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光伏并网逆变器100KW,安装110KW的太阳能组件可以吗?
可以的,再高点都没问题,实际工作中电池组件峰值能达到标称的80%都很不错了,也就是100KW的板子实际使用中峰值功率可能只有80KW,大部分逆变器的参数基本是10KW的功率,允许最大组件功率12KW左右,你100KW的也就可以装120KW左右,我的30KW逆变器装了38KW板子,当然,各地的光照情况不一样,只要电流电压不超过逆变器标称的最大输入值就可以了。
光伏发电站的逆变器怎么设置
太阳能光伏发电并网系统中的并网逆变器设置方式分为:集中式、主从式、分布式和组串式。
1、集中式
集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵,在电气设计时,采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。
对于大型并网光伏系统,如果太阳能电池方阵安装的朝向、倾角和阴影等情况基本相同,通常采用大型的集中式三相逆变器。
该方式的主要优点是:整体结构中使用光伏并网逆变器较少,安装施工较简单;使用的集中式逆变器功率大,效率较高,通常大型集中式逆变器的效率比分布式逆变器要高大约2%左右,对于9.3MWp光伏发达系统而言,因为使用的逆变器台数较少,初始成本比较低;并网接入点较少,输出电能质量较高。该方式的主要缺点是一旦并网逆变器故障,将造成大面积的太阳能光伏发电系统停用。
集中逆变一般用于大型光伏发电站(10kW)的系统中,很多并行的光伏电池组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端,一般功率大的使用三相IGBT功率模块,功率较小的使用场效应晶体管,同时使用DSP来改善所产出电能的质量,使它非常接近于正弦波电流。
最大特点是系统的功率高,成本低。但受光伏电池组串匹配和部分遮影的影响,导致整个光伏系统的效率不高。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏电池单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制,以及开发新的逆变器的拓扑连接,以获得部分负载情况下的高的效率。
在SolarMax(索瑞·麦克)集中逆变器上,可以附加一个光伏电池阵列的接口箱,对每一串的光伏电池组串进行监控,如其中有一组光伏电池组串工作不正常,系统将会把这一信息传到远程控制器上,同时可以通过远程控制将这一串光伏电池停止工作,从而不会因为一串光伏电池串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。
2、主从式
对于大型的光伏发电系统可采用主从结构,主从结构其实也是集中式的一种,该结构的主要特点是采用2~3个集中式逆变器,总功率被几个逆变器均分。在辐射较低的时候,只有一个逆变器工作,以提高逆变器在太阳能电池方阵输出低功率时候的工作效率;在太阳辐射升高,太阳能电池方阵输出功率增加到超过一台逆变器的容量时,另一台逆变器自动投入运行。
为了保证逆变器的运行时间均等,主从逆变器可以自动的轮换主从的配置。主从式并网发电原理如图2所示。主从结构的初始成本会比较高,但可提高光伏发电系统逆变器运行时的效率,对于大型的光伏系统,效率的提高能够产生较大的经济效益。
3、分布式
分布式并网发电方式适合于在安装不同朝向或不同规格的太阳能电池方阵,在电气设计时,可将同一朝向且规格相同的太阳能电池方阵通过单台逆变器集中并网发电,大型的分布式系统主要是针对太阳能电池方阵朝向、倾角和太阳阴影不尽相同的情况使用的。
分布式系统将相同朝向,倾角以及无阴影的光伏电池组件串成一串,由一串或者几串构成一个太阳能电池子方阵,安装一台并网逆变器与之匹配。分布式并网发电原理如图3所示。这种情况下可以省略汇线盒,降低成本;还可以对并网光伏发电系统进行分片的维修,减少维修时的发电损失。
分布式并网发电的主要缺点是:对于大中型的上百千瓦甚至兆瓦级的光伏发电系统,需要使用多台并网逆变器,初始的逆变器成本可能会比较高;因为使用的逆变器台数较多,逆变器的交流侧和公用电网的接入点也较多,需要在光伏发电系统的交流侧将逆变器的输出并行连接,对电网质量有一定影响。
4、组串式
光伏并网组串逆变器是将每个光伏电池组件与一个逆变器相连,同时每个光伏电池组件有一个单独的最大功率峰值跟踪,这样光伏电池组件与逆变器的配合更好。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器,组串逆变器是基于模块化概念基础上的,每个光伏组串(1kW~5kW)通过一个逆变器,在直流端具有最大功率峰值跟踪,在交流端并联并网。许多大型光伏阀电厂使用组串逆变器,优点是不受光伏电池组串间差异和遮影的影响。
在组串间引入“主-从”概念,使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下,将几组光伏电池组串联系在一起,让其中一个或几个工作,从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”概念,使得系统的可靠性又进了一步。目前,无变压器式组串逆变器已占了主导地位。
多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点,避免了其缺点,可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中,包含了不同的单独功率峰值跟踪DC/DC变换器,DC/DC变换器的输出通过一个普通的逆变器转换成交流电与电网并联。由于是在交流处并联,这就增加了交流侧的连线的复杂性,维护困难。
另需要解决的是怎样更有效的与电网并网,简单的办法是直接通过普通的交流开关进行并网,这样就可以减少成本和设备的安装,但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器(高频或低频),或允许使用无变压器式的逆变器。
光伏组串的不同额定值(如:不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等)、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串(如:东、南和西)、不同的倾角或遮影,都可以被连在一个共同的逆变器上,同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时,直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。
光伏政策无补贴如何实现高收益呢?
在电价较高、峰谷价差较大、经常停电的场所,合理设计,即使没有国家补贴,也能实现高收益。
案例分析
我们以深圳一个工业厂房为例,设计一个光伏储能项目,深圳工商业电价分为峰平谷3个阶段,如下图所示,峰值电价为1.08元/度,平值为0.73元,谷值为0.36元。工厂生产用电从早上8点到下午18:30分,功率为120kW左右,中午12:00-13:30休息,功率为20kW左右,18:30-21:00为办公用电,功率为40kW左右,每天用电的电费如下:
平段共6小时,消耗540度,电费394.2元;峰段共5小时,消耗680度电。电费734.4元,谷段没有消耗电能,夏天和冬天有10%左右的差别,周六会经常加班,一年无生产的假期大约80多天。每年的电费约300万。本项目业主自有厂房,注重环境保护,有闲置资金安装光伏电站,用于抵扣电费。
方案设计
根据工厂的用电情况,深圳当地的气候,光照最好的时候峰值约6小时,我们设计一个光伏并离网储能系统,组件选用400块300W单晶双面组件,共120kW,双面组件,背面也可以发电,通常发电量有10%以上的提升,预计平均每天可以发400多度电,在光照最好的时候可以发800度电左右,采用20块串联,10路汇成一个汇流箱,共2个汇流箱,逆变器选用HPS120kW并离网一体机,输出功率132kVA,蓄电池采用250节2V1000V的铅炭电池,可储能的电量400度左右。
储能逆变器各阶段工作状态如下:
1)在电价谷值23:00时,电网给蓄电池以100A的电流充电,充到80%为止,早上有光照时,光伏方阵给蓄电池组充电,直到9:00为止。如果蓄电池充满,电量大约400度。
2)在电价峰段9:00-11:30,蓄电池和组件通过逆变器,以恒功率100kW同时给负载供电,2.5小时消耗250度电;
3)在电价平段11:30-14:00分,光伏方阵给蓄电池组充电;
4)在电价峰段14:00-16:30,蓄电池和组件通过逆变器,以恒功率100kW同时给负载供电,2.5小时消耗250度电;
5)在电价平段16:30-19:00分,光伏方阵给蓄电池组充电;
6)在电价峰段19:00-21:00,如果蓄电池电量还有,以恒功率20kW同时给负载供电,直到蓄电池的电量30%为止。
先进技术
本系统采用了最新的技术,双面单晶组件、双向并离网储能逆变器、铅碳电池,技术先进、发展质量高,符合国家能源局对光伏的要求,国家会大力支持。
1)双面组件:双面组件使用的电池技术主要有基于p型硅片的PERC技术,基于n型硅片的PERT技术和异质结结构的HIT技术。除了正面接收太阳辐射外,双面组件背面也可以接收来自空气中的散射光、地面的反射光以及每天早晚来自背面的太阳直射光。因此双面组件的发电量与相同电站设计的单面组件相比有10-30%的增益。
2)双向并离网储能逆变器:古瑞瓦特HPS系列三相太阳能并离网逆变控制一体机,采用新一代的全数字控制技术,纯正弦波输出;太阳能控制器和逆变器集成于一体,方便使用。逆变器为充电放电双向控制,且充放电时间可以自由设定,并离网状态无缝切换,给负载提供不间断电源。
3)铅炭电池:将铅蓄电池和超级电容器两者技术相融合,是一种既具有电容特性又具有电池特性的双功能储能电池。充电电流可达0.2C,放电电流可达0.4C,完美适应光储系统,充电功率低时间长,放电功率大时间短的要求,循环寿命高,70%的放电深度循环次数超过4000次,使用寿命超过10年,性价比高,价格略高于普通胶体电池,是锂电池价格的三分之一。
投资收益
先计算成本,531新政策出台后,组件和逆变器等设备厂家下降了价格,120kW的光伏电站原材料和安装成本可降到4.8元每瓦,EPC利润也会下降,算0.5元每瓦,这样整个系统初装费用为63.6万元,铅炭蓄电池是系统最贵的一部分,也是寿命最短的设备,目前价格还没有大幅下调,250节2V1000AH的蓄电池约45万,总投资108.6万元。
再计算收益,平均每天发电400度,自用280天,按1.08元每度价格算,每年收益为12.1万元,节假日余量上网为85天,以脱硫电价0.45元卖给电网公司,总费用为1.53万元。还有峰谷价差的收益,假定蓄电池充放电效率为85%,电价峰段时充电280度,电费抵扣302.4元,电价谷段时充电330度,费用是118.8元,每年峰谷价差的利润是5.14万元。所有收入加起来为18.77万元。
该模式设定为厂房业主有闲余资金自己投资,光伏发电用于抵消电费开支,所以不计算资金的货款成本,以及税金和租金等各种开支。
综合计算,成本回收期为5.79年,不到6年就可以收回全部投资,还有近15年时间是纯收益。
总结
光伏发电结合储能系统,不仅拓展应用范围,对光伏产业的发展带来更多的机会,而且投资收益率还很高。
1)逆变器可以按要求以恒定功率输出,克服了光伏组件功率不稳定的特点,可以大幅度提高光伏发电在电网中的比例,逆变器还可以调节功率因素,提高了电网的品质;
2)通过波谷储存电能,波峰输出电能,电网峰值用电量可大幅削减,通过峰谷电价差价,为用户创造更大的价值;
3)在电网停电时,系统可以组成一个离网系统,为负载提供应急电源。
工商业屋顶情况复杂,工厂用电情况也千差万别,每一个项目都需要仔细分析,量身订做,才能获得更好的经济效率,古瑞瓦特精心打造适应于工商业储能专用的HPS系列30-150kW双向并离网储能逆变器,PCS系列250-630kW双向储能逆变器,在国内外多个地方成功应用,公司的技术支持工程师经验丰富,为客户设计最优方案,推进工商业分布式光伏平价上网时代的到来。