承受熱量前動作斷開電涌器。一般Imax>40KA的宜選40~63A的，Imax<40KA的宜選20~32A的。

         浪涌保護(hù)器前面的開關(guān)可選用熔斷器和斷路器。熔斷器的特點(diǎn)；熔斷器有反時(shí)限特性的長延時(shí)和瞬時(shí)電流兩段保護(hù)功能，分別作為過載和短路防護(hù)用，就是故障熔斷后更換熔斷體。用斷路器的特點(diǎn)：斷路器有瞬時(shí)電流保護(hù)和過載熱保護(hù)，故障斷開后，可以手操復(fù)位，不必更換元件。

5、刀開關(guān)

         主要作為不頻繁地手動接通和分?jǐn)嘟弧⒅绷麟娐坊蜃鞲綦x開關(guān)用，創(chuàng)造一個(gè)明顯開斷點(diǎn)，起到安全提示的作用。選型規(guī)則，刀開關(guān)額定電流≥回路主斷路器額定電流，常見規(guī)格型號有16A，32A和63A等。

         配電箱要有一個(gè)物理隔離器件，使電路有明顯斷點(diǎn)，在檢修和維護(hù)的情況下，保證人員的安全。這個(gè)器件叫隔離開關(guān)，俗稱刀閘，空氣開關(guān)，主要起到過流保護(hù)，通俗的講是短路保護(hù)。一旦發(fā)生短路，電流會迅速增加，超過一定整定閾值，空氣開關(guān)自動跳閘，起到保護(hù)作用。但空氣開關(guān)有可能被擊穿或失靈。只有刀閘，才能實(shí)現(xiàn)斷路。

6、交流側(cè)電纜

         交流電纜選型時(shí)，選擇軟銅線。一方面銅線的電阻率小，損耗小，載流量大，另一方面可以避免銅鋁化學(xué)腐蝕。電纜額定電流一般為計(jì)算所得電纜中較大連續(xù)電流的1.25倍。

7、電能計(jì)量

         一般光伏電能計(jì)量表，都與配電箱裝在一起。也有一些地方會把電表與配電箱分開來。配電箱與計(jì)量表放在一起比較好。一是離得近，線損比較少。二是節(jié)省一個(gè)箱子。三是查詢和維修方便。我國戶用光伏電站，電表都是由供電局免費(fèi)提供和安裝的，為了防止個(gè)別用戶私自更改電表設(shè)置，配電箱安裝電表的門要有安全裝置，只能允許供電局打開。

8、常見戶用光伏系統(tǒng)斷路器和電纜的選擇：

二、典型戶用單相配電箱設(shè)計(jì)

         選擇箱體，與塑料箱體相比，金屬箱體較好。在金屬箱體中，不銹鋼的較好。金屬箱體中，性價(jià)比比較高的是鍍鋅板噴塑箱體，噴塑有二次防腐的功能。無論您的光伏配電箱是安裝在戶外還是安裝在室內(nèi)，都需要注意箱體的防塵防水規(guī)格。戶外要用IP65等級，戶內(nèi)要用IP21等級，如果是在海邊或者鹽霧環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，在選擇光伏配電箱時(shí)，請務(wù)必選擇鍍鋅板噴塑、敷鋁鋅板噴塑、304不銹鋼或者更高規(guī)格的箱體，目的是防腐蝕。

         常用戶用單相配電箱電氣設(shè)計(jì)

1、3kw單相配電箱

2、5kw單相配電箱

3、6kw單相配電箱

4、8kw單相配電箱

5、10kw單相配電箱

        每個(gè)省對并網(wǎng)要求不同，有些地方對配電箱有些特殊要求，比如配電箱是否要安裝電表？電網(wǎng)接入方案中是否要求配電箱安裝防孤島裝置。我們在選擇購買光伏配電箱的時(shí)候，首先要和供電局確認(rèn)要求，再與廠家確認(rèn)規(guī)格。

        保定特創(chuàng)電力科技有限公司生產(chǎn)電力系統(tǒng)綜合自動化、各類電力保護(hù)裝置，微機(jī)繼電器，光伏防孤島保護(hù)產(chǎn)品，光伏防逆流系列產(chǎn)品，光伏故障解列產(chǎn)品，光伏并網(wǎng)柜，太陽能監(jiān)測電力軟件，經(jīng)營范圍包括繼電器保護(hù)測控裝置，電力自動化儀表及系統(tǒng)，光伏設(shè)備及元件的技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)制造、銷售；電氣設(shè)備，輸配電及控制設(shè)備，五金產(chǎn)品，其它機(jī)械設(shè)備及電子產(chǎn)品批發(fā)、零售。

      光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。

      光伏發(fā)電的基本原理

      獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器組件、控制器和負(fù)載（直流負(fù)載和交流負(fù)載）組成。因?yàn)樘柲茈姵禺a(chǎn)生的電能為直流，但是由于光照強(qiáng)度實(shí)時(shí)變化，太陽能電池輸出的電壓也不穩(wěn)定，這時(shí)也需要蓄電池來起到一個(gè)濾波的作用，將太陽能電池產(chǎn)生的電壓穩(wěn)定在蓄電池的電壓值上，在另外一種意義上，用蓄電池也有儲能的作用，可以將過剩的電能儲存起來供在光照強(qiáng)度較低的時(shí)候使用。如果是直流負(fù)載就可以直接接在蓄電池上工作，如果是交流負(fù)載，那么需要經(jīng)過逆變器的DC-AC 變換，將直流電變成交流電，供給交流負(fù)載。

      并網(wǎng)光伏發(fā)電的基本原理

      獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器組件、控制器和負(fù)載組成。因?yàn)樾枰獙⒐夥l(fā)出來的電回饋給電網(wǎng)，這就需要將直流電轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)要求的220V、50HZ 的交流電，并且在相同相位的情況下并網(wǎng)，像電網(wǎng)供電。

      無論是獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)還是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，逆變系統(tǒng)對于交流負(fù)載和并網(wǎng)發(fā)電都是必不可少的，接下來我們主要就光伏分布發(fā)電中的逆變系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。

      光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)的組成

      光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池、主回路、控制電路和負(fù)載組成。主回路主要包括DC/DC 電路、DC/AC 電路、濾波器組件。下面主要對于主回路部分的設(shè)計(jì)做介紹，其中包括主回路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，介紹一下全橋逆變電路的工作原理以及逆變器模塊的選型，以及相關(guān)保護(hù)的設(shè)計(jì)。

      光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

      通常單相電壓型逆變器主要分為推挽式、半橋和全橋逆變電路三種。這三種方式根據(jù)其不同的特點(diǎn)應(yīng)用于不同的場合。

      推挽式逆變電路的電路結(jié)構(gòu)比較簡單，如圖3-1 所示。其上電路只需要兩個(gè)晶閘管，基極驅(qū)動電路不需要隔離，驅(qū)動電路比較簡單，但是晶閘管需要承受2 倍的線路峰值電壓，所以適合于低輸入電壓的場合應(yīng)用。

      同時(shí)變壓器存在偏磁現(xiàn)象，初級繞組有中心抽頭，流過的電流有效值和銅耗較大，初級繞阻兩部分應(yīng)緊密藕合，繞制工藝復(fù)雜。因?yàn)橥仆焓侥孀冸娐穼τ诰чl管的耐壓要求比較高，不適合作為光伏發(fā)電的逆變系統(tǒng)主回路。

      相比于推挽式逆變電路，單相半橋式逆變電路中所使用的晶閘管的耐壓要求就相對較低，不會有線電壓峰值2 倍這么多，不會過線電壓峰值。其逆變出來的波形也相對推挽式比較接近于正弦波，所以濾波的要求也相對較低。由于晶閘管的飽和壓降減小到了較小，所以不是重要的影響因素之一。但是由于半橋式逆變電路的結(jié)構(gòu)決定其集電極電流在晶閘管導(dǎo)通時(shí)會增加一倍，使得在晶閘管選型的過程中，要考慮大電流、承受高壓的情況，就難免會因?yàn)槠鋬r(jià)格昂貴，所以不適合作為光伏發(fā)電的逆變系統(tǒng)主回路。

    長期以來，能源結(jié)構(gòu)的不合理性以及能源利用效率的持續(xù)偏低帶來了許多環(huán)境和社會問題。隨著電力政策的放開，分布式電源DG(distributedgeneration)作為一種新興的發(fā)電模式逐步被廣泛關(guān)注。IEEE定義的DG是小容量的、可以在電力系統(tǒng)任意位置并網(wǎng)的發(fā)電機(jī)，容量范圍小于10MW，并網(wǎng)電壓等級通常連接到配電系統(tǒng)所屬的各個(gè)電壓等級。作為集中式發(fā)電的有益補(bǔ)充，DG的接入位置主要在配電網(wǎng)用戶附近，這樣不僅可以減少電力傳輸時(shí)功率的損耗以及配網(wǎng)升級帶來的費(fèi)用，而且也為用戶帶來了較低的費(fèi)用、較高的可靠性、較好的電能質(zhì)量、較高的能源利用率和獨(dú)立性。 網(wǎng)輻射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，潮流的大小和方向都將發(fā)生改變，下級電網(wǎng)有可能會向上級電網(wǎng)送電，配電網(wǎng)本身的電壓分布也將有所變化;同時(shí)，還會增大并網(wǎng)點(diǎn)附近的短路電流水平。

      DG的接入也將對并網(wǎng)點(diǎn)附近用戶的供電可靠性有所提升，但于DG本身故障的概率性和出力的隨機(jī)性，也將在一定程度上降低系統(tǒng)的供電可靠性。顯然，DG接入對可靠性的影響結(jié)果尚待分析。此外，DG的并網(wǎng)和控制需要使用大量的電力電子器件，器件頻繁的開通和關(guān)斷易產(chǎn)生相應(yīng)的諧波分量，以及于短路電流的變化，原有的電網(wǎng)過電流保護(hù)也會受到影響。這些均將對配電網(wǎng)的管理產(chǎn)生一定的影響。

      基于典型中壓配網(wǎng)模型的構(gòu)建，從逆功率約束、電壓提升、短路電流提高等方面研究配電網(wǎng)中DG的接入容量與位置問題，并進(jìn)一步分析DG接入對電網(wǎng)可靠性及諧波、保護(hù)的影響。

      1.DG接入配電網(wǎng)模式介紹

      于DG的不同接入模式將對DG的接入容量產(chǎn)生較大影響，因此首先介紹DG的幾種主要接入模式。 

       (1)低壓分散接入模式：是一種基于用戶的接入模式，主要是將小容量DG接入中壓配電變壓器低壓側(cè)。  

      (2)中壓分散接入模式：是指將容量中等的DG接入中壓配電線路支線的方式。  

      (3)專線接入模式：DG容量較大時(shí)，為避免對用戶電能質(zhì)量產(chǎn)生影響，宜考慮以專線形式接入高壓變電站的中、低壓側(cè)母線。受容量所限，采用此模式的DG所接入的電壓等級通常也為中壓。

      無論DG采用何種方式接入配電網(wǎng)，都應(yīng)當(dāng)滿足的重要原則是不能向上一電壓等級送電，這主要是原本用來降壓的中壓配電變壓器在升壓過程中不僅允許通過容量有所下降，而且傳輸功率的損耗也將大幅提升。因此，低壓接入的DG的最大出力必須限制在配變最小負(fù)荷之內(nèi)，故可將低壓接入的DG與配變原來負(fù)荷整體等效為一個(gè)負(fù)荷，此負(fù)荷與其他用戶  負(fù)荷均具有類似的波動性和不確定性，對配電網(wǎng)運(yùn)行無特殊影響。因而，將重點(diǎn)探討DG在中壓分散接入和專線接入兩種模式下對配電網(wǎng)的運(yùn)行影響，并研究DG的接入容量限制。

      2.DG接入的逆功率限制 

      對于中壓分散接入模式，考慮負(fù)荷峰谷差因素，需要在DG出力為額定功率且饋線負(fù)荷為其谷值時(shí)依然能夠滿足不出現(xiàn)逆潮流的限制，否則將影響其他饋線的DG接入。因此，接入DG的最大出力應(yīng)小于饋線負(fù)荷的谷值。根據(jù)調(diào)研，“負(fù)荷谷值/負(fù)荷峰值”的比值約為～。因此，DG總?cè)萘坎粦?yīng)超過饋線最大負(fù)荷的40%～60%。實(shí)際運(yùn)行中的最嚴(yán)重情況是DG出力最大而饋線負(fù)荷最小，此時(shí)DG出力與饋線負(fù)荷相同。

      對于專線接入模式，國家電網(wǎng)在《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》中指出：“分布式電源總?cè)萘吭瓌t上不宜超過上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25%”。顯然這也是基于逆功率限制的考慮。因此，在分析專線接入問題時(shí)，分布式電源容量最大不超過主變壓器所帶負(fù)荷的25%。

      3.DG接入對電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的影響分析 典型配電網(wǎng)模型   為計(jì)算DG接入對配電網(wǎng)潮流(電壓水平)與短路的影響，針對配電網(wǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)建立了典型模型，如圖1所示。該線路電壓等級為10kV，共14個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，其中，0號節(jié)點(diǎn)是變壓器低壓側(cè)母線。線路參數(shù)采用YJY22-3×300電纜，總長度2km，每段線路等長。線路總負(fù)荷按照50%負(fù)載率來考慮，約為，且各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷均分總負(fù)荷。

      接入對配電網(wǎng)電壓的影響   為實(shí)現(xiàn)DG接入電網(wǎng)的潮流計(jì)算，根據(jù)DG的運(yùn)行和控制方式，可將DG分別看作PQ節(jié)點(diǎn)、PV節(jié)點(diǎn)、PI節(jié)點(diǎn)和PQ(V)節(jié)點(diǎn)。其中長期運(yùn)行在額定工況附近、波動性不大的DG可看作PQ節(jié)點(diǎn)，如同步電機(jī)接入電網(wǎng)的DG，當(dāng)其勵磁控制方式為功率因數(shù)控制時(shí)，則可看作PQ節(jié)點(diǎn);將能維持節(jié)點(diǎn)電壓幅值的DG節(jié)點(diǎn)看作PV節(jié)點(diǎn)，如用同步電機(jī)接入電網(wǎng)，當(dāng)其勵磁控制方式為電壓控制時(shí)可看作PV節(jié)點(diǎn);儲能系統(tǒng)可看作PI節(jié)點(diǎn);對于直接并網(wǎng)的異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，可看成是PQ(V)節(jié)點(diǎn)[1]。

 1)中壓分散接入模式   根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行特性，作為電源的DG，接入位置在線路末端且出力與線路負(fù)荷相等的情況下對電壓抬升作用最為明顯。將上述條件均帶入電壓降落計(jì)算公式ΔU=(PR+QX)/U，可以得出DG接入配電線路對節(jié)點(diǎn)電壓的最大提升不足1%，因此，電壓問題不構(gòu)成限制DG接入的因素。

 2)專線接入模式   受接入點(diǎn)的影響，此接入模式只影響變壓器電壓，不對饋線電壓產(chǎn)生影響。根據(jù)逆功率限制結(jié)果，專線接入模式下DG容量最大不超過變壓器所帶負(fù)荷的25%，即使變壓器負(fù)荷處于低谷、DG為峰值出力的最嚴(yán)重情況下，DG對電壓降落的影響依舊在1%以內(nèi)，若同時(shí)考慮變壓器分接頭的調(diào)節(jié)作用，則可忽略專線接入DG對配電網(wǎng)電壓的影響。 接入對配電網(wǎng)短路電流的影響   為實(shí)現(xiàn)DG接入電網(wǎng)的短路計(jì)算分析，可按照并網(wǎng)接口的不同將DG分為旋轉(zhuǎn)型和逆變型兩種類型。其中旋轉(zhuǎn)型又可以分為采用同步電機(jī)并網(wǎng)和異步電機(jī)并網(wǎng)兩類。于以同步電機(jī)作為接口的DG短路電流注入能力最大[2]，為考慮最嚴(yán)重情況，將針對采用同步電機(jī)接口方式的DG進(jìn)行分析。在DG的同步電機(jī)接口的出口短路情況下，單位DG容量可提供的短路電流約為/MW。   計(jì)算出采用專線接入模式和分散接入模式時(shí)不同容量DG所提供的最大短路電流，見表  1。 

    根據(jù)現(xiàn)有配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)原則，中壓短路電流限制為16kA，特殊地區(qū)允許到達(dá)20kA。從表中可以看出，在中壓分散接入條件下，DG最大能提供的短路電流為，占中壓短路電流限值的比例為3%左右;在專線接入條件下，DG最大能提供的短路電流則將達(dá)到3kA以上，約占中壓短路電流限值的比例為15%以上。因此，若DG采用中壓分散接入，則對短路電流影響較小;若DG采用專線接入，則各地區(qū)應(yīng)結(jié)合自身的實(shí)際短路電流水平來制定相應(yīng)的DG接入容量限制，或者在DG接入時(shí)應(yīng)用故障限流器等短路電流限制措施。 接入容量與模式的建議   通過以上分析可知，各種接入模式下影響DG接入容量的主要因素還是逆功率限制，而電壓與短路對DG接入容量的影響均很有限。綜合上述研究結(jié)果，可以得出DG接入容量與模式的建議如下。

      (1)采用低壓接入模式的DG，建議其容量小于所接入中壓配電變壓器最大負(fù)荷40%。以配電變壓器的容量為400kVA計(jì)，若其負(fù)載率為50%，則建議采用低壓接入模式的DG容量小于80kVA。

      (2)采用中壓分散接入模式的DG，建議其容量要小于所接入中壓饋線最大負(fù)荷的40%。以YJY22-3×300為例，若采用單環(huán)網(wǎng)接線，則建議采用中壓分散接入模式的DG容量小于。

      (3)采用專線接入模式的DG，建議其容量要小于所接入主變壓器最大負(fù)荷的25%。其中，若考慮容載比為，則容量為20MVA和的35kV主變所能接入的最大DG容量分別為和，而()～10MVA的DG只能采用35kV專線接入更高等級的變電站中低壓側(cè)母線。

      4.DG的接入對電網(wǎng)可靠性的影響   在線路發(fā)生故障時(shí)，DG可以為停電的用戶供電，尤其是對于那些非常重要的負(fù)荷，年平均斷電時(shí)間將可大大減少。但另一方面，在DG并網(wǎng)條件下，配電網(wǎng)可靠性的評估需要考慮新出現(xiàn)的影響因素，如孤島的出現(xiàn)和DG輸出功率的隨機(jī)性等。其中，DG對供電可靠性的影響與DG孤島運(yùn)行緊密相關(guān)，孤島運(yùn)行是指當(dāng)連接主電網(wǎng)和DG的任一開關(guān)跳閘，與主網(wǎng)解列后，DG繼續(xù)給部分負(fù)荷獨(dú)立供電，形成孤島運(yùn)行狀態(tài)。在當(dāng)前條件下，這種孤島運(yùn)行將影響檢修人員的安全性，因此是不允許的[3]，但若能提高運(yùn)行管理水平，則可確保供電可靠性的有效提升。另外，DG受環(huán)境、氣候影響很大，特別是風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電，它們的出力很不穩(wěn)定。這兩種因素都從一定程度上影響可靠性的提升效果。

      根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在光伏等分布式電源并網(wǎng)容量超過配電變壓器額定容量的25%以上時(shí)，必須加裝反孤島裝置。對于建設(shè)光伏電站的用戶來講，他們考慮的并網(wǎng)的幾個(gè)問題，每個(gè)臺區(qū)可以接入多少光伏?光伏的接入要滿足什么技術(shù)要求?國網(wǎng)對于這些有著明確的規(guī)定，對于光伏的接入，如果不加裝反孤島裝置，光伏電站的接入只允許接到光伏的25%。如果加裝反孤島裝置的話，那么光伏容量可達(dá)到50%或者80%，具體多少由當(dāng)?shù)毓╇姴块T決定。

      反孤島裝置主要用于光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，其核心作用是通過設(shè)備中的擾動負(fù)載來打破用電平衡，使其光伏逆変器檢測到的外部電壓不足以滿足正常輸出發(fā)電，逼停逆變器，從而達(dá)到安全檢修的目的。據(jù)國家電網(wǎng)分布式光伏發(fā)電典型設(shè)計(jì)規(guī)范要求，分布式光伏發(fā)電要求安裝反孤島裝置。分布式反孤島裝置其實(shí)是一個(gè)成套的柜子，安裝在變壓器側(cè)。反孤島是以柜子的形式安裝在變壓器旁，與JP柜配合使用。其目的是當(dāng)出現(xiàn)孤網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，及時(shí)處理。通過電阻的擾動迫使逆變器停止工作。

      目前，經(jīng)保定特創(chuàng)電力科技有限公司技術(shù)人員不懈努力，開發(fā)出了新一代反孤島設(shè)備-TC-5000反孤島裝置，該裝置體積小、重量輕、操作方便，兼具主動式反孤島和被動式防孤島功能，解決了以往反孤島和防孤島不能放在一起的難題。反孤島控制模塊（TC-3087）不僅能采集電流、電壓、頻率、諧波等電能質(zhì)量參數(shù)，而且具有高低壓、過欠頻、防孤島、防逆流、反孤島檢測等功能。TC-3087模塊通過內(nèi)部軟件計(jì)算，能準(zhǔn)確判斷電網(wǎng)是否正常運(yùn)行，一旦出現(xiàn)非計(jì)劃性孤島等故障，裝置可以迅速控制上級開關(guān)分閘，并能自動報(bào)警，且能控制反孤島專用斷路器，防止其誤動作。本公司更有防孤島和反孤島多功能綜合并網(wǎng)柜，一柜多用，不必在安裝其他JP柜，接線更加方便，操作更加靈活。TC-5000反孤島裝置還有通訊功能，可以把電網(wǎng)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)反應(yīng)給上位機(jī)，以便實(shí)現(xiàn)無人監(jiān)控。

      5.DG對其他運(yùn)行方面的影響

      (1)諧波與電壓波動：采用逆變器接口形式的DG，于電力電子設(shè)備的動作將會對饋線的諧波水平具有一定影響。DG越接近系統(tǒng)母線，對系統(tǒng)的諧波分布影響越小[4]。同時(shí)，于DG接入對配電網(wǎng)電壓的影響在1%以內(nèi)，因此對電壓波動的影響也很小。當(dāng)相對于采用逆變器接口的DG，采用同步機(jī)接口的DG對功率調(diào)制信號的響應(yīng)速度上較慢，減少電壓暫降持續(xù)時(shí)間的能力也較弱[5]。

      (2)保護(hù)：DG的接入將會增加配電線路的短路電流，進(jìn)而影響上下游保護(hù)的故障判別能力。基于上述分析可知，采用分散接入的DG對短路電流的增量可控制在以下，對保護(hù)的整定值影響很小;而采用專線接入的DG將對保護(hù)的整定值有很大影響。

      (3)故障定位：對于基于FTU的故障定位隔離技術(shù)，若未引入DG，發(fā)生故障時(shí)可通過任意兩個(gè)相鄰遙測點(diǎn)的電流大小來判斷故障點(diǎn)，即兩點(diǎn)均有或無短路電流，則故障點(diǎn)不在兩點(diǎn)之間，  否則故障點(diǎn)在兩點(diǎn)之間;若線路中引入DG，則線路中的某些區(qū)段變?yōu)殡p端電源供電，上述故障處理方法將不再適用，因此需要通過兩個(gè)相鄰遙測點(diǎn)的電流方向來判斷故障點(diǎn)的位置。 

      6.結(jié)語   首先介紹了DG分類方式和接入電網(wǎng)模式，在此基礎(chǔ)上，以典型中壓配網(wǎng)模型為基礎(chǔ)，定量計(jì)算了DG接入對配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)特性的影響，提出了DG接入的容量與模式建議。通過分析可知，DG接入后對配電網(wǎng)的電壓與短路等方面的影響均較小，影響DG接入的主要因素為電網(wǎng)的逆功率限制。同時(shí)也對DG接入在電能質(zhì)量、保護(hù)的影響進(jìn)行了分析，為配電網(wǎng)相應(yīng)管理工作提供了技術(shù)借鑒。 

中國儲能網(wǎng)訊：電氣安全貫穿整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝及運(yùn)維。本文整理了組件、逆變器、光伏施工…等方面電氣安全知識，希望對您有用。

組件電氣安全知識

項(xiàng)目中，組件的排布，支架的設(shè)計(jì)一般是由設(shè)計(jì)人員完成，但是組件的安裝很多情況下是由項(xiàng)目當(dāng)?shù)嘏R時(shí)施工隊(duì)完成，必要的安全預(yù)防措施以及相關(guān)的培訓(xùn)是非常必要的。

電流的匯集站——匯流箱

光伏匯流箱在光伏發(fā)電系統(tǒng)中有著不可替代的作用，是連接逆變器和光伏組件的核心設(shè)備

匯流箱整整齊齊的排列下去

匯流箱中常見的缺陷有保險(xiǎn)損壞、保險(xiǎn)底座損壞、各連接點(diǎn)接觸不良、光伏電纜接地、防反二極管損壞

匯流箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，各個(gè)部位顯而易見

其中光伏電纜接地缺陷影響較大，因?yàn)槿绻持烦霈F(xiàn)接地故障，會導(dǎo)致整個(gè)匯流箱出現(xiàn)絕緣不良，發(fā)生接地現(xiàn)象。處理匯流箱缺陷是我們運(yùn)維人員日常消缺的一項(xiàng)重要技能，一旦處理不當(dāng)，也會給人員、設(shè)備帶來極大的危害。就像下圖所示。

電纜接觸不良發(fā)熱，導(dǎo)致接頭燒毀。

以下是我們運(yùn)維人員在處理匯流箱缺陷時(shí)總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)和方法。

一：發(fā)現(xiàn)

值班人員后臺發(fā)現(xiàn)某匯流箱有支路電流為零，立即上報(bào)當(dāng)值值長。由值長安排合適人員開票，填寫風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控本，準(zhǔn)備前去現(xiàn)場處理。

二：檢查

到現(xiàn)場并核對好匯流箱編號后打開匯流箱，用鉗形表測量支路電流。

測量支路電流

三：處理

如果有問題取下支路保險(xiǎn)（嚴(yán)禁用手直接拔），用萬用表電阻蜂鳴檔測保險(xiǎn)是否正常。

測保險(xiǎn)是否正常

1、保險(xiǎn)損壞。更換新保險(xiǎn)后，電流值正常則結(jié)束工作。

2、若電流值仍不正常則排查該支路開路電壓是否正常，若開路電壓不正常檢查該支路底座接線是否存在接觸不良。

3、保險(xiǎn)完好且開路電壓正常。檢查光伏電纜是否接地。具體方法如下：

（1）取下該支路正負(fù)極的兩個(gè)保險(xiǎn)。

（2）將萬用表打到直流電壓檔。

（3）將一支表筆分別點(diǎn)在該支路正負(fù)極進(jìn)線側(cè)連接處，將另一支表筆點(diǎn)在匯流箱接地排上，測兩極對地電壓。

1）若正負(fù)極對地電壓平衡（為±300V左右且逐漸降低），則說明該支路無接地。

2）若正負(fù)極對地電壓不平衡，則對地電壓值偏小的一極電纜接地。

四：收尾

處理好地接缺陷后，再用萬用表測該支路正負(fù)極對地電壓，檢查是否還有其他接地點(diǎn)，顯示對地電壓正常后，裝上保險(xiǎn)，檢查保險(xiǎn)底座完好、接線牢固后，合上匯流箱空開，鉗形電流表測量支路電流正常，即處理完畢。

對于安裝有防反二極管的匯流箱來說，有可能存在排除以上缺陷支路電流值仍為零的情況，此時(shí)應(yīng)該檢查防反二極管是否存在問題。更多的光伏設(shè)備缺陷處理和具體檢查方法。

隨著國家政策的大力支持和大眾的了解與認(rèn)可，分布式光伏電站越來越多的出現(xiàn)在我們的生活中，分布式光伏電站除了帶給企業(yè)業(yè)主經(jīng)濟(jì)效益外，主要的通過節(jié)能減排，促進(jìn)了環(huán)境的治理，符合可持續(xù)發(fā)展的大政方針。