大型地面電站地形平坦,組件朝向一致,無遮擋,集中逆變器方案是這類型電站主流方案。
科士達不斷跟蹤用戶需求,推出新一代寬適應性、高集成度、高效率的大功率(3.125MW) 系列集裝箱式光伏并網(wǎng)逆變升壓單元,配合科士達新一代大功率逆變器與中壓變壓器、通訊管理單元以及相關中壓、低壓配套設備,特別適用于一站式交鑰匙工程的需求。
圖1 DC1500V的GSM-3125-MV逆變升壓一體機外形圖(油變)
方案特點
- 集成高效升壓變、中壓配電及監(jiān)控,交鑰匙方案,快速安裝;
- 集裝箱設計,方便運輸及安裝,防護完善;
- 逆變器和變壓器統(tǒng)一維護,用戶更省心;
- 降低總體投資成本,提升系統(tǒng)效率;
- 整體吊裝,方便快捷,縮短施工周期;
- 節(jié)省施工費用,降低施工難度與不可控風險。
3.125MW發(fā)電單元配置
發(fā)電單元容量設計為3.125MW設計,每個3.125MW單元設備選用1臺3.125MW逆變升壓一體機,每臺一體機接入14臺24匯1直流匯流箱,一體機交流輸出直接接入箱變升壓至35kV。
對于平緩地形的方陣布局,總體設計原則是:箱變圍繞道路兩側布局設計;這個設計原則可以綜合兼顧施工成本、提高系統(tǒng)效率及后期運維成本。
基本設計參數(shù)如下:
(1)組件選用405Wp單晶硅組件(根據(jù)實際情況選取,本方案僅為參考)
(2)組串設計采用28塊串聯(lián)設計;每24串接入一臺24匯1的1500V直流匯流箱
(3)14個匯流箱接入一臺3.125MW一體機
(4)逆變器采用1500V-3125kW逆變升壓一體機
(6)升壓變壓器選用3125kVA油變/干變(污穢等級較高選用油變,考慮環(huán)保,絕緣油可選擇可降解植物油)
每個3.125MW發(fā)電單元的系統(tǒng)配置如表1:
3.125MW系統(tǒng)方案優(yōu)點
提升系統(tǒng)整體PR值
相對于傳統(tǒng)的1000V系統(tǒng)單串組件數(shù)量是22塊,而1500V系統(tǒng)可以將數(shù)量擴充至32塊。MPPT工作電壓范圍850~1300V之間,更高的輸入、輸出電壓等級,可以降低交直流側線損及變壓器低壓側繞組損耗,電站的系統(tǒng)效率預期可以提升1.5-2%。
優(yōu)化系統(tǒng)結構
組件串聯(lián)組件數(shù)增多,相對減少匯流箱和逆變器數(shù)量
按1.25比1的照容配比,100MW電站光伏發(fā)電單元設備數(shù)量對比如下:
表2:1000V集中式2.5MW系統(tǒng)與1500V集中式3.125MW系統(tǒng)設備配置
從上表可以看出,1500V系統(tǒng)中匯流箱比1000系統(tǒng)減少40%左右,逆變器、變壓器、監(jiān)控單元、集裝箱數(shù)量比1000V系統(tǒng)減少18%。
設備數(shù)量的減少對于相同容量電站來說意味著并網(wǎng)點少,減少高壓線纜用量,變壓器成本降低。
初始投資成本更低
3.125MW箱逆變一體機方案創(chuàng)新地融合了集中式逆變并網(wǎng)與升壓變壓器的技術方案,配合高效組件,既提升了發(fā)電量,又降低了系統(tǒng)投資成本。
升壓箱變:箱變僅需一套低壓開關柜、高壓開關柜、測控保護裝置、低壓配電柜,一體化系統(tǒng)僅是增加變壓器繞組容量,成本大大降低。
匯流箱:每3.125MW逆變器房僅需1套,相比傳統(tǒng)集中式2.5MW系統(tǒng)減少了40%匯流箱數(shù)量有效地節(jié)約了設備成本。
箱變、逆變房基礎與施工:3.125MW箱變與2.5MW箱變體積僅略大,單個基礎體積基本一致,而基礎數(shù)量數(shù)量較傳統(tǒng)減少18%以上,土建施工成本降低。
直流電纜:直流電纜部分,由于采用1500V系統(tǒng),輸入測電壓比1000V系統(tǒng)電壓提高了30%,匯流箱數(shù)量減少了40%,直流電纜可以節(jié)約20%左右。
安裝維護方便,運維成本更低
從表2的配置比較表可以看出,1500V系統(tǒng)設備數(shù)量比1000V系統(tǒng)數(shù)量減少很多,相對于施工來說,僅逆變器與變壓器的基礎的施工量就直接減少18%,匯流箱安裝數(shù)量減少40%左右,從而大大提升了施工周期。
設備數(shù)量的減少在后期運維中也為巡檢帶來很大的便利,相較于1000V系統(tǒng)巡檢時間能提上30%以上。同時在電網(wǎng)調度響應時間上也會有一定的提高。
后期維護時,大型地面電站中逆變器分散在地域面積數(shù)十平方公里。如發(fā)生故障,現(xiàn)場人員費用、車輛油耗、磨損、保養(yǎng)、折舊等費用高昂,使得電站的運維工作量、難度及成本呈指數(shù)級增加。
而逆變升壓一體機單機功率3.125MWp,置于1處,而且從電站建設開始,都會修建和保留專門的檢修道路,便于檢修和設備維護。
1500V集中式逆變器器件級的維護方式具備更低的維護成本。逆變器采用抽屜式模塊化設計,主要器件均可通過插拔的方式快速更換,可在20分鐘內完成維護,整個過程由專業(yè)售后服務人員到場維護,無需業(yè)主參與。
另外,電子器件的壽命受環(huán)境影響很大,戶外安裝額逆變器,經(jīng)常處于非常惡劣(極熱、極寒、雨雪等)環(huán)境中,除非有特殊的設計,否則25年的壽命將很難實現(xiàn);而集中式逆變器處于外殼或者房間的保護,同等設計條件,其壽命將明顯高于戶外產品。
實用化的智能監(jiān)控技術方案
本方案按照子陣、站控、集控中心進行分層智能監(jiān)控。
分層智能監(jiān)控技術方案,對速度要求極高的控制級實行分層監(jiān)控,在同層內完成檢測和控制功能,不跨層處理,保證了故障處理和電力調度的實時性和可靠性;對速度要求不高的故障告警和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,可跨層分時處理;各層設備均采用標準的對外接口和通信協(xié)議,可共享第三方的后臺應用軟件。
客戶為本?匠心為質,科士達不斷跟蹤用戶需求,3.125MW一體機解決方案從防水、防風沙、防腐蝕、整體結構、內部電氣排布等多個方面全方位優(yōu)化,以保證設備在惡劣環(huán)境的環(huán)境下,逆變器能夠長時間、安全穩(wěn)定運行。