智能光伏預(yù)裝式變電站在農(nóng)光互補(bǔ)電站中的應(yīng)用

智能光伏預(yù)裝式變電站在農(nóng)光互補(bǔ)電站中的應(yīng)用

——上海金友金弘管同平智能光伏預(yù)裝式變電站的研發(fā)背景預(yù)裝式變電站的簡要概述目錄預(yù)裝式變電站的經(jīng)濟(jì)性分析預(yù)裝式變電站的技術(shù)特點(diǎn)及其優(yōu)勢預(yù)裝式變電站的發(fā)展趨勢產(chǎn)品的研發(fā)背景01化石能源的短缺能源消耗伴隨的溫室效應(yīng)國家政策鼓勵(lì)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然性研發(fā)背景化石燃料帶來嚴(yán)重污染北京的霧霾面臨的問題1、從2007年始成為溫室氣體排放世界第一大國；2、世界能源消費(fèi)第一大國；3、世界最大的電力裝機(jī)和電力消費(fèi)國；4、世界最大的煤炭進(jìn)口國；5、世界第一大石油進(jìn)口國；6、中國常規(guī)能源儲采比不到世界平均值的50%；7、面臨嚴(yán)重的能源短缺和環(huán)境污染。

能源和電力供給的可持續(xù)發(fā)展？

環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展？研發(fā)背景光伏電站的常規(guī)設(shè)計(jì)方案傳統(tǒng)的分散式電站傳統(tǒng)光伏電器產(chǎn)品的狀況針對以上的要求，迫切需要更經(jīng)濟(jì)和高效的標(biāo)準(zhǔn)化的電氣產(chǎn)品，以提高光伏產(chǎn)業(yè)整體效益。降低系統(tǒng)建設(shè)初期投資成本，是大力推進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。減少后期運(yùn)維成本，提高產(chǎn)品的高可靠性和維護(hù)性。如何解決？產(chǎn)品的簡要概述02

智能光伏預(yù)裝式變電站的定義：

一體化的預(yù)裝式光伏箱變，內(nèi)部集成二次匯流功能模塊、逆變模塊、升壓模塊、計(jì)量保護(hù)模塊，輔助以數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、消防、散熱控制模塊等。一臺預(yù)裝式光伏箱變，即可滿足光伏電站中的直流逆變、交流升壓并網(wǎng)及數(shù)據(jù)監(jiān)控等要求。原理：箱式逆變房+箱式升壓變-功能重復(fù)-結(jié)構(gòu)堆砌=一體化智能光伏預(yù)裝式變電站產(chǎn)品簡要概述1MW變電站平面布置示意圖（一體式）集裝箱實(shí)物圖（1MW)一次系統(tǒng)方案示意圖1一次系統(tǒng)方案示意圖2基于以下成熟技術(shù)的應(yīng)用逆變器運(yùn)行遠(yuǎn)程控制技術(shù)、箱變內(nèi)部的環(huán)境控制技術(shù)箱式變外殼設(shè)計(jì)成熟，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富箱式升壓站設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富具備工業(yè)化、工藝化、規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)條件低壓母線系統(tǒng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)傳統(tǒng)直流柜與逆變器的電纜連接，優(yōu)化為直流模塊與逆變器模塊的銅母線直接連接傳統(tǒng)的交流柜與逆變器的電纜連接，優(yōu)化為交流模塊與逆變模塊的銅母線直接連接整體電磁兼容性設(shè)計(jì)，重點(diǎn)考慮逆變模塊電磁兼容及通訊監(jiān)控模塊的電磁兼容。目的：保證逆變功率模塊和二次控制系統(tǒng)的高可靠性，安全性一、1MW箱變整體性能優(yōu)化技術(shù)原則：功能模塊化，以系統(tǒng)功能為主線，完整配置系統(tǒng)功能；突破既有空間布局，在空間上重新進(jìn)行布置。方法：確定逆變器在箱變內(nèi)安裝的合理尺寸；選用小型化電器元件；重新進(jìn)行空間布置。二、1MW箱變內(nèi)部的逆變器空間優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)采用下進(jìn)風(fēng)和側(cè)進(jìn)風(fēng)相結(jié)合的方式，柜頂直排風(fēng)。

通風(fēng)口依據(jù)室內(nèi)溫度自動調(diào)節(jié)通風(fēng)量。三、1MW箱變散熱通風(fēng)技術(shù)一體化風(fēng)道四、1MW光伏箱變外箱特點(diǎn)（一體式）提供兆瓦級光伏電站交鑰匙解決方案---集成逆變器、節(jié)能變壓器和DC、AC保護(hù)斷開單元模塊，可直接連接至中壓（10kV/35kV）電網(wǎng)，全面提升電站建設(shè)效率！標(biāo)準(zhǔn)集裝箱設(shè)計(jì)，便于運(yùn)輸，戶外直接安裝，有效縮短現(xiàn)場建站時(shí)間!可靠的防護(hù)設(shè)計(jì)，外箱防護(hù)等級達(dá)IP54?？煽康姆栏O(shè)計(jì)，外箱表面采用三層防腐漆面處理，滿足25年設(shè)計(jì)壽命?？煽康纳嵩O(shè)計(jì)，集成雙級空氣預(yù)過濾，避免熱空氣內(nèi)循環(huán)，極寬的熱設(shè)計(jì)裕量，確保環(huán)境溫度55℃不降額。高效保溫隔熱設(shè)計(jì)，內(nèi)外溫差最大5攝氏度外形尺寸：5.8米x2.4米x2.9米，重約12噸。

歐式一體化結(jié)構(gòu)（0.4kV10kV35kV）結(jié)構(gòu)形式

美式一體化結(jié)構(gòu)（0.4kV10kV35kV）集中式大型地面電站實(shí)景

特點(diǎn)：場地平整、子陣整齊規(guī)格統(tǒng)一；地處沙漠、荒地較多，一般分布于中西部地區(qū)。典型電站：新疆、甘肅、內(nèi)蒙、青海、寧夏光伏園區(qū)電站，規(guī)模較大百兆以上，占地幾十平方公里不等。應(yīng)用領(lǐng)域分布式山地電站實(shí)景特點(diǎn)：依地形建，地質(zhì)偏硬不便挖溝、子陣不規(guī)則、箱變一般靠路邊、支架高低不平容易形成側(cè)面遮擋華北、中原、西南地區(qū)山地電站占比較多，目前云南楚雄到四川攀枝花、河北曲陽等都已建成百兆以上山地電站應(yīng)用領(lǐng)域分布式（農(nóng)光漁光互補(bǔ)）電站實(shí)景特點(diǎn)：東部地區(qū)人口稠密、土地資源稀缺，無法發(fā)展大規(guī)模電站，發(fā)展分布式電站無疑是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部地區(qū)未來能源的重要選擇之一。魚塘光伏應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)適用性分析03用戶關(guān)注供電質(zhì)量

系統(tǒng)安全

LCOE

投資收益電能質(zhì)量

電網(wǎng)安全

調(diào)度能力環(huán)?？沙掷m(xù)技術(shù)進(jìn)步電網(wǎng)關(guān)注投資方關(guān)注國家和社會電站形式多樣化需求的多樣化產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)適用性分析03

光伏電站設(shè)計(jì)原則—更低的度電成本LCOE

LCOE=生命周期的總成本生命周期的總發(fā)電量初始投資總成本+運(yùn)維總成本–系統(tǒng)殘值生命周期預(yù)計(jì)總發(fā)電量*（1-總衰減率）=降低系統(tǒng)總成本

降低初始投資成本（設(shè)備成本系統(tǒng)其它成本）降低后期運(yùn)維成本（設(shè)備可靠性設(shè)備數(shù)量設(shè)備成本智能運(yùn)維）提高系統(tǒng)總發(fā)電量

提高平均發(fā)電效率（PR）（環(huán)境影響：灰塵朝向遮擋

設(shè)備選型：逆變器組件

系統(tǒng)設(shè)計(jì)：優(yōu)化布局減少失配）

其它因素（電網(wǎng)接入風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備可靠性）電站形式多樣化設(shè)計(jì)的基本原則方案比較分散式組裝NO.1一體式智能光伏預(yù)裝式變電站采用傳統(tǒng)式電氣供電方案，對部件單獨(dú)采購，按其功能分開安裝，需構(gòu)建土建房屋。箱體內(nèi)部集成直流匯流逆變、交流輸出、升壓、高壓并網(wǎng)輸出功能單元模塊）外部只需接入來自匯流箱的數(shù)根直流光伏電纜，1根來自電網(wǎng)的高壓交流電纜和1根光纖或通訊雙絞線即可1MWp項(xiàng)目投資成本對比1.組串式設(shè)計(jì)方案設(shè)備名稱單位數(shù)量價(jià)格（萬元）8匯1交流匯流箱臺50.45*5=2.2528kw組串式逆變器臺401.54*40=61.6雙繞組升壓變壓器臺115PV直/交流線纜套115合計(jì)93.85序號設(shè)備名稱單位數(shù)量價(jià)格（萬元）備注1雙分裂升壓隔離變壓器臺112.7SCB10-1000/10/0.315*2DYn11全銅2并網(wǎng)輸出柜/計(jì)量柜/變壓器保護(hù)柜臺315KYN28A柜型配置真空斷路器及分布式光伏并網(wǎng)接口裝置PCS9617E3500KW逆變柜組2254直流匯流總柜臺25.5配置防反功能5低壓交流柜臺256電源控制柜臺10.9雙電源切換7智能監(jiān)控系統(tǒng)套14.5環(huán)境、組件、逆變器等設(shè)備在線監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析、上傳功能8直流匯流箱(16匯1)臺154.959PV直流電纜、高壓交流電纜批11510土建施工套1311設(shè)備整機(jī)調(diào)試次10.812設(shè)備運(yùn)輸?shù)跹b次10.6合計(jì)92.952.分散式(組裝)1MWp電站設(shè)計(jì)方案序號設(shè)備名稱單位數(shù)量價(jià)格（萬元）備注1雙繞組升壓隔離變壓器臺19.5SCB10-1000/10/0.34DYn11全銅2并網(wǎng)輸出柜/計(jì)量柜/變壓器保護(hù)柜臺316.4配置XGN450柜型，配置真空斷路器及分布式光伏并網(wǎng)接口裝置PCS9617E32*250KW逆變模塊（含匯流）組2254低壓交流柜臺13.55電源控制柜臺10.9雙電源切換6智能監(jiān)控系統(tǒng)套14.2環(huán)境、組件、逆變器等設(shè)備在線監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析、上傳功能7SPAH金屬箱體套138直流匯流箱(16匯1)臺154.959PV直流電纜、高壓交流電纜批111.510土建套10.6511設(shè)備整機(jī)調(diào)試次10.112設(shè)備運(yùn)輸?shù)跹b次10.15合計(jì)79.853.一體式1MWp電站設(shè)計(jì)方案注：以上報(bào)價(jià)為1MWp光伏變電站，逆變器模塊采用多冗余度設(shè)計(jì)方式250kw單元（進(jìn)口）模塊配置方案序號設(shè)備名稱單位數(shù)量價(jià)格（萬元）備注1雙繞組升壓隔離變壓器臺118.1SCB10-2000/10/0.34DYn11全銅2并網(wǎng)輸出柜/計(jì)量柜/PT及測量柜臺316.4配置XGN450柜型，配置真空斷路器及分布式光伏并網(wǎng)接口裝置PCS9617E32*250KW逆變模塊（含匯流）臺4504低壓交流柜臺27.25電源控制柜臺10.96智能監(jiān)控系統(tǒng)套14.37SPAH金屬箱體套15.48直流匯流箱(16匯1)臺309.99PV直流電纜、高壓交流電纜批12610土建套10.811設(shè)備整機(jī)調(diào)試次10.112設(shè)備運(yùn)輸?shù)跹b次10.2合計(jì)139.3一體式2MW電站更具成本優(yōu)勢！注：以上報(bào)價(jià)為2MWp光伏變電站，逆變器模塊采用多冗余度設(shè)計(jì)方式250kw單元（進(jìn)口）模塊配置方案內(nèi)容

1內(nèi)容

2內(nèi)容

3內(nèi)容

4投資成本對比初期投資成本占優(yōu)勢2WM單元比分散式節(jié)省22%2WM比1WM節(jié)省13%后期運(yùn)維成本低NO.1

集成一體式智能光伏預(yù)裝式變電站可靠性對比分散式（組裝）1MWpNO.1一體式1WMp運(yùn)行可靠性對比1MWp電站需配置2臺直流匯流柜，1臺雙分裂升壓變，2臺500kW并網(wǎng)逆變器及高壓配電柜，涉及供應(yīng)廠商多，外觀及產(chǎn)品質(zhì)量上難統(tǒng)一。其次，因其涉及設(shè)備的再次安裝，其安裝工藝質(zhì)量，需要監(jiān)督驗(yàn)收1MWp電站需配置含直流匯入的2臺500kW并網(wǎng)逆變器柜，1臺普通的雙繞組的升壓變及高壓配電柜、智能通訊柜，可以統(tǒng)一供應(yīng)商，品質(zhì)及后期維保均得到保證，后期運(yùn)維無憂！設(shè)備數(shù)量較多，現(xiàn)場故障定位較為繁瑣，設(shè)備現(xiàn)場應(yīng)用分散，更換困難，整機(jī)更換維護(hù)成本高，涉及供應(yīng)廠家較多，很難一次性協(xié)調(diào)到位解決問題。分散式采用模塊化前維護(hù)設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)、散熱風(fēng)機(jī)、功率模塊等均采用模塊化設(shè)計(jì)，待專業(yè)的售后服務(wù)人員定位故障后，可在30分鐘內(nèi)完成更換，十分快捷方便！一體式NO.1可維護(hù)性對比施工效率對比傳統(tǒng)方案需要對設(shè)備進(jìn)行分項(xiàng)采購，就單項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)商務(wù)技術(shù)談判，交貨期難以統(tǒng)一，影響整體規(guī)劃砌磚房，施工困難，且周期長約15~20天安裝工序多，分批次入場施工設(shè)備施工過程，需由專業(yè)監(jiān)理人員監(jiān)造集成式1MWp電站設(shè)計(jì)方案集成式變電站--便于工廠流水線安裝、吊裝，可以提高安裝效率，縮短生產(chǎn)周期。集成式變電站--為兆瓦級光伏電站客戶解決了整體并網(wǎng)集成方案，大大縮短施工及調(diào)試周期，為投資方贏取了時(shí)間。產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性041MWp智能光伏預(yù)裝式變電站

內(nèi)部逆變器性能特點(diǎn)：我們采用了專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)變流器的芬蘭偉肯公司的成熟產(chǎn)品，VACON?8000SOLARMultimaster逆變柜，功率范圍：250-5300kW。選件豐富，方便客戶選擇。由于VACON產(chǎn)品具備業(yè)內(nèi)最徹底的模塊化設(shè)計(jì)，獨(dú)一無二的兼容性，1MW采用4個(gè)250kW逆變模塊（可以并聯(lián)設(shè)計(jì)，采用雙繞組升壓變壓器），插入式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，方便系統(tǒng)運(yùn)維。對于大型光伏電站而言，電站穩(wěn)定運(yùn)行永遠(yuǎn)是第一位的！40光伏逆變器特點(diǎn)樓宇自動化起重船舶與海工石油和天然氣風(fēng)電和太陽能電梯和扶梯礦山和冶金制漿與造紙水處理Multi-Master技術(shù)：提高電站實(shí)際效率，延長設(shè)備使用壽命模塊化設(shè)計(jì)：維護(hù)方便，節(jié)省安裝空間共享硬件：高品質(zhì)保證適應(yīng)各行業(yè)環(huán)境需要外部并聯(lián)：方便運(yùn)輸安裝，獨(dú)立維護(hù)，降低施工維護(hù)成本長壽設(shè)計(jì)：21年變頻經(jīng)驗(yàn)，15年同硬件使用歷史以及全部采用世界一流廠家原器件確保產(chǎn)品長期使用創(chuàng)新的方案而不是節(jié)省材料降低電站投資成本41樓宇自動化Multi-Master技術(shù)：提高電站實(shí)際效率，延長設(shè)備使用壽命根據(jù)實(shí)際發(fā)電量智能投切逆變器數(shù)量確保高效和低固定損耗；智能投切技術(shù)減少逆變器單機(jī)40%的工作時(shí)間；輪換工作主機(jī)保障均勻使用逆變器；自動故障切除確保故障時(shí)繼續(xù)發(fā)電。

光伏逆變器特點(diǎn)42樓宇自動化在系統(tǒng)內(nèi)逆變單元故障時(shí)，自動投入待機(jī)單元，保證持續(xù)發(fā)電；基于真實(shí)的美國福羅里達(dá)州氣象數(shù)據(jù)計(jì)算，單臺逆變器故障，年發(fā)電損失僅占4%；支持帶電維修更換故障模塊。

因逆變器單元故障引起的棄電Multi-Master技術(shù)：提高電站實(shí)際效率，延長設(shè)備使用壽命光伏逆變器特點(diǎn)43樓宇自動化模塊化設(shè)計(jì)：維護(hù)方便，節(jié)省安裝空間逆變器模塊一體設(shè)計(jì)，拆裝方便；故障時(shí)整體更換，返廠維修，無需高水平維修人員；更換模塊不超過2小時(shí)，簡單方便。

光伏逆變器特點(diǎn)44光伏逆變器特點(diǎn)樓宇自動化長壽設(shè)計(jì)：全部采用世界一流廠家原器件確保產(chǎn)品長期使用簡化的系統(tǒng)有效降低故障率和成本IGBT：德國賽米控直流電容：EPCOS濾波電抗器：芬蘭Trafotec電流傳感器：LEM風(fēng)扇：EBM技術(shù)優(yōu)勢：顯著提升您的電站運(yùn)行能效

最小的棄電損失：智能投切技術(shù)在系統(tǒng)內(nèi)逆變單元故障時(shí)，自動投入待機(jī)單元，保證持續(xù)發(fā)電。避免故障棄電；維修時(shí)間縮短到1小時(shí)內(nèi)，大幅降低故障棄電損失。最小的維護(hù)成本：易于維護(hù)，普通電工經(jīng)簡單培訓(xùn)即能維修。最少的備件成本：故障模塊返廠維修，全產(chǎn)線檢測，避免更換昂貴的備件。成本優(yōu)勢1優(yōu)勢智能光伏預(yù)裝式變電站--優(yōu)勢技術(shù)優(yōu)勢2智能監(jiān)控系統(tǒng)交流低壓開關(guān)狀態(tài)A交流高壓開關(guān)狀態(tài)B直流進(jìn)線開關(guān)狀態(tài)C其他需要的開關(guān)狀態(tài)D開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)控開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)控變壓器油位（報(bào)警，跳閘）02變壓器油溫（報(bào)警，跳閘）01熔斷器熔斷報(bào)警04變壓器瓦斯（輕,重瓦斯）03變壓器環(huán)境溫濕度06變壓器油溫度值05變壓器監(jiān)控變壓器監(jiān)控逆變器的參量010203040506070809當(dāng)前發(fā)電功率有功無功調(diào)節(jié)、控制模式的修改等啟停機(jī)、故障復(fù)位斷路器及防雷模塊狀態(tài)日發(fā)電量及累計(jì)發(fā)電量單機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間設(shè)備狀態(tài)、故障信息直流/交流側(cè)電流電壓機(jī)內(nèi)溫度010304050607080902這些參量可以實(shí)時(shí)顯示在觸摸屏上，方便巡檢。逆變器的參量遠(yuǎn)程操作控制系統(tǒng)交流低壓開關(guān)交流低壓開關(guān)01直流開關(guān)跳閘03交流高壓開關(guān)02逆變器啟停04遠(yuǎn)程操作控制系統(tǒng)火災(zāi)報(bào)