安科瑞 華梅超 

江蘇安科瑞電器制造有限公司

建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)是將建筑與光伏發(fā)電結(jié)合的一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式，是應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電的一種新概念。簡(jiǎn)單地講就是將太陽(yáng)能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表來(lái)提供電力。太陽(yáng)光照射在太陽(yáng)電池上產(chǎn)生光生伏打效應(yīng)，產(chǎn)生直流電。太陽(yáng)電池連接起來(lái)并封裝在不同的材料上構(gòu)成組件，組件通過(guò)電氣的串并聯(lián)方式連接成光伏方陣，光伏方陣輸出的直流電經(jīng)過(guò)逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姴⑷腚娋W(wǎng)，實(shí)行“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)、就近消納、電網(wǎng)調(diào)節(jié)”的運(yùn)營(yíng)模式，能夠有效解決電力在升壓及長(zhǎng)途運(yùn)輸中的損耗問題。
光伏組件可以通過(guò)多種方式集成到建筑中。大體上可以分為兩類：一類是光伏方陣與建筑的結(jié)合。另一類是光伏方陣與建筑的集成，如光電瓦屋頂、光電幕墻和光電采光頂?shù)取Ｔ谶@兩種方式中，光伏方陣與建筑的結(jié)合是一種常用的形式，特別是與建筑屋面的結(jié)合。我們認(rèn)為光伏建筑一體化，需要將光伏組件融合到建筑中，成為建筑的整體結(jié)構(gòu)的一部分。建筑一體化的光伏組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的建筑材料，降低光伏發(fā)電的成本。它并不占用額外的空間，在人口稠密的城市也能使用。設(shè)計(jì)良好的一體化系統(tǒng)也能夠提高市場(chǎng)的接受程度，為業(yè)主塑造良好的社會(huì)形象，是太陽(yáng)能利用的最佳形式。
1.2引用標(biāo)準(zhǔn)

2 光伏發(fā)電系統(tǒng)方案
2.1單相并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
2.1.1適用場(chǎng)合
適用于小型建筑光伏系統(tǒng)，例如家庭屋頂光伏系統(tǒng)、小型商用光伏系統(tǒng)，裝機(jī)容量一般小于10kW，也可結(jié)合中功率逆變器配合使用，并網(wǎng)電壓為220V。
2.1.2系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由光伏組件、交流配電箱、單相并網(wǎng)光伏逆變器、計(jì)量?jī)x表、通信監(jiān)控、連接電纜等組成。
2.1.3系統(tǒng)特點(diǎn)
●針對(duì)每個(gè)組件實(shí)現(xiàn)MPPT功能，實(shí)際發(fā)電效果佳。
●環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)組件一致性要求低。
●直流側(cè)布線簡(jiǎn)單，無(wú)需匯流設(shè)備。
●系統(tǒng)冗余運(yùn)行能力強(qiáng)，擴(kuò)展方便。
2.1.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1.5一次方案圖

2.2三相組串并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
2.2.1適用場(chǎng)合
在三相組串并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電量一般在10~200KW，適用于中型建筑光伏系統(tǒng)，各光伏組串允許安裝朝向不同、規(guī)格不同。
2.2.2系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由光伏組件、組串式光伏并網(wǎng)逆變器、交流配電柜、連接線纜等組成。
2.2.3系統(tǒng)特點(diǎn)
●每路光伏組串的逆變器都可實(shí)現(xiàn)各自的MPPT功能，整體效率不受組串間差異影響，實(shí)際發(fā)電效果較好。
●系統(tǒng)具有一定的冗余運(yùn)行能力。
●可分散就近并網(wǎng)，減少直流電纜使用。
●維護(hù)方便，便于管理。
2.2.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2.5一次方案圖

2.3 三相集中并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
2.3.1適用場(chǎng)合
三相集中并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一般發(fā)電量在200~1000KW，適用電壓為380V或升壓至10KV及以上，這種發(fā)電系統(tǒng)適用于大型廠房類屋頂發(fā)電項(xiàng)目，要求建筑屋頂形狀規(guī)則，無(wú)遮擋物。
2.3.2系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由光伏組件、直流匯流箱、直流配電柜（可選）、集中式光伏并網(wǎng)逆變器、交流配電柜、并網(wǎng)柜、升壓裝置、連接線纜等組成。
2.3.3系統(tǒng)特點(diǎn)
● 系統(tǒng)無(wú)冗余能力；
● 直流側(cè)需較多直流電纜；
● 集中并網(wǎng)，便于管理；
● 對(duì)于集中式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，可提供直流光伏匯流箱，直流防雷柜。
2.3.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3.5一次方案圖

3 產(chǎn)品介紹
3.1 并網(wǎng)逆變器
3.1.1 AMI-250單相并網(wǎng)光伏微型逆變器
概述
該系列產(chǎn)品采用DSP控制芯片，有一路的直流輸入，經(jīng)過(guò)雙路交錯(cuò)并聯(lián)反激升壓后進(jìn)入逆變電路，再經(jīng)過(guò)濾波器并網(wǎng)。在雙路交錯(cuò)并聯(lián)反激中實(shí)現(xiàn)MPPT控制、升壓和隔離的功能。逆變電路可以把直流變成交流，濾波器可以減小紋波。本產(chǎn)品采用電力線載波通訊技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集。
技術(shù)指標(biāo)

 外形及安裝尺寸(mm)

3.1.2 AMI-C微逆集中管理單元
概述
AMI-C微逆集中管理單元是針對(duì)屋頂太陽(yáng)能、小型光伏電站系統(tǒng)中使用微型逆變器時(shí)進(jìn)行集中能量控制與管理的設(shè)備。使用電力線載波通信收集每臺(tái)微型逆變器的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)于設(shè)備內(nèi)部，提供網(wǎng)絡(luò)接口、RS485接口，用戶可使用組態(tài)系統(tǒng)連接，或通過(guò)瀏覽器直接查看設(shè)備監(jiān)控的每臺(tái)微型逆變器的運(yùn)行狀況。
型號(hào)說(shuō)明

技術(shù)參數(shù)

外形及尺寸(單位：mm)
 

集中管理單元安裝尺寸示意圖

去耦模塊安裝尺寸示意圖

接線端子
主體模塊

去耦模塊

3.1.3 ASI系列組串式逆變器
概述
ASI系列光伏逆變器主要適用于商業(yè)、工業(yè)屋頂及中小型光伏電站建設(shè)。逆變器采用先進(jìn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和領(lǐng)先的逆變控制技術(shù)，可達(dá)到高達(dá)97.8%的轉(zhuǎn)換效率，易實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)整體效率的最大化。具有可靠的電網(wǎng)支持能力，高防水防塵等級(jí)以及非常寬的組件電壓接入范圍，因此不僅可以應(yīng)用于商業(yè)屋頂及商業(yè)電站系統(tǒng)，也可應(yīng)用于兆瓦級(jí)的大型電站的設(shè)計(jì)。
技術(shù)指標(biāo)

外形及安裝尺寸(mm)

3.2 APV-M系列光伏匯流箱
概述
在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，數(shù)量龐大的光伏電池組件進(jìn)行串并組合達(dá)到需要的電壓電流值，以使發(fā)電效率達(dá)到最佳。APV-M系列智能光伏匯流箱主要作用就是對(duì)光伏電池陣列的輸入進(jìn)行一級(jí)匯流，用于減少光電池陣列接入到逆變器的連線，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高可靠性和可維護(hù)性。在提供匯流防雷功能的同時(shí)，還監(jiān)測(cè)了光電池板運(yùn)行狀態(tài)，匯流后電流、電壓、功率，防雷器狀態(tài)、直流斷路器狀態(tài)采集，繼電器接點(diǎn)輸出等功能，并帶有風(fēng)速、溫度、輻照儀等傳感器接口功能供客戶選擇，裝置標(biāo)配有RS485接口，可以把測(cè)量和采集到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控系統(tǒng)。
技術(shù)參數(shù)

外形尺寸與結(jié)構(gòu)

   

 3.3APG系列光伏直流防雷柜
概述
光伏直流防雷柜是對(duì)直流電能進(jìn)行匯總、監(jiān)控、保護(hù)的功能柜（一般指匯總直流負(fù)荷的柜），直流防雷柜可以將多路直流輸入?yún)R總成一路直流電流輸出，每路均帶保護(hù)裝置（斷路器、熔斷器等）、防反二極管、防雷器等，可以對(duì)每路電壓、電流、防雷狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)RS485接口遠(yuǎn)程通訊把測(cè)量和采集到的數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)上傳。
型號(hào)說(shuō)明
                   

技術(shù)指標(biāo)
                                                                       

外形尺寸(單位：mm)

4 Acrel-2000 V8.0光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)
4.1 概述
太陽(yáng)能光伏電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要由光伏電池陣列、匯流箱、低壓直流柜、逆變柜、交流低壓柜、升壓變壓器等組成，最后產(chǎn)生的高壓交流并入電網(wǎng)。針對(duì)光伏發(fā)電每個(gè)環(huán)節(jié)電力參數(shù)檢測(cè)的需要，安科瑞公司推出了AGF系列光伏匯流采集裝置、PZ系列直流檢測(cè)儀表及ACR系列電力質(zhì)量分析儀，分別應(yīng)用于匯流箱、直流柜及交流柜中，并通過(guò)Acrel-2000 V8.0光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后臺(tái)集中監(jiān)控。
4.2 參照標(biāo)準(zhǔn)
GB50062-2008 《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》  
DL/T 5137-2001 《電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 
DL/T 720-2013 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)柜、屏通用技術(shù)條件》   
JB/T9568-2000   《電力系統(tǒng)保護(hù)、繼電器及自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》   
GBl4285-2006    《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》 
GB7261-2008  《繼電器及繼電保護(hù)裝置基本試驗(yàn)方法》  
DL5003-2005    《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》  
DL/T476-12   《電力系統(tǒng)實(shí)施數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議》 
DL478-2010    《靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》 
GB/T13730-2002 《地區(qū)電網(wǎng)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》   
GB/T15145-2008 《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》   
GB/T 13729-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》 
GB/T 14429-2005  《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)總則》
DL/T 634-2009 《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng) 傳輸規(guī)約 基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》
CGC/GF002-2010 《光伏匯流箱技術(shù)規(guī)范》            
4.3組網(wǎng)示意圖

4.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)

4.5系統(tǒng)功能

● 系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視和控制
監(jiān)控系統(tǒng)可分區(qū)域?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)各光伏陣列的充電電壓及電流、蓄電池電壓及溫度等信息，并對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行異常顯示與報(bào)警提示；

    

 

● 逆變器用電趨勢(shì)曲線分析
監(jiān)控系統(tǒng)可繪制顯示逆變器電壓—時(shí)間曲線、功率—時(shí)間曲線等，直流側(cè)輸入電流實(shí)時(shí)曲線、交流側(cè)逆變輸出電流曲線，并采集與顯示日發(fā)電量等電參量；

    

 

● 歷史數(shù)據(jù)管理
監(jiān)控系統(tǒng)可針對(duì)光伏發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)的各種事件進(jìn)行記錄，如：通訊采集異常、開關(guān)變位、操作記錄等，時(shí)間記錄支持按類型查詢，并可對(duì)越限報(bào)警進(jìn)行更改設(shè)置；

   

● 日發(fā)電趨勢(shì)分析
監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)光伏發(fā)電的發(fā)電量可形成月棒圖及年度棒圖顯示，并折算成二氧化碳、二氧化硫減排量值；并可查看太陽(yáng)輻射強(qiáng)度趨勢(shì)曲線、風(fēng)速變化趨勢(shì)曲線顯示；

 

5 典型案例
■安科瑞-江陰南閘街道東盟路5號(hào)廠房   100.45kWp光伏發(fā)電項(xiàng)目
本項(xiàng)目采用多晶硅電池組件，共采用245w的多晶硅組件410塊，容量總計(jì)100.45kW。
系統(tǒng)采用智能型微逆（AMI-250微型并網(wǎng)逆變器）與組串式逆變器（ASI-2000TL）相結(jié)合的方案。其中250W的智能型微逆205個(gè)，功率為51.25KW，組串式逆變器采用2臺(tái)20kW與1臺(tái)12kW，功率52kW，以上逆變器功率總計(jì)103.25kW，通過(guò)逆變器變成交流后經(jīng)室外防雷匯流箱匯流，經(jīng)交流配電柜，接至廠區(qū)用戶變電配電房的低壓側(cè)母線。發(fā)電系統(tǒng)圖如下圖所示：

本項(xiàng)目裝機(jī)總?cè)萘繛?00.45kWp，理論年發(fā)電量10.7萬(wàn)kWh，可大幅度節(jié)約電費(fèi)和減少二氧化碳的排放。
設(shè)備清單如下：

6 光伏并網(wǎng)電站收益
6.1商用光伏并網(wǎng)電站收益
應(yīng)用：適用安裝于企業(yè)、工業(yè)、酒店醫(yī)院、地面、海島等商業(yè)單位。
安裝優(yōu)點(diǎn)：有效的與屋頂結(jié)合，設(shè)計(jì)美觀，安裝方便，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，減少碳、氮、硫等有害氣體的排放，保護(hù)環(huán)境。
安裝容量：30kW-6000kW
投資回報(bào)

6.2戶用光伏并網(wǎng)電站收益
應(yīng)用：適用安裝于獨(dú)棟別墅、連排別墅、個(gè)人用戶屋頂、陽(yáng)光房、陽(yáng)臺(tái)、車棚等場(chǎng)合。
安裝優(yōu)點(diǎn)：有效與屋頂結(jié)合、設(shè)計(jì)美觀、有助于屋頂?shù)恼陉?yáng)防雨，延長(zhǎng)屋頂壽命，安裝方便。
安裝容量：1KW-30KW
投資回報(bào)

作者簡(jiǎn)介：華梅超，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)。​